一、風力發電的定義
風力發電是將風所蘊含的動能轉換成電能的生產活動。
風能是一種可再生、無污染的綠色能源,儲量豐富,風力發電是最清潔能源發電之一。與傳統能源相比.風力發電不依賴外部能源,沒有燃料價格風險,發電成本穩定,也沒有碳排放等環境成本,風力發電逐漸成為許多國家可持續發展戰略的重要組成部分,發展迅速。風電有利于保護環境和優化能源結構,對保護環境、減排溫室氣體、應對氣候變化、實現可持續發展具有重要意義。
二、我國風力發電的概況
我國風能資源豐富,中國氣象局2004年至2006年組織開展的第三次全國風能資源普查結果顯示,我國陸域離地10米高度可開發風能總儲量約有43.5億千瓦,其中,可開發和利用的陸地風能儲量有6億到10億千瓦,近海風能儲量有1億到2億千瓦,共計約7億到12億千瓦。主要分布在“三北”(西北大部、華北北部、東北北部)地區、青藏高原腹地、東部沿海陸地、島嶼及近岸海域。另外,內陸也有一些局部風能資源豐富區。我國風能資源受地域和季節的影響明顯:北部地區風力較南部地區強;冬春兩季受西伯利亞高氣壓的影響,風力較夏秋兩季強。因此,我國的風能資源季節分布與水能資源季節分布可以互補。發展風電可以一定程度上彌補冬春兩季枯水期水電發電量之不足。
截止2009年末,我國電力裝機8.74億千瓦,全社會用電量36430億千瓦時,已經成為電力生產和消費的大國。目前,火力發電居于我國電力生產的主導地位。根據中國可再生能源學會風能專業委員會公布的統計數字,2009年底,風電累計裝機容量達到2580萬千瓦,占總裝機的2.95%。其中并網風電裝機1613萬千瓦,同比增長了92.26%,風電裝機容量新增1380萬千瓦,新增裝機世界第一,累計裝機達到2580萬千瓦,超過德國,位列世界第二。2009年中國(不含臺灣?。┬略鲲L電機組10129臺,累計風電機組達到21544臺。
從風電裝機容量分布來看,累計裝機容量超過100萬千瓦的省有9個,超過200萬千瓦的省有4個。其中,內蒙古自治區累計裝機容量920萬千瓦,河北省278萬千瓦,遼寧省242萬千瓦,吉林省201萬千瓦。目前,我國能源政策調整將加快各種清潔能源和可再生能源的開發利用,風電也是國家產業指導目錄鼓勵類行業,其裝機容量和發電量將持續提高。
我國并網風電建設始于20世紀80年代,至今已有20多年的歷史。在發展初期,風電建設速度緩慢,風電項目不僅規模小,裝機容量不足1萬千瓦,而且設備主要依靠進口,建設成本高,市場競爭力弱。到2002年末,全國風電裝機容量僅為45萬千瓦,最大投運機組為600千瓦。近年來,隨著風電技術進步和國家產業政策的扶持,我國風電得到快速發展。
風電場的投資以國有電力企業為主、從事能源開發建設的央企為主,主要有五大電力集團、國開投、中廣核、中海油、中節能、國家電網、中國水電建設集團、三峽總公司、神華集團等。2009年新增裝機容量中五大電力集團企業投資的占到了54%。另外還有:國開投、中廣核、中海油、中節能、國家電網、中國水電建設集團、三峽總公司、神華集團等。國電龍源集團是目前國內最大的風電公司,2009年6月裝機容量達到300萬千瓦,在11個?。▍^)有50個風電場,占全國的近四分之一。2009年末,大唐集團公司風電裝機規模突破300萬千瓦,達到302萬千瓦。
2009年7月20日,國家發改委出臺《關于完善風力發電上網電價政策的通知》(發改價格[2009]1906號),政策規定:按風能資源狀況和工程建設條件,將全國分為四類風能資源區,相應制定風電標桿上網電價。四類資源區風電標桿電價水平分別為每千瓦時0.51元、0.54元、0.58元和0.61元。今后新建陸上風電項目,統一執行所在風能資源區的風電標桿上網電價。海上風電上網電價將根據建設進程,由國務院價格主管部門另行制定。
