浅谈我国风电产业发展存在的问题和对策建议

■陈光玲（广西大学）

能源，是人类赖以生存发展的物质基础，是一个国家的经济命脉，是现代社会存在的基石。在工业革命以来，煤炭、石油等可再生能源已被大规模的开发利用，维持着人类的生存活动，驱动着整个社会经济的快速发展。但是，随着全世界对能源需求的日益增长，能源供应显得越来越迫切；同时，不可再生能源资源的开发利用会对环境产生一定的破坏，如废气废物污染环境，也对气候带来影响，如温室效应。目前，全世界各个国家已经意识到长久以来过度地依赖化石燃料能源的负面影响，意识到能源的持续供给和环境保护将是人类面临的最大挑战，安全、可靠的能源供应和高效、清洁的利用能源是实现社会经济持续发展的基本保证。

可再生能源的开发利用可为解决能源和环境问题带来帮助。在全球生态环境不断恶化和化石能源逐渐枯竭的双重压力下，对于可再生能源的研究和利用已成为全球各国关注的焦点。90%以上的联合国气候变化《巴黎协定》签约国都设定了可再生能源发展目标。发展可再生能源已成为许多国家推进能源转型的核心内容和应对气候变化的重要途径，越来越多的国家开始投入到可再生能源和新能源的开发研究工作中。欧盟以及美国、日本、英国等发达国家都把发展可再生能源作为温室气体减排的重要措施。

风能是一种可再生能源，清洁、绿色、安全、环境效益好、永不枯竭，在促进社会经济可持续发展中有着重要的意义。大力发展风力发电不仅能改善生态环境，而且能够优化能源结构，对于人类的发展起着重要的作用。目前，风电技术是最具成熟的可再生能源，具有较强的竞争能力，市场前景广阔。

一、我国风电发展现状

风能、太阳能等新能源开发利用日益成熟、成本不断降低，逐渐成为替代传统化石能源的重要选择。过去十年，世界风电装机增长近4 倍，可再生能源成为新增装机的主要构成。开发利用风电是构建清洁低碳、安全高效能源体系的重要支撑，是缓解资源环境压力、促进节能减排、实现绿色发展的有效手段，是推动高质量发展和建设现代经济体系的重要组成。

2018 年全球风电市场保持稳定，新增装机容量为51.3GW，累计装机容量目前已达到591GW。2018 年我国新增装机容量21.1GW，同比增长7.5%，累计装机容量2.1 亿千瓦，同比增长11.2%。2018年全球海上风电市场保持稳定，新增装机容量为4.5GW，与2017年的市场规模相同；累计装机容量目前已达到23GW，占风电累计装机总量（591GW）的4%。2018 年我国海上风电发展提速，新增装机436 台，新增装机容量1.65GW，同比增长42.7%；累计装机达4.44GW。2018 年我国海上风电新增装机在全球海上风电中占比37%左右，累计装机量全球占比19%左右，可见中国海上风电在全球市场的重要性有所提升。

近年来，风力发电在电源结构中的比重逐年升高，风电已成为我国继煤电、水电之后的第三大电源。为调整能源结构，保护环境，合理利用资源，推进风电行业的健康可持续发展，国家能源局制定出台了《风电发展“十三五”规划》。我国风力发电市场由于受到行业进入门槛的制约，风力发电行业呈现行业市场份额集中度较高的特征，近年新增装机容量前十家企业占累计装机总容量的70%左右；同时区域市场集中度提高，各风电基地的运营企业格局较为稳定。《可再生能源发展“十三五”规划》指出要全面协调推进风电开发，到2020 年底，全国风电并网装机确保达到2.1 亿千瓦以上。

二、我国风电发展存在的问题

（一）在发展规划、建设上，风电企业与电网不协调

目前，我国各省市政府、电网公司以及风电开发企业都在编制风电发展中长期发展规划，但是在总体规划上，各版本发展规划并不统一；风电建设和电网节奏不统一，在地点、装机规模、开发进度等多方面存在着较大差异。同时，由于各单位之间缺乏有效沟通，导致工程进度不能如期进行；风电开发与电网公司规划相互脱节，若在风资源较为丰富的偏远地区，因远离负荷中心，当地电网消纳风电能力较小，电网建设薄弱，若在此类地区大力发展风电，风电开发超前于电网建设，最终可能会导致上网难的问题出现，在建设完工后风电无法上网送出。

（二）风电自身因素对电网带来冲击

在我国，弃风限电这一阻碍风电发展的瓶颈一直没有彻底解决。尤其在三北地区弃风限电的重灾区，即使国家在问题解决前原则上在这些地区不再扩大风电建设规模。但从根本上，风电本身具有波动性和间歇性等特点以及风电调度难是造成弃风限电问题的重要原因。一方面，对电网安全带来威胁。风电机组在与电网末端连接时，会在一定程度上改变配电网功率流动的单向性，增加了风电场周围电网运行的安全隐患。一方面，对电网调度带来影响。由于风能的稳定性较差，且具有一定的间歇性，导致机组在运行过程中出现波动性和间歇性；加之，风电场不能有效地进行发电预测，最终加大整个电网调度，电网运行受到影响。

