1、.wd.wd.wd.中國風(fēng)電開展現(xiàn)狀及前景前言隨著能源與環(huán)境問題的日益突出，世界各國正在把更多目光投向可再生能源，其中風(fēng)能因其自身優(yōu)勢，作為可再生能源的重要類別，在地球上是最古老、最重要的能源之一，具有巨大蘊(yùn)藏量、可再生、分布廣、無污染的特性，成為全球普遍歡迎的清潔能源，風(fēng)力發(fā)電成為目前最具規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)化開展前景的可再生能源發(fā)電方式。風(fēng)，來無影、去無蹤，是無污染、可再生能源。一臺(tái)單機(jī)容量為1兆瓦的風(fēng)電裝機(jī)與同容量火電裝機(jī)相比，每年可減排2000噸二氧化碳、10噸二氧化硫、6噸二氧化氮。隨著?可再生能源法?的公布，中國已把風(fēng)能利用放在重要位置。國內(nèi)外風(fēng)電市場現(xiàn)狀國外風(fēng)機(jī)開展現(xiàn)狀隨著世界各

2、國對(duì)環(huán)境問題認(rèn)識(shí)的不斷深入，可再生能源綜合利用的技術(shù)也在不斷開展。在各國政府制訂的相應(yīng)政策支持和推動(dòng)下，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)也在高速開展。截至2011年底，世界風(fēng)電裝機(jī)量到達(dá)237669MW，新增裝機(jī)量43279MW，增長率22.3%，增速與2010年持平，低于2009年32%的增速。由表一，可以看出中國風(fēng)電裝機(jī)量62364MW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過世界其他各國裝機(jī)量，而德國依然是歐洲裝機(jī)量最多的國家。從圖表三中，很明顯的看出，從2001年到2004年，風(fēng)電裝機(jī)增速是在下降的，2004年到2009年風(fēng)電有處于一個(gè)快速開展期，直到近兩年風(fēng)電裝機(jī)的增速又降為22%左右，可見風(fēng)電的開展正處在一個(gè)由快速擴(kuò)張到技術(shù)提升的階

3、段。圖表 SEQ 圖表 * ARABIC 1世界風(fēng)電裝機(jī)總量圖圖表 SEQ 圖表 * ARABIC 2世界近10年新增裝機(jī)量示意圖圖表 SEQ 圖表 * ARABIC 3世界風(fēng)電每年裝機(jī)量增速2011年底世界裝機(jī)總量裝機(jī)MW比例%中國6236426.2美國4691919.7德國2906012.2西班牙216749.1印度160846.8法國68002.9意大利67372.8英國65402.7加拿大52652.2葡萄牙40831.7其他3214313.5前十名總計(jì)2052686.5全球總計(jì)2376691002011年新增風(fēng)機(jī)裝機(jī)量裝機(jī)MW比例%中國1763143美國681017印度30197德國

4、20685英國12933.2加拿大12673.1西班牙10502.6意大利9502.3法國8302瑞典7631.9其他486512前十名總計(jì)3569988全球總計(jì)40564100圖表 SEQ 圖表 * ARABIC 4總裝機(jī)量各國所占份額圖表 SEQ 圖表 * ARABIC 5 2011年新增裝機(jī)量各國所占份額國內(nèi)風(fēng)電開展現(xiàn)狀中國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)更是突飛猛進(jìn)：2009年當(dāng)年的裝機(jī)容量已超過歐洲各國，名列世界第二。2010年將新增1892.7萬kW，超越美國，成為世界第一。2011年裝機(jī)總量到達(dá)驚人的62364MW。在圖6中可以看出，中國風(fēng)電正經(jīng)歷一個(gè)跨越式開展，這對(duì)世界風(fēng)電的開展起到了至關(guān)重要的作用

