张驭驹
(国电东北新能源发展有限公司,辽宁沈阳 110000)
我国风能储量32 亿kW,可开发装机容量约25.3 亿kW,具备良好的商业化、规模化前景。我国近年来风电发展逐渐靠近国际水平,但实际装备制造水平、总装机容量等均与发达国家存在较大差距。社会未来发展与不可再生能源发展密切相关,各国均存在环境破坏等状况,随着储量不断减少,开发新能源是各国能源核心研究重点,特别是将可再生能源提纯、降低不可再生能源使用是保护环境、实施可持续发展重要举措。
(1)我国风力资源分布。
根据窝沟气象局检测汇总数据表明,我国陆地上10 m高度可供利用风能资源约为2.53 亿kW;依照50 m高度风力是10 m风力发电一倍专业理论,获取我国50 m高度可利用风力资源为5 亿kW。海上风力资源超过15 亿kW,可充分利用的风力资源为7.5 亿kW,表明我国风力资源丰富,均具备良好的风力资源开发优势。
(2)我国风力资源特点。
①在气候作用下,冬、春季节发电容量较大,与我国水能资源规律相悖,可将两种资源联合应用。
②受日照影响,我国风力在15:00持续增大,夜晚后阶段逐渐减弱,与我国居民生活习惯匹配,风力发展拥有良好的人文基础。
③受地域条件影响,我国海滩及近海风力资源丰富,沿海地区工业较为发展,实际用电量需求较高,风力发电具有社会基础。
我国能源趋于绿色化不断加深,以风电为代表的新能源发展势头迅猛,成为可再生能源发展主体。
我国电力企业联合会数据表明,截至2020年11月底,我国风电累积装机2.4 亿kW,电源投资共计2 151亿元。随着风电产业技术及运营模式成熟,其在行业竞争中优势日渐凸显,市场化是未来发展主趋。随着陆上风电开发结构调整优化,其不断覆盖全国范围内,逐步趋于均衡状态;海上风电后来居上,促进电力供需结构升级,有效突破我国东西部资源不均衡瓶颈。专家估测风电行业将进入新发展领域。
(1)风电产业规模扩大,风电平价效益凸显,2020年我国发电装机持续保持绿色化,发电量快速增长,截至2020年11月底,全国风电场发电量均高速增长,比上年增长3.7%。从资金投入规模分析,同比增强43.5%,国家多个大型电力央企成为新能源开发主体,风电装机容量比重较高。近年来,新技术不断推广及应用,风电开发成本降低,风机价格降至3 100 元/kW,海上风电均造价1.4 万元/kW,与平价并网具有一定差距。进入风电平价发展时代后,电价、补贴等传统模式难以符合时代发展的要求,市场化是风电未来发展趋势[1]。
(2)陆上风电开发结构优化,三北地区增速放缓,中东部平原的风电空间较大。我国2020年内蒙古风电装机容量高达3 097 kW,稳居我国各省第一。立足整体战略发展趋势分析,三北地区是我国风电实现规模化初期点,装机规模接近饱和;中东部区域风电开发潜力巨大,逐年新装机超过60%。云南省充分延续2018年和2019年优势,平均利用小时数达到2 525 h,连续位居全国各省榜首。
(3)海上风电发展前景广阔,有助于促进电力供需结构优化,截至2020年第三季度,我国的海上风电装机容量高达750 万kW,基于新型技术及国家政策双重保障下,促进海上风电良好发展。按照地域划分,海上风电建设汇聚于东南沿海,其中江苏是风电发展规模最大省区,其在2020年6月便完成并网容量1 110 万kW,其中海上装机占全国70%。沿海地区经济发展速率快,对电能需求量较高,应积极发展海上风电,缓解西电东送压力。
随风电产业规模持续性扩大,风电产业开发过程中面临瓶颈日渐凸显,阻碍我国风电产业发展。
(1)限电问题。
“三北”地区作为我国风电开发根据地,也是火电、光伏发电集中区域,区域内发电装机总容量超出本地区输出能力限值,限电问题日渐凸显。为进一步消除上述瓶颈,我国加快了规划建设特高压输电网络,但短期内限电问题仍难以解决。
(2)高成本。
我国风电产业整体成本偏高,市场接受上网电价能力薄弱,产业过多依附于国家相关政策性电价补贴,风电自主化生存能力不足。根据整体未来规划可持续发展,降低风电生产电价是亟须解决瓶颈,更是风电大面积发展重要途径。譬如2017年第三季度,我国新能源水力发电装机容量占全国总装机70%,加快国家能源建设,此种发展模式与商业规律匹配度较低。
