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全球风电产业发展与中国对策
发布者:来源:中国能源报    发布时间:2014-06-17 11:32:27    点击次数:127

风能作为可再生能源的重要类别,在地球上是最古老、最重要的能源之一,全球范围内的巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性,使风能发电成为世界可再生能源发展的重要方向。

  全球风电产业发展现状与趋势

  1、关键技术和进展

  近年来,世界风电产业发展迅速,风电产业关键技术日益成熟,单机容量5MW陆上风电机组、半直驱式风电机组开始使用,直驱式风电机组已经广泛应用,目前国际上主流的风力发电机组已达到2.5-3MW,采用的是变桨变速的主流技术,欧洲已批量安装3.6MW风力发电机组,美国已研制成功7MW风力发电机组,而英国正在研制巨型风力发电机组;欧洲规模化海上风电及相关电网布局开始建设,并在知识型产品如风况分析工具、机组设计工具和工程咨询服务等方面具有明显的国际竞争优势。纵观世界风电产业发展现状,风力发电技术将呈现如下发展趋势:开发更先进的风况分析系统;研制大容量、高可靠性、低成本风力发电机组以及轻量型、高可靠性的海上风力发电机组;风力发电方式将以陆上风力发电为主,并积极拓展海上风力发电。

  2、风电行业产业规模

  风电行业的真正发展始于1973年的石油危机,美国、西欧等发达国家为寻求替代化石燃料的能源,投入大量经费,用新技术研制现代风力发电机组,八十年代开始建立示范风电场,成为电网新电源。近年来,风电发展不断超越其预期的发展速度。2010年,全球风电累计装机容量达196630MW,同比增长24%,增长速度有所放缓。就全球新增装机容量来看,从1999年开始,每年新增装机容量开始大幅增加,1999年全球风电新增装机容量为4033MW,增加幅度高达84%,2008年和2009年风电新增装机容量分别达到27261MW和38312MW,增长幅度分别为38%和41%。而2010年世界风电新增装机容量为37642MW,同比下降2%。

  3、主要国家和企业情况

  2010年,世界风电产业实现销售收入550亿美元,同比下降21.4%,销售收入减少的主要原因是风力涡轮机价格的下降和市场逐渐转向中国。按照2010年世界风电总装机容量排序,排在前几位的国家依次是:中国、美国、德国、西班牙和印度。目前,世界上有13个国家风能发电能力超过1000MW,其中法国和加拿大是在2006年超过这一数值的。

  从全球风电市场的区域发展情况来看,世界风电产业发展重心已由欧洲向亚洲和北美洲转移。欧洲风电总装机容量所占比重由2007年的59.6%下降至2009年的46.2%,继而下降至2010年的43.7%,而北美洲地区则由2007年的19.4%上升至2010年的22.5%,亚洲地区则由2007年的16.5%上升至2010年的31.1%。2004年,欧洲占据世界风电新增装机容量70.7%的份额,如今欧洲已丧失其垄断地位,2010年,欧洲占世界风电新增装机容量的比重为27.0%,北美洲为16.7%,亚洲为54.6%,非洲为0.4%,亚洲已占据世界风电新增装机容量一半多份额。但是,毋庸置疑,欧洲仍然是世界上风电产业发展最为成熟的区域。

  2010年,北美洲风电总装机容量为44188MW,同比增长16%,而2009年的增长率为39%,下降的原因是美国新增装机容量的大幅减少,2010年美国风电新增装机容量只有5600MW,同比下降43.4%;亚洲风电总装机容量为61182MW,同比增长50.6%;欧洲风电总装机容量为85983MW,同比增长13.1%,其中德国和西班牙仍然保持其领先位置。大洋洲区域2010年风电装机容量已达2386MW,同比增长0.5%,比2006年增长142%。这主要归因于澳大利亚政府所采取的一系列发展可再生能源的政策措施。拉丁美洲和非洲风电产业发展滞后,2010年,拉丁美洲风电装机容量为1982.9MW,非洲为906MW,远远落后于其他地区。

  从风电企业来看,国外风电技术领先企业主要有丹麦维斯塔斯、西班牙歌美飒、美国通用电气、德国Enercon公司等。中国企业在生产规模上占有优势,技术上也在不断进步。2010年中国企业华锐风电、金风科技、东方汽轮机公司、联合电力公司进入世界风电装备制造商前十名,如下表1所示。

  4、发展趋势

  随着各国政府,特别是资源消耗大国的政府对可再生能源的日益重视,风能发展的前景将越来越广阔。按照GWEA《世界风电展望2008》报告的分析预测,即便在国际能源署对于全球能源市场潜力最保守的估计的情景下,风电在2030年将占到全球电力供应的5%,到2050年则达到6.6%。而中等情景预测下,比例将达到15.6%和17.7%。最乐观的情景下,比例则高达29.1%和34.2%。预测结果显示风电不但能够满足全球未来30年对于清洁的、可再生的电力的需求,而且其对供电系统的渗透还将随着高能效技术的实现得以持续增长。