三、我國風力發電面臨的問題
風力發電項目無論國外和國內目前仍然是政策支持和補貼的盈利模式,行業收益較低,按目前國內風力發電項目的上網電價測算,項目微利,加上維護成本的逐年上升,項目本身還款能力存在不確定性。風電場所處位置偏僻,具有實踐經驗的項目運行維護及管理人才不足,人員流動較頻繁,缺乏專業及復合型人才,不利于企業的生產經營。
風力發電主要以風為動力,風速及其穩定性是風能資源可利用性的決定性因素,也是決定風電場發電量的決定性因素。項目在未來生產經營期內受自然環境變化的影響很大。風力發電高度依賴自然條件,我國風能資源總體豐富,但分布不均勻,部分地區和開發條件差的風電場并不適宜發展風電。風速及其穩定性是風能資源可利用性的決定性因素。如果項目測風數據有較大偏差,達不到當初設計的風電利用小時數,將對項目經營產生較大影響。
2009年11月,國家發改委發出《關于取消風電工程項目采購設備國產化率要求的通知(發改能源[2009]2991號),取消《關于風電建設管理有關要求的通知》中“風電設備國產化率要達到70%以上,不滿足風電設備國產化率要求的風電場不允許建設的要求”。我國國產風電設備起步較晚,與國外設備相比還有一定差距,在風電項目作業環境比較惡劣的情況下,設備性能、壽命能否達到設計要求還具有一定的不確定性。如果項目設備運行可靠程度不高,容易使設備維護費用超出預計,增加項目運營成本。
目前電網建設嚴重滯后于電源開發,使風電不能充分上網,這將直接影響風電場的收入。“上網難”的主要原因是風電缺乏規劃、無序開發。一是風電發展規劃側重于資源規劃,與電網發展規劃不協調。二是電網建設和風電場建設不協調,造成部分風電場不能及時并網或并網后出力受限。三是風能資源開發與火、水電等其它電源還存在不配套現象,調峰容量不足。
四、我國風電發展規劃
受國家鼓勵清潔能源發展政策推動,近年來,我國風電裝機容量迅猛增長,國家發改委分別在發布的《風力發電中長期發展規劃》、《可再生能源中長期發展規劃》以及《可再生能源發展“十一五”規劃》中不斷提高風能發展目標,但與風電市場實際發展情況相比較,政策目標均落后于市場發展。2008年,我國又提前兩年實現了“2010年裝機1000萬KW”的國家規劃目標??稍偕茉粗虚L期發展規劃提出到2020年裝機容量達到3000萬千瓦的發展目標,從發展趨勢來看,此目標預計在2011年可以實現。目前國家正在制定《戰略性新興產業發展規劃》,將涉及信息產業、新能源產業、新材料產業、醫藥/保健品、生物工程等,《新能源規劃》將被列入《新興產業規劃》其中的一個振興領域。
按照“建設大基地、融入大電網”的構想,2008年,國家能源局布局在甘肅、新疆、河北、內蒙古(蒙東、蒙西)、吉林和江蘇建設七個千萬千瓦級風電基地,預計2010-2020年,七大風電基地的開發規模將占全國風電開發總規模的68%至78%。預計到2020年,我國風電裝機容量將達到1億-1.5億千瓦。
五、未來風電發展的趨勢
中國風力發電等新能源發電行業的發展前景十分廣闊,預計未來很長一段時間都將保持高速發展,同時盈利能力也將隨著技術的逐漸成熟穩步提升。
我國海上風能資源豐富,10m高度可利用的風能資源約7億多KW。海上風速高,很少有靜風期,可以有效利用風電機組發電容量。海水表面粗糙度低,風速隨高度的變化小,可以降低塔架高度。海上風的湍流強度低,沒有復雜地形對氣流的影響,可減少風電機組的疲勞載荷,延長使用壽命。一般估計海上風速比平原沿岸高20%,發電量增加70%,在陸上設計壽命20年的風電機組在海上可達25年到30年,且距離電力負荷中心很近。隨著海上風電場技術的發展成熟,經濟上可行,將會成為重要的可持續能源。