< 开发利用可再生能源、实现能源的可持续发展成为世界各国能源发展战略的重大举措。风能作为重要和最成熟的可再生能源技术,具有蕴藏量丰富、可再生、分布广、无污染等特性,使之成为可再生能源发展的重要方向。
中国风能资源丰富,大力发展风力发电对调整能源结构、保障能源安全、应对气候变化、促进经济社会可持续发展具有重要意义。近年来,在《可再生能源法》以及国家一系列政策的推动下,中国风电装机容量迅速增长,风电装备制造业也快速发展,产业体系已逐步形成。2011年并网风电超过了50GW,当年并网14.5GW,均稳居世界第一。
中国风电市场目前进入了稳定发展时期,我们不可能在短期内期待着再出现一轮翻番式增长。然而,中国市场将继续成为全球年新增市场的主要拉动力量,特别是在可见的未来,至少每年15GW的容量以及巨大的尚待开发的海上风电资源。对于中国风电产业来说,发展的潜力是巨大的。但这些潜力是否能够被发掘出来,很大程度上依赖各方利益相关者如何共同协作以撬动这一巨大的潜力。
1、建设成果
2011年中国(不含港、澳、台)新增安装风电机组11 409台,全年新增风电装机容量17.63GW,与前一年的18.94GW相比,2011年新增装机减少6.9%。中国风电市场在历经多年的快速增长期后正开始步入稳健发展期。截至2011年年底,中国累计安装风电机组45 894台,累计装机容量62.36GW,继续保持全球第一大风电市场的地位。
图1 中国新增及累计风电装机容量(2001-2011年)
2011年,全国风电上网电量达715亿kWh,占全国发电量的1.5%。风电所产生的环境效益显现:按每度电替代320g标煤计算,可替代标煤2 200多万t,减少二氧化硫排放量约36万t,减少二氧化碳排放量约7 000万t,节能减排效益显著。按照每户居民年用电量1 500kWh计算,中国2011年风电的上网电量可满足4 700多万户居民1年的用电量需求。
2011年中国风电新增建设容量10.53GW,新增并网容量16.5GW;截至2011年年底,全国风电累计建设容量52.53GW,累计并网容量47.84GW。
表1 中国风电历年新增、累计并网容量及年增长率统计表
2、项目储备
除已建成的项目外,全国有大量风电场项目正在开展前期工作或已获得核准,为中国风电的长期稳定发展打下良好的基础。
到2011年年底,全国正在开展前期工作的风电项目约1 500个,总规模约90GW。前期工作规模超过百万千瓦的省份有20个以上,其中云南、贵州、湖南、河南、广西等省区前期工作力度明显加大,规模均在1.5GW以上。
多个百万千瓦级大型风电基地获得国家批复开展前期工作,包括酒泉二期百万基地(3GW)、巴彦淖尔乌拉特中旗百万基地(1.8GW)和新疆哈密百万基地(2GW),项目总规模6.8GW。
2011年全国新增核准容量20.91GW,同比2010年增加14%。其中,国家核准总容量1.37GW,分布在内蒙古、河北、山西和江苏等省区。省级能源主管部门核准项目容量19.44GW。2011年核准容量排名前三位的省(自治区)分别是宁夏、新疆和吉林。
3、风电近期、中长期发展目标
中国在大规模发展风电方面有良好的风能资源条件、有广阔充足的土地资源条件、有较为成熟的风电产业基础、有分布广泛和技术较为先进的电网以及未来电网进一步完善的发展作为支撑,尤其是,中国未来持续发展的经济和今后一段时期内仍将增长的能源需求,使大规模发展风电既是必需的,又是可行的。
自2010年起,中国风电发展已经进入平稳期,很难重现往日翻番增长的情景,2012年风电制造业更是已经进入了高成本的微利时代,这意味着行业内竞争的加剧,市场更加成熟。部分企业会选择退出市场,但产业成熟程度和成本会更加提高风电的竞争力,使其成为实力较强的新生电源技术,并将逐步增大其在中国能源结构中的比例。
国家发改委能源所与IEA共同发布的《中国风电发展路线图2050》报告中依据“统筹考虑风能资源、风电技术进步潜力、风电开发规模和成本下降潜力,结合国家能源和电力需求,以长期战略目标为导向,确定风电发展的阶段性目标和时空布局”的风电发展战略目标的思路,提出对未来风电布局的重点是:2020年前,以陆上风电为主,开展海上风电示范;2021—2030年,陆上、近海风电并重发展,并开展远海风电示范;2031—2050年,实现在东中西部陆上风电和近远海风电的全面发展。并依不同情景设定中国风电发展目标:到2020年、2030年和2050年,风电装机容量将分别达到200GW、400GW和1 000GW,成为中国的五大电源之一,到2050年满足17%的电力需求。
