风力发电,一场正在兴起的产业大潮

来源:联合早报    关键词:风力发电, 产业大潮,    发布时间:2019-09-29

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专家从成本角度预测,中国风电和光伏的发电竞争力将在2025年前后全面超过煤炭等传统化石能源,新能源成为中国主要能源的时间点可能在2030年以后。

积极准备迎接新能源时代的中国已连续七年位居再生能源领域最大投资国,带动风力发电产业从西部陆地转向海上发展,近海捕风潮方兴未艾。

海上风电缓解了陆地风电弃风率高的问题,但补贴退坡和碎片化规划,正考验着这个新兴产业。



中国今天已经站在新能源替代传统化石能源的临界点上。

中国国家电力投资集团副总经理夏忠本月在江苏盐城一场关于新能源的论坛上,做出以上判断。

从成本的角度,有专家预测,中国风电和光伏的发电竞争力将在2025年前后全面超过煤炭等传统化石能源。风光产业将迎来好风光。

从装机容量的角度,中国在许多人的认知里是煤炭大国,但其实它的水电、风电以及光伏发电的装机容量,都个别稳居世界第一。其中,全球三分之一的风电装机容量在中国。

截至今年6月,中国风电和光伏发电累计装机容量分别达1.93亿千瓦和1.74亿千瓦。

中国国家信息中心副主任马忠玉在同一场由新华日报社和盐城市政府联办的会上预测,新能源取代传统化能源成为中国主要能源的时间点,可能在2030年以后。

他指出,中国的煤炭消费在2013年进入峰值期,石油与天然气的消费峰值期则在2020年至2030年间。这意味着2030年以后,当上述三种传统化石能源的消费均已达峰,非化石能源消费的占比将不断提高,逐步替代传统能源,并最终基本成为中国的主体能源。

中国正在为迎接新能源时代做准备,已连续七年是再生能源领域的最大投资国。

发展新能源多种考量

中国大力发展新能源,有环境的考量,有经济的考量,也有政治和战略的考量。

从全球气候变化的角度,中国作为第一大碳排放国,为履行负责任大国义务,2015年在巴黎气候变化大会上承诺,2030年二氧化碳排放强度要比2005年下降60%至65%。要实现减排目标,只有两种方法——节能和改用风电等清洁能源。

从经济的角度来说,国务院发展研究中心原副主任侯云春指出,在减排的问题上,中国担心的不仅是碳排放对气候的危害,同时也担心全球将出台的碳交易和碳关税,可能成为制约中国经济发展的瓶颈。

另一个经济方面的考虑是,随着能源领域供给侧结构性改革的推进,一定规模的煤炭产能必须退出,国家经济发展的引擎须越来越倚重清洁能源来驱动。

从能源安全的战略角度来看,中国是全球第一大石油进口国,但石油供应和价格容易因地缘政治因素而波动,如沙特阿拉伯石油设施本月的遇袭事件,以及有坏债风险的委内瑞拉“石油换贷款”计划。更多地依赖自己产出的可再生能源,可保障能源安全。

政治方面,人们已看到改革开放初期粗放式发展对生态环境的破坏,社会晋升中产阶级后会越来越无法容忍以牺牲生态环境质量来换取经济建设的发展模式。

为回应人们对高质量生态环境的需求,同时也给经济成熟以后增速必然放缓的新常态一个说法,中国政府提出“绿水青山就是金山银山”的新社会契约。既然环境保护跟经济增速一样,成了检验中共执政能力的试金石,那么政府就得通过出政策和出资金,来大力发展清洁新能源产业。

落实新能源愿景 首推15年规划

中国最高领导人、中共总书记习近平在2014年提出“四个革命一个合作”的国家能源安全新战略,强调一手控制能源消费,一手推进新能源生产,构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系。

为落实以上愿景,国家发改委和国家能源局出台《能源生产和消费革命战略(2016—2030)》(以下简称战略)。这是中国首次推出以15年为规划周期的中长期能源路线图,规划周期比过去的五年长。

战略定下的具体目标包括:把到2020年的能源消费总量控制在50亿吨标煤以内,到2030年控制在60亿吨标煤以内,2050年实现能源消费总量的基本稳定;2020年把非化石能源占总消费的比重提高到15%,2030年提高到20%,2050年超过一半。

另外,战略也规定在2021至2030年间,新增能源需求主要得靠清洁能源供应。例如,兴建中的雄安新区将被打造成主要以清洁能源驱动的零碳城市。

战略已初步见效。同五年前相比,天然气、水电、核电、风电等清洁能源的消费比重,从14.5%提高到22.1%;煤炭消费比重下降8.4个百分点,并历史性地降至60%以下;单位国内生产总值能耗下降20.3%。

风电是继水电之后中国的第二大可再生能源,必将从以上政策倾斜中获益。海上风电更是风电产业近几年的新亮点。

风电的机遇和挑战

利好的政策大方向为风电企业创造了发展空间,但不尽周全的政策规划,正考验着风电企业的试错能力。

国务院发展研究中心原副主任侯云春在论坛上回忆起,早年由于政府强制要求每家发电企业的新装机必须有5%是可再生能源,于是企业就到内蒙等地建设陆地风电场。

但是内陆风电场有“弃风”的问题,即因为电网消纳能力不足、风力发电不稳定、建设工期不匹配等理由,风电机组停止运作。新疆、甘肃等拥有丰富风电资源的西部地区,就由于人口和工业较少,消纳不了这么多电。弃风限电的情况在2012年最为严重,弃风率17%,弃风电量达208亿千瓦时,几乎是当年海南省的用电量。