  未来风电产业将朝着海上风电、风车大型化、风力发电设备制造技术日臻完善等趋势发展。目前,世界上许多国家都在积极建设大容量海上风力发电场,欧洲正在引领海上风力发电的潮流。北欧沿岸5国(德国、英国、荷兰、比利时和丹麦)拥有得天独厚的海上风能资源,正在大力发展海上风力发电。丹麦计划2030年使其海上风力发电的装机容量达到400万千瓦。预计2005年英国的海上风力发电装机容量将达到260万千瓦。目前瑞典正在建造的7.2万千瓦的海上风力发电场,将成为世界上最大的海上风力发电场。

  在发达国家,风力发电机组正稳步地走向大型化,现已进入兆瓦级,以实现经济规模运行。采用兆瓦级的新型风力发电设备是目前的一个明显的发展趋势。今后的几年内将会出现更大功率的风力发电设备,风轮直径将会达到70米以上,美国已生产出风轮直径达97.5米的风车。在高风速地区,例如海上,风车的额定功率将会达到2MW。

  目前风力发电设备制造技术不断改进,风力发电设备制造厂商将会采用更先进的设计方法设计风力发电设备,兆瓦级风车的零部件重量将会降低,带有可变速风轮的风力发电设备、多极可变速发电机和智能控制系统、采用永磁多极发电机的无齿轮传动系等将是今后风电技术的主要发展方向。

  我国的差距与问题

  近年来我国风电装机规模连续翻倍增长,至2010年底,我国风电新增装机容量16000MW,累计装机容量达到44733MW,首次超过美国,跃居世界第一。虽然我国风能产业取得了快速发展,但还存在以下突出问题和困难。

  第一,电网成风电产业发展瓶颈。由于我国风能资源最丰富的地区,主要分布在三北(华北、西北、东北)和东南沿海等偏远地区,绝大部分处于电网末梢,电网建设相对薄弱。风电上网的难题短时间难以解决。此外,受风力影响,风电相对不够稳定,电网企业对接收风电的积极性不高,也被认为是造成风电上网难的一个重要因素。

  第二,风电全产业开发技术成熟尚需时日。国内风电设备厂商虽然已经在整机总装技术和装备上取得了长足进展,但风电整机设计和轴承、控制系统等关键零部件技术还没有完全掌握,全链条产业化难度较大;国内风电设备制造企业数量短时间内迅速增加,但自主创新能力差别大,产品质量良莠不齐;同时,国产机组也面临着国际市场的激烈竞争。

  第三,风电产业重复建设现象严重。我国风电产业的快速发展远远超过了预期,在企业产能及企业数量短时期内膨胀的同时,出现了“同质化竞争、价格无序竞争、重数量扩张,轻产业升级”的趋势。风电产业界已经出现了80多家整机企业,预期产能都大大超过了实际市场需求。此外,有近百个城市把风能作为城市的支柱产业。2009年下半年国务院出台了抑制产能过剩的文件,对此提出了警示,也提出了相关要求,即为了规范风电这个新兴产业。

  几点对策

  一是保持政策的连续性和针对性。近年来,为了促进我国风电产业的发展,国家制定和颁布了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》等一系列政策,这些政策对我国风电产业发展起到了关键性作用。“十二五”期间,政策能否持续和有针对性“给力”,就成为我国风电产业缩短与国外差距,进入良性快速发展的关键。

  二是加快适应风电的电网及其运行体系建设。加强配套电网和调峰电源建设,完善电力调度体系。重点发展风资源评估分析、风电场设计和优化、风电场监视与控制、风电接入系统设计及电网稳定性分析、短期发电量预测及调度匹配、风电场平稳过渡及控制等技术。

  三是不断提高风电技术装备水平。重点发展适应我国气候、复杂地形条件(包括海陆两用)1.5MW以上风力发电机组的总体设计、总装技术及叶片、轴承、变流器和控制系统等关键部件的设计制造技术,风力发电中的逆变系统的数字化实时技术、数字控制策略以及保护监测技术,开展大容量海上风电机组设计、安装及风电场运行技术研究,提高我国陆地、海上风电场利用率和电网吸纳风电水平。

  四是加快结构调整和产业重组。目前,我国风电企业实现规模经济、消除无序竞争、抑制产能过剩仍然有很长的路要走。因此,我国风电产业根据国家十二五产业发展规划要求,要积极转变经济经济增长方式,加快产业重组和结构调整步伐,同时在宏观层面上必须加强行业标准体系建设。