5、。然而，圖8 中，我們能夠清楚的看出自2007年以后，雖然新增裝機(jī)量很大，但增速卻明顯下降，而其他國家，比方美國、德國，這些年維持著一個(gè)穩(wěn)定的增速。由此，我們應(yīng)該意識(shí)到，我國風(fēng)電，尤其是陸上風(fēng)電，正在進(jìn)入一個(gè)轉(zhuǎn)型期，從開展期進(jìn)入成熟期，從量的追求進(jìn)入到對(duì)質(zhì)的提升。圖表 SEQ 圖表 * ARABIC 6中國每年風(fēng)電裝機(jī)量示意圖圖表 SEQ 圖表 * ARABIC 7中國每年風(fēng)電新增裝機(jī)量圖表 SEQ 圖表 * ARABIC 8每年裝機(jī)量增速示意圖風(fēng)電技術(shù)概況風(fēng)力發(fā)電原理風(fēng)力發(fā)電,是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù),大約是每秒三公尺的微

6、風(fēng)速度(微風(fēng)的程度),便可以開場發(fā)電,我們把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電所需要的裝置,稱作風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,大體上可分風(fēng)輪(包括尾舵)、發(fā)電機(jī)和鐵塔三局部。(大型風(fēng)力發(fā)電站 基本上沒有尾舵,一般只有小型(包括家用型)才會(huì)擁有尾舵)風(fēng)輪是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的重要部件,它由兩只(或更多只)螺旋槳形的葉輪組成。當(dāng)風(fēng)吹向漿葉時(shí),槳葉上產(chǎn)生氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。槳葉的材料要求強(qiáng)度高、重量輕,目前多用玻璃鋼或其它復(fù)合材料(如碳纖維)來制造。(現(xiàn)在還有一些垂直風(fēng)輪,s型旋轉(zhuǎn)葉片等,其作用也與常規(guī)螺旋槳型葉片一樣)。由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速比較低,而且風(fēng)力的大小和

7、方向經(jīng)常變化著,這又使轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定;所以,在帶動(dòng)發(fā)電機(jī)之前,還必須附加一個(gè)把轉(zhuǎn)速提高到發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的齒輪變速箱,再加一個(gè)調(diào)速機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定,然后再聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上。為保持風(fēng)輪始終對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向以獲得最大的功率,還需在風(fēng)輪的后面裝一個(gè)類似風(fēng)向標(biāo)的尾舵。鐵塔是支承風(fēng)輪、尾舵和發(fā)電機(jī)的構(gòu)架。它一般修建得比較高,為的是獲得較大的和較均勻的風(fēng)力,又要有足夠的強(qiáng)度。鐵塔高度視地面障礙物對(duì)風(fēng)速影響的情況,以及風(fēng)輪的直徑大小而定,一般在6-20米范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)的作用,是把由風(fēng)輪得到的恒定轉(zhuǎn)速,通過升速傳遞給發(fā)電機(jī)構(gòu)均勻運(yùn)轉(zhuǎn),因而把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。我國風(fēng)能資源分布中國10m高度層的HYPERLINK :/ in-

8、en /keylist.asp?topic=%B7%E7%C4%DC t _blank風(fēng)能資源總儲(chǔ)量為32.26億kW，其中實(shí)際可開發(fā)利用的風(fēng)能資源儲(chǔ)量為2.53億kW。東南沿海及其附近島嶼是風(fēng)能資源豐富地區(qū)，有效風(fēng)能密度大于或等于200W/m2的等值線平行于海岸線；沿海島嶼有效風(fēng)能密度在300W/m2以上，全年中風(fēng)速大于或等于3m/s的時(shí)數(shù)約為70008000h，大于或等于6m/s的時(shí)數(shù)為4000h。新疆北部、內(nèi)蒙古、甘肅北部也是中國風(fēng)能資源豐富地區(qū)，有效風(fēng)能密度為200300W/m2，全年中風(fēng)速大于或等于3m/s的時(shí)數(shù)為5000h以上，全年中風(fēng)速大于或等于6m/s的時(shí)數(shù)為3000h以上。黑