3.1、近期发展目标:2020年以前
尽管国家推行从大规模集中式开发,向大规模集中式与分布式开发相结合转化,向陆上风电场开发和海上风电场开发相结合转化,但仍然以规模化开发和陆上风电开发为主,海上风电进行示范为原则。《中国风电发展路线图2050》提出从近期来看,考虑到电网基础条件和可能存在的约束,以发展规模化风电市场、建立具有领先技术标准和规范的风电产业体系为主要目标,以陆上风电为主、近海(含潮间带)风电示范为辅,每年风电新增装机达到15GW左右,到2020年,力争风电累计装机达到200GW。届时,在不考虑跨省区输电成本的条件下,使风电的成本达到与常规能源发电(煤电)技术相持平的水平,风电在电源结构中具有一定的显现度,占电力总装机的10%,风电电量满足5%的电力需求。
目前对中国“十三五”期间的经济发展速度和规模还很难做出判断,一般估计“十三五”期间,中国经济发展速度会降至7%以下。虽然中国的经济增长方式有所转变,能源效率水平有所提高,电力弹性系数有所降低,但是由于电力发电装机总量的增加,预计到2020年中国发电装机至少要达到1 800~2 000GW。如果风电装机占全国总装机的10%,至少需要200GW的装机规模;如果风电装机占全国总装机的15%,那么装机规模需要达到300GW。因此,预计到2020年风电装机规模应该在200~300GW,很大可能为250GW。
3.2、中长期发展目标
长远来看,随着风电产业的发展,风电机组及相关产品的技术将得到进一步的提升,海上风电机组的研发工作也将进一步展开,风电机组的发电能力将会有所提高,风电场的建设成本以及运行维护成本都将有所降低。与此同时,风电并网的相关技术难题将被逐步解决,电网建设与运行模式也将趋于完善,电网的消纳能力和传输条件也将得到改善,风电的输送成本也将下降。据《中国风电发展路线图2050》预测到2030年和2050年,风电装机规模将分别达到400GW和1 000GW,满足全国8.4%和17%的电力需求,成为五大电源之一,具体如下。
(1)2020-2030年
不考虑跨省区输电成本的条件下,风电的成本低于煤电,风电在电力市场中的经济性优势开始显现。但如果考虑跨省区输电成本,风电的全成本仍高于煤电;若考虑煤电的资源环境成本,风电的全成本将低于煤电全成本。风电市场规模进一步扩大,陆海并重发展,每年新增装机在20GW左右,全国新增装机中,30%左右来自风电。到2030年,风电的累计装机超过400GW,在全国发电量中的比例达到8.4%,在电源结构中的比例扩大至15%左右,在满足电力需求、改善能源结构、支持国民经济和社会发展中的作用日益加强。
(2)2030-2050年
随着风电和电力系统以及储能技术不断进步,风电与电力系统实现很好的融合。风电规模进一步扩大,陆地、近海、远海风电均有不同程度的发展,每年新增装机约30GW,占全国新增装机的一半左右,到2050年,风电可以为全国提供17%左右的电量,风电装机达到1 000GW,在电源结构中约占26%,风电成为中国主力电源之一,并在工业等其他领域有广泛应用。
4、风电发展重点方向及任务
中国风电市场的发展,大致可以分为两个阶段。在2009年之前,风电的规模较小,发展风电的目的并不是为了提供实质性的电力和能源供应,而是为了能够将中国风电的技术水平和装备制造能力尽快建立起来,从2009年开始,中国的风电装备制造能力开始领先世界,并具备了支撑年均发展千万千瓦级的能力。
从这个角度分析,“吊装容量”和“并网容量”的差异,随着风电并网困难和风电消纳问题日益突出,愈发受到业界的关注。值得注意的是,这种关注也正好凸显了中国风电发展所处阶段开始出现了变化,即中国风电已经告别小范围、小规模发展的模式,正式步入规模化发展的新阶段,当前存在的风电并网困难和消纳方面的挑战表明,风电在融入电力系统过程之中,所有的市场参与者都要做出相应有针对性的调整:电力系统的运行管理必须做出调整,适应风电这种间歇性电源的特点;风电开发商需要加强风电预测预报,加大对风电场出力的控制能力,尽可能使得风电场对于电力系统更可能地作为有效电源来调度管理;适应电力系统调度运行需要,将成为风电设备制造商技术转型升级和提高自身核心竞争力的重要方向。