为了把电源从西部输送到电饥渴的东部,中国政府开发了世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远的特高压输电工程。

不过,由于风能发电有随机性、间歇性的特性,需要搭配一定比例的火电输送才能保证电网安全稳定运行,而配套电源的投产却滞后,部分特高压工程的实际电源输送率因此远不及100%,也无法充分解决西部风电场弃风率居高不下的问题。

西部陆地风电场发展遇到瓶颈

绿色和平气候与能源资深项目主任张文佺接受《联合早报》访问时说,中国跨区域的电力传输系统还在建设完善中,风力资源最丰富的西北地区弃风率依然较高,例如新疆、甘肃、蒙西地区今年上半年的弃风率依然分别高达17%、10%、10%。为了实现低于5%的弃风率目标,一些地方电网不得不限制新建风电项目的并网。

西部陆地风电场的发展遇到了瓶颈。于是,风电场从西部陆地走向东部海上。

张文佺说:“东南沿海的海上风电项目有很好的发展空间,因为靠近需求,服务于电力需求集中、经济发达的长三角、珠三角地区,也因为这些地区的光伏资源相对较差。”

中国海上风电目前总装机容量445万千瓦,市场规模超过1万亿元,是仅次于英国、德国的世界第三大海上风电国家。

单在去年,中国新增的海上风电装机容量达165.5万千瓦,增速为全球最快。

海上风电近年增速迅猛,与政府扶持政策有关。

国家发改委在2014年规定,2017年以前投运的海上风电项目可高于燃煤发电项目的电价上网,近海项目和潮间带项目的上网电价分别为每千瓦时0.85元和0.75元。这意味政府开了个电价补贴的三年窗口,海上风电产业自此爆发式增长。

根据今年5月的最新规定,2018年底前已核准海上风电项目,必须在2021年底之前建成并网,方可取得每千瓦时0.85元的上网电价。

面对补贴退坡的压力,海上风电项目的“抢装潮”,暴露出新的问题。

仓促投入建设 增加后期运营调整难度

为了赶在期限内并网以享有较高的电价保障,有些新项目被迫在供应链未跟上之前,以及在未做足前期评估和测试之前就仓促投入建设。这会给后期的运营带来很多麻烦,甚至可能得不偿失。

风机龙头企业远景能源海上产品线总经理谢德奎向本报分析,风电产业最大的挑战,是期望的发展速度和产业链具备的能力不匹配。

建设风电项目之前,最理想是先收集和综合考虑当地全年的风速、洋流、海床土壤等地质数据,测算附近其他风机的尾风影响,才在这些前期准备工作的基础上决定最优的选址和最合适的机型设计。

安装海上风机的成本很高,装了后才发现风速太小叶片太长,或发现其他运营商在附近新装的风机降低了自家风机场的风量,后期要调整会很难。随着风电项目从潮间带走向近海并在未来走向深海,出海维修的成本会更高,地质数据的缺口也更大。

华能集团副总经理王敏本月在一场新能源论坛上指出,新能源开发碎片化的现象突出,造成海域、土地、通道设备等资源的浪费,重复投资,也不利于新能源产业升级和技术创新。中国施工企业管理协会会长、原国务院西部地区开发领导小组办公室副主任曹玉书也说,当务之急是在海洋、海事、渔政、生态环保、军事、国土等相关环节之间建立有效的协调和运行机制。

新能源开发碎片化凸显政策不周全

中国新能源开发碎片化,反映出政策不尽周全。

远景能源全球技术委员会主任安德森(Kurt Anderson)受访时指出,欧洲发展风电产业的步伐虽然不及中国快,但效率却更高,仰赖的是系统性的统筹政策和整合能力强的企业。

他解释,丹麦政府为风电产业制定了明确、清晰的长期路线图,开发商因此可以放心投入科研,也有充足时间进行环境评估、安全测试、机型设计等。整条产业链上的每个环节可按部就班、针对性地开展相应的工作。同时,负责落实政策的国企开发商有很强的整合能力,掌握环境数据、设计、建造等各环节的最优资源。

海上风电产业技术必须跟上

中国风电产业过去通过借鉴风电鼻祖欧美的技术,实现后来追上和弯道超车,但这么做的边际效益已开始减退。

远景能源海上产品线总经理谢德奎指出,中国的海上环境跟欧洲不一样,南北差异也很大,例如中国有些地方的海床淤泥很深或有岩基,这在欧洲很少见,欧洲也不像中国有风速可达每秒80米的台风。他说:“直接用欧洲的技术来做是没办法生产的。中国特殊的情况,需要中国市场自己解决。”

王敏分析,风电产业面临卡脖子技术的问题。虽然中国海上风电技术与欧洲的差距正在逐步缩小,但是在核心部件生产、大功率风机整机制造、海上风电安装运维,并网技术研究等方面,仍须加快研发国产科技,以此降低造价、提高可靠性,增强在国际上的竞争力。

未来当近海变得饱和,风电项目将往深远海发展,届时漂浮式风电机组、储能、柔性直流传输等方面的技术也必须跟上,才能让海上风电项目不受成本高、远距离输电能耗大等问题绊倒。

(记者是《联合早报》北京特派员)