9、HYPERLINK :/ in-en /keylist.asp?topic=%C1%FA%BD%AD t _blank龍江、吉林東部、河北北部及遼東半島的風(fēng)能資源也較好，有效風(fēng)能密度在200W/m2以上，全年中風(fēng)速大于和等于3m/s的時(shí)數(shù)為5000h，全年中風(fēng)速大于和等于6m/s的時(shí)數(shù)為3000h。青藏高原北部有效風(fēng)能密度在150200W/m2之間，全年風(fēng)速大于和等于3m/s的時(shí)數(shù)為40005000h，全年風(fēng)速大于和等于6m/s的時(shí)數(shù)為3000h；但青藏高原海拔高、空氣密度小，所以有效風(fēng)能密度也較低。云南、貴州、四川、甘肅、陜西南部、河南、湖南西部、福建、廣東、廣西的山區(qū)及新疆塔里木盆地和xx

10、的雅魯藏布江，為風(fēng)能資源貧乏地區(qū)，有效風(fēng)能密度在50W/m2以下，全年中風(fēng)速大于和等于3m/s的時(shí)數(shù)在2000h以全年中風(fēng)速大于和等于6m/s的時(shí)數(shù)在150h以下，風(fēng)能潛力很低。圖表 SEQ 圖表 * ARABIC 9我國風(fēng)資源分布圖風(fēng)電運(yùn)行特點(diǎn)風(fēng)電出力具有隨機(jī)性、間歇性。風(fēng)電出力有時(shí)與電網(wǎng)負(fù)荷呈現(xiàn)明顯的反調(diào)節(jié)特性。受氣象因素影響，風(fēng)電出力日間可能波動(dòng)很大。極端情況下，風(fēng)電出力可能在0-100%范圍內(nèi)變化。風(fēng)電年利用小時(shí)數(shù)偏低。風(fēng)電功率調(diào)節(jié)能力差。風(fēng)電開展中遇到的問題首先是風(fēng)電消納難的問題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2011年全國棄風(fēng)超過100億千瓦時(shí)，東北和西北的局部省區(qū)棄風(fēng)都超過20%。風(fēng)電的消納問題

11、已經(jīng)成為我國風(fēng)電開展的最大障礙。然而，從國內(nèi)外的實(shí)際情況看，10%，15%，20%等人們反復(fù)“預(yù)言的電網(wǎng)消納風(fēng)電的上限已經(jīng)被現(xiàn)實(shí)證明都可以突破。丹麥風(fēng)電已經(jīng)連續(xù)幾年在全年電量中占比超過20%。在與中國風(fēng)電開發(fā)模式類似的西班牙，2011年全年風(fēng)電占比也到達(dá)16%。我國也有非常好的例子：截至3月底，蒙西電網(wǎng)風(fēng)電總裝機(jī)為890萬千瓦，占全網(wǎng)總裝機(jī)的21.32%，已經(jīng)成為第二大主力電源。從今年3月29日開場，連續(xù)16天日平均上網(wǎng)電量超過蒙西電網(wǎng)總供電量的25%，短時(shí)間超過30%，且電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定。國外很多研究也說明：電網(wǎng)能夠接納大比例的風(fēng)電，制度和市場機(jī)制才是關(guān)鍵。我們面臨的接納難題，也同樣要通過建設(shè)健

12、全市場化的電力體制，并通過利益調(diào)整，鼓勵(lì)和引導(dǎo)電力系統(tǒng)所有參與者開展可再生能源的積極性，充分挖掘潛力，才能得到 基本性解決。其次是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)開展問題。行業(yè)的安康可持續(xù)開展需要一定的市場規(guī)模作支撐。在國家政策層面，對(duì)新能源和可再生能源的支持力度有增無減。在實(shí)施中，政府所審批的工程數(shù)量，每年新增約1500萬千瓦，足可以支撐行業(yè)開展。工程數(shù)量并未減少，但工程因種種原因而延緩開工。導(dǎo)致這一問題的主要原因，是電網(wǎng)檢測要求對(duì)風(fēng)電場并網(wǎng)和新工程開工的影響。由于國內(nèi)低電壓穿越檢測資源緊缺、檢測周期長，風(fēng)電并網(wǎng)檢測工作進(jìn)展緩慢，導(dǎo)致大設(shè)備制造企業(yè)和完成相關(guān)改造的風(fēng)電場需要排隊(duì)等待檢測的情況。如果這種情況持