（三）风机制造技术创新有待提高

近年来我国在风机制造上取得了飞跃的发展，陆上风电的快速发展，单机容量不断加大，开发企业逐渐下降，离不开风机制造企业的技术创新。我国近海风能资源丰富，近海风速较陆上风速更高且更稳定，风能利用率高于陆上，并且近海电网可缓解陆上风电容量限制，可避免陆上长距离输电配电问题等优点，国家对海上风电大力推动。但同时，海上风电因其受台风的影响较大，盐雾以及空气温度加大了风电机组的腐蚀，不仅缩短了风机的使用寿命，而且在日常中也增加了风电场设备修理和维护费用，造成运行成本升高。所以，风机制造技术的提高对关系到海上风电的发展。

（四）弃风限电、并网难制约我国风电行业发展

随着我国风力发电装机容量的迅猛发展，风电装机容量和并网消纳之间的不平衡、不充分的矛盾日益突出。一方面多地出现严重的弃风限电现象，华北、东北、西北已成为我国弃风限电的重灾区；另一方面，风电项目建设后难以实现并网发电。“并网难”“弃风限电”不仅影响到了风电企业的发展，而且严重制约了我国清洁高效产业的可持续发展。

所谓“弃风限电”是指，在风电机组可以正常运作的情况下，但由于电网消纳能力不足、风电的不稳定性以及建设工期不匹配等原因而使得风电机组停止运作的现象。

根据历年《中国风电市场分析报告》数据，汇总2011 年-2019年全国平均弃风率、电损失量和电费损失如下表：

表1 2011年-2018年全国弃风数据统计

根据数据分析可知，我国平均弃风率波动较大，弃风现象时好时坏，在2012 年和2016 年最为严重，弃风电力随之大幅攀升；在2014 年和2018 年大幅度下降，在2018 年创历年新低。

（五）产业服务体系不完善，技术标准不统一

由于我国风力发电起步较晚，相比于欧美风电发展速度较快，在风电产业服务体系上不够完善，各地执行的技术标准并不完全相同，目前还没有完全统一。风能资源评价体系、宏观和微观选址技术研究还不够深入，在技术标准、产品认证等方面基础比较薄弱，这些都影响着风电的发展，还需进一步完善。

三、提升风电发展的对策建议

（一）加强风电发展的管理制度和服务体系建设

为加快推进风力发电的发展，提升风电的经济效益和环境效益，应完善风电产业服务体系，制定统一的技术标准。积极发挥风能协会的作用，跟踪并研究分析国内外产业体系和发展态势，开展技术政策研究，为风电企业提供技术咨询和服务，为政府部门制定风能发展规划及政策提供支持。

（二）加强沟通，科学有序开发

为实现并网，风电开发企业在制定规划时则需要加强与当地政府及电网公司的沟通，了解拟建设地区是否具备并网条件，是否在电网建设规划中，做到与电网建设统一规划，避免出现自身规划与电网规划相脱节，建设后无法并网发电，出现“弃风限电”等问题。考虑可在电网完善，经济承受能力强的地区，规模化开发；在电网建设规划地区，随着电网容量增长逐渐加大开发。

（三）切实解决风电电网的影响

大规模的风电接入对电网不仅对电网带来冲击，而且导致电能质量下降。为解决这一问题，一要保持电力电力平衡，研制开发有效的风电发电预报系统，对风力发电做出有效的发电计划，减少风电并网对电力调配带来的困难；二要完善直调电厂低谷深度辅助服务补偿措施，解决调峰困难问题，可通过增加大型储能装置，改善风电的间歇、波动性问题，起到削峰填谷、调频和平滑风电输出的作用。三要减少风电功率波对电网电压的影响，在风电接入集中地区安装静止无功补偿器等柔性交流电系统设备，以提高系统稳定性。

（四）因地制宜，规模与分散开发相结合

在风资源丰富，电网建设完善，考虑与当地的经济水平和电网容量相适应为原则发展风电，以规模化带动产业化，可建立超大型风电基地。分布式电源作为未来电力结构发展的一种趋势，可在经济欠发达、电网消纳容量小的地区，可以考虑单机分散并网，或者开发具有较好条件的中小型风电场。

（五）加大研发投入，提高自主创新能力

风电设备制造企业应抓住新增市场机遇，在满足现有产品产量规模化生产，继续引进国外先进生产技术的同时，更加注重创新能力的培养，一方面，加大研发投入，根据我国山区、高地、海水等特点，在零部件和整机上不断创新，生产出更适合我国风力发电的陆上单机大容量机型，增强海水腐蚀、抵御台风影响的海上风电设备；另一方面，注重创新人才的培养，不断学习国外先进技术，同时提高自主开发能力，从而提高设备质量，不断降低机组生产成本和后期维护成本。

（六）加强与储能企业的联合开发工作

要切实解决风电的不稳定性和不确定性问题，改善风电效能，保障电网安全，应特别注重储能在解决发电领域生产消费实现平衡中，作为一种关键技术手段发挥的积极作用。风力发电企业应与储能企业积极开展联合开发，根据自身特点和面临的问题研发一系列电力辅助装置，通过储能技术实现大规模并网和微电网，提高能源利用效率，保障电力生产和供应安全。

四、结语

未来，相信在风电技术不断进步，规划协调统一、有序推进风电开发，管理机制不断完善，风电得到合理消纳的情况下，风电将会以良好的社会效益和环境效益，更好促进能源转型、支撑经济社会发展。