(3)自主创新能力薄弱。
我国风电产业发展建设时间短暂,缺乏一定的成熟性,风电产业快速扩张,多依附于国外技术。即便我国风电技术在不断实践发展中完善升级,但与国外发达国家相对比,仍存在一定的距离,导致我国风电企业开拓国外市场,核心竞争优势缺失,难以实现良好发展。若仍延续传统以价格战为主发展模式,将影响风电持续性入驻海外发展。
(4)制造和配套能力有待提升。
为进一步应用风能,实现风电发展规模化、商业化,我国相继出台相关政策,为其良好发展提供导向,风电产经过10年的发展,风电整机生产、装配部等企业超过200家。规模化生产规划布局导致企业间未实现信息共享交流,技术共享平台建设缺位,导致整体行业生产水平滞后,缺少核心竞争优势。风电实际生产过程中,多个关键技术和工艺过多依附于进口,影响风电产业良好发展。
(5)标准体系建设滞后。
长期以来,风电行业管理部门较多,职能处于分散形式,各部门存在一定交叉作用,难以形成有效的合力共同助力风电产业良好发展。现阶段,风电产业未形成完善的国家标准、行业标准等机制,影响风电产业实现规模化,约束其持续性进入海外市场。
近年来,我国风电产业获取良好的发展成效,但其仍属于新兴产业,需要相关政策扶持,国家需根据实际状况,调整现行风电价格机制,立足持续性发展层面,采取长期性电价保护方式,确保具有一定的吸引力,引领更多投资者与制造商入驻,促进风电产业良好发展。政策可借鉴生物质能发展定价相关政策,可采取固定的价格模式,也可按照区域划分,去除最高及最低价格,选用大平均方式确定固定电价。风电价格降低是风电发展必然趋势,应采取补贴方式,确保其价格水平保持合理范围内,促进风电产业高速发展。
风电产业若想获取可持续发展,智能电网配套建设是必备前提,与传统电网相对比,智能电网具有多方面优势,主要体现在强大的兼容性。我国初期发布智能电网建设,制定相关三个阶段实施计划,截至2020年全面建设统一智能电网。在发展计划中,需要充分凸显相关部门的主导性,加强规划编制、标准制定等方面协调,并为智能电网提供相移政策支持,保证计划实施。相关部门需要积极规划电网建设,在华北区域、西北区域等进行高电压等级主干电网建设,做好试点典范工作,为风电产业实现规模化奠定良好基础[2]。
现阶段,随着我国风电产业不断发展,部分零部件实现国产化,如齿轮箱等,但在海上风电技术、大型化风电机组等方面较为薄弱,应加大研发力度。
(1)完善财政支持政策,建立风电产业研发基金。
我国风电产业缺乏一定的成熟性,产品研发需要耗损较长周期,与一般常规能源相较,前期投资体量较大,要求我国从资金给予充足支持,并明确扶持基础和研发方向等。譬如研发国产品牌自主知识产权核心产品技术,促进高科研发技术成果产业化。
(2)制定风电产业人才发展规划,促使风电产业创新。
高端科技研发人才、管理人才等作为风电产业重要基础保证,积极制定人才培养规划,培养创新型人才。
(3)重视科学技术,创设国家级风电研究室。
应积极借鉴其他国家经验,创设独立的能源实验室。风电产业作为我国的一项新兴产业,能源部门应建立国家研究室,加强科技交流和学习,提升系统性、前瞻性,研究风电产业技术,在引入国外风电产业技术基础上,探索与我国风电产业相匹配的技术。
现阶段,我国风电设备制造产能处于严重过剩,我国风电企业思维模式更倾向于规模制胜,主要原因在于入门门槛较低,部分企业仅需购买许可证便可实施生产,无法保证产品质量,导致机械设备故障率增高,相关部门仍盲目引入,重复性建设,导致风电设备制造产业无序扩张。采取有效措施提升风电产业设备质量是目前亟须解决瓶颈之一,应完善风电设备技术标准、检测等体系,促进风电技术高速发展,保证风电产品质量达标,降低实际成本支出。建设大型风能试验设施,为新产品试验及检测提供硬件支持,提高风电设备制造产业入门门槛,调整其设备生产结构,保证风电设备制造产业良好发展[3]。
经济高速发展背景下,不可再生能源日渐匮乏,积极开发及应用新能源是我国科技发展首个目标。因此,需要准确掌握风电产业发展面临瓶颈,采取多维度措施助力风电产业良好发展,有效解决我国不可再生能源匮乏瓶颈,落实可持续发展理念。