13、續(xù)下去，必將影響行業(yè)正常開展。堅(jiān)持實(shí)事求是、多方參與原那么，制定科學(xué)合理和適度的標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)相關(guān)能力建設(shè)，是解決這一問題的 基本途徑。資金緊張是導(dǎo)致工程開工延緩的又一原因。2011年，銀行調(diào)高存款準(zhǔn)備金率，導(dǎo)致企業(yè)貸款困難。加之煤炭價(jià)格暴漲，作為風(fēng)電開發(fā)投資主力軍的五大發(fā)電集團(tuán)，虧損嚴(yán)重，被迫減少風(fēng)電投資。此番情況與并網(wǎng)問題疊加，嚴(yán)重影響了風(fēng)電場HYPERLINK :/info.electric.hc360 /zt/2012dianqishida/index.shtml t _blank工程建設(shè)進(jìn)度。解決這些問題既要仰仗國家宏觀政策的調(diào)整,又要拓寬風(fēng)電行業(yè)投資渠道，鼓勵(lì)投資主體多元化。關(guān)于過度競

14、爭問題原那么上講，一個(gè)市場化的產(chǎn)業(yè)，過度競爭可以加速淘汰缺乏競爭力的企業(yè)，使技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量過硬、服務(wù)優(yōu)質(zhì)的企業(yè)脫穎而出，從而進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)集中度，最終促進(jìn)展業(yè)的良性開展。但是，我們所謂的“過度競爭好似并未起到優(yōu)勝劣汰的作用，其實(shí)質(zhì)是“競爭缺乏造成的一種無效競爭狀態(tài)。導(dǎo)致上述結(jié)果的原因有四：一是市場機(jī)制不夠健全，設(shè)備HYPERLINK :/ search.hc360 /cgi-bin/seinterface.cgi?word=%D5%D0%B1%EA t _blank招標(biāo)采購等環(huán)節(jié)缺乏應(yīng)有的公平、公正、公開。一些關(guān)聯(lián)交易也阻礙了公平競爭;二是質(zhì)量信息透明度不夠，信息不對(duì)稱，市場缺乏甄別依據(jù)，導(dǎo)致

15、劣幣驅(qū)除良幣;三是風(fēng)電作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)成為被政績和利潤追逐的熱點(diǎn)，尤其為具有強(qiáng)大的HYPERLINK :/ finance.hc360 / t _blank金融、土地、政策等資源優(yōu)勢的央企所青睞，大量非市場化因素的侵入使得行業(yè)內(nèi)公平競爭失效;四是地方政府以“資源換產(chǎn)業(yè)的地方保護(hù)主義，致使企業(yè)產(chǎn)能無奈地“被擴(kuò)張，更使一些效率不高的企業(yè)可以“偏安一隅，在非開放性競爭環(huán)境中得以長期生存。亟待解決的技術(shù)問題低點(diǎn)穿越技術(shù)近年來風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)事故的頻發(fā)，讓低電壓穿越技術(shù)成為風(fēng)電行業(yè)的熱點(diǎn)，HYPERLINK :/ in-en /keylist.asp?topic=%B5%E7%BC%E0%BB%E1 t _b

16、lank電監(jiān)會(huì)因此要求風(fēng)電HYPERLINK :/ in-en /keylist.asp?topic=%BB%FA%D7%E9 t _blank機(jī)組必須具備HYPERLINK :/ in-en /keylist.asp?topic=%B5%CD%B5%E7%D1%B9%B4%A9%D4%BD t _blank低電壓穿越能力，這使得整機(jī)企業(yè)不得不在每臺(tái)風(fēng)機(jī)上增加十幾萬至幾十萬不等的改造成本。對(duì)于恒速風(fēng)電機(jī)組，在配備快速無功補(bǔ)償裝置情況下具有低電壓穿越能力。對(duì)于雙饋?zhàn)兯俸陀来胖彬?qū)風(fēng)電機(jī)組，可通過自身的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低電壓穿越能力。我國并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組中雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組約占60%，恒速風(fēng)電機(jī)組約占30%，

17、其他約占10%，由于未配備快速無功補(bǔ)償裝置或相應(yīng)控制系統(tǒng)我國沒有這方面的要求均不具備低電壓穿越能力。但低電壓穿越不僅僅是一個(gè)技術(shù)問題，而是一個(gè)綜合問題。低電壓穿越是對(duì)風(fēng)機(jī)整體和風(fēng)電場的要求，不能片面的理解為對(duì)單個(gè)風(fēng)機(jī)或者是風(fēng)機(jī)特定部件的要求，作為風(fēng)機(jī)主機(jī)廠家，應(yīng)全面客觀的理解低電壓穿越要求，從風(fēng)機(jī)整體考慮去滿足電網(wǎng)導(dǎo)那么的要求。為了適應(yīng)中國風(fēng)電設(shè)備開發(fā)和檢測的要求，中國在張北地區(qū)建設(shè)了一個(gè)國家能源大型風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)(實(shí)驗(yàn))中心，截止到2011年10月中旬，一共完成了十四個(gè)機(jī)型的風(fēng)電機(jī)組低電壓檢測。海上風(fēng)電技術(shù)在海上建設(shè)風(fēng)電場，所需風(fēng)電設(shè)備的技術(shù)含量要大大超過陸上風(fēng)電。我國的風(fēng)機(jī)制造企業(yè)，由于

18、起步較晚，技術(shù)水平相比國外普遍落后，目前國內(nèi)企業(yè)制造的大型風(fēng)機(jī)，存在著穩(wěn)定性缺乏的問題，而海上風(fēng)機(jī)的修理時(shí)間較長，且成本非常高，這樣也間接推高了海上風(fēng)電場的投資成本。在經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)較大的情況下，一些企業(yè)對(duì)海上風(fēng)電領(lǐng)域內(nèi)的投資采取了觀望的態(tài)度。除了風(fēng)機(jī)技術(shù)外，輸電技術(shù)也是制約海上風(fēng)電開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。要想解決海上風(fēng)電的并網(wǎng)問題，我國需建設(shè)安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行的智能電網(wǎng)。海洋工程技術(shù)在海上風(fēng)電的開發(fā)過程中，同樣是不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。海上風(fēng)電設(shè)備研制和風(fēng)電場的建設(shè)可以說是海洋工程裝備設(shè)計(jì)研發(fā)的一個(gè)重要領(lǐng)域，或者說是海洋工程裝備的重要拓展領(lǐng)域。目前海上風(fēng)電場大都位于水深20m左右的近海海域，采用固基的著底式

19、風(fēng)電機(jī)塔。今后將逐步向水深100m甚至幾百米的海域開展，浮基海上風(fēng)電場將是一種經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性兼顧的重要開展方向。成本問題。建設(shè)海上風(fēng)電場的前期工程多。技術(shù)人員不僅要在海上豎起70米100米高的測風(fēng)塔測量風(fēng)速，而且要開展地質(zhì)勘探工作，詳細(xì)了解海底地形。在建設(shè)風(fēng)電場時(shí)，技術(shù)人員要面對(duì)中、深海域和潮間帶海域復(fù)雜的自然環(huán)境。目前，我國陸地風(fēng)電工程造價(jià)平均在8000元/千瓦，海上風(fēng)電工程造價(jià)在2萬元/千瓦。由于成本過高，現(xiàn)階段海上風(fēng)電的收益較低也是影響其開展速度的一個(gè)重要因素。目前國內(nèi)海上風(fēng)電的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)還未出臺(tái)，海上風(fēng)電的上網(wǎng)電價(jià)還采取的是一事一議的特許權(quán)招標(biāo)方式，而在海上風(fēng)電工程特許權(quán)招標(biāo)過程中，企業(yè)間的競相壓價(jià)大大壓縮了最后中標(biāo)企業(yè)的獲利空間，這也導(dǎo)致了一些中標(biāo)企業(yè)遲遲未能進(jìn)展海上風(fēng)電場建設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)目前國內(nèi)的風(fēng)電制造行業(yè)中，對(duì)于整機(jī)設(shè)計(jì)及部件的檢測技術(shù)、檢測手段等，主要采用歐洲的標(biāo)準(zhǔn)。由于歐洲的環(huán)境條件與中國的差異較大，因此亟待建設(shè)符合中國國情的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)