風光互補—新能源利用的“風光”之路

賽迪信息能源咨詢中心 ■ 路遠

風力發電和太陽能發電雖然是清潔無污染的可再生能源，但也存在著能量在空間上分散、在時間上有峰谷波動等問題，如風力發電的間歇性，以及太陽能發電系統在夜間和光照條件不好時無法提供電力等等。而風光互補應用綜合了風力發電和太陽能發電的優勢，提高了資源的利用效率，也很好地解決了單獨使用風力發電或太陽能發電受季節和天氣等因素制約的問題，使得風力發電和太陽能發電形成了很強的互補性，提高了供電的可靠性。

風光互補發電是對太陽能發電、風力發電的綜合應用，目前國內大型風力發電(單機裝機容量一般在MW級以上)與并網太陽能光伏發電、太陽能光熱發電的風光互補應用尚處于起步階段，主流的風光互補應用是指中小型風力發電機發電(單機裝機容量在100kW及以下)與太陽能光伏發電的離網綜合應用，即本文所研究的風光互補應用。

一 多重因素推動風光互補應用發展

在政策方面，將由注重發展風能和太陽能大型并網發電向并重發展分布式發電轉變。過去幾年國家針對風力發電和光伏發電領域的政策主要集中在大型并網領域，風光互補主要應用領域為中小型分布式發電，在過去很長時期內缺乏政策層面上的有力支持。“十二五”期間，國家將不再一味發展大型風電基地，也將鼓勵太陽能發電和風電的分布式利用，如工業和信息化部《太陽能光伏產業“十二五”發展規劃》將建立分布式光伏電站、離網應用系統、光伏建筑一體化（BIPV）系統、小型光伏系統及以光伏為主的多能互補系統列為“十二五”期間光伏產業發展的主要任務之一。政策導向使得中小型分布式發電成為風力發電和光伏發電領域的重要應用形式之一，風光互補行業將獲得國家政策的大力扶持。

市場發展方面，隨著風光互補應用系統集成技術的成熟、可靠性的增強以及社會認知度的提高，風光互補的應用領域不斷拓展，市場進一步細分。目前風光互補已被廣泛應用在道路照明、景觀照明、交通監控、通訊基站、大型廣告牌、學校科普、家庭供電、農業殺蟲、發電站以及海水淡化等領域，市場規模逐步擴大。

在技術上，風光互補發電是風力發電和光伏發電的綜合應用，相比單一的風力發電或光伏發電，風光互補發電在穩定性、資源利用效率等方面具備明顯的優勢。同時，風光互補應用系統的逆變單元、控制單元等可以為風力發電系統和光伏發電系統所共用，在系統成本上也有明顯的優勢。經過近幾年的發展，我國風光互補應用系統集成技術有了長足的進步，系統可靠性大幅提升，已處于國際領先地位。

二 我國風光互補市場快速穩定發展

近年來，在市場需求的強勁拉動，以及其他諸多因素的推動下，我國風光互補應用市場規模保持持續、穩定、快速的增長。

首先，風光互補是風力發電和太陽能發電的綜合應用，很好地解決了單獨使用風能或太陽能受季節和天氣等因素的制約，提高了資源的利用效率，也增強了應用系統的可靠性，使其比單獨的風力發電和太陽能發電具有更強市場競爭力。在邊遠地區無電戶供電、海島供電、油井供電、道路照明、景觀照明、微波中繼站、鐵路和公路信號系統、燈塔和航標燈電源、氣象臺站、地震臺站、水文觀測系統、通信系統等傳統離網太陽能光伏發電和中小型風力發電的市場領域，已經越來越多的使用風光互補供電。

其次，由于2010～2011年中小型風機的出口比例在下降，中小型風機更多應用在國內市場，在一定程度上促進了國內風光互補應用市場的發展。據中國農機協會風能設備分會統計，2008～2009年我國中小型風機出口量占總銷量的45%～55%，而這一比例在2010～2011年只有35%。

再次，我國風光互補在市政建設、城市治安監控、森林防火監控、電動汽車充換電站等領域的應用不斷拓展，風光互補應用產品的種類和性能都有很大提高，也保證了其市場規模的快速增長。

2009～2011年，我國風光互補應用領域產品的銷售額增幅保持在29%～35%之間，2011年中國風光互補應用領域產品的市場銷售額約為25.7億元，較2010年同期增長約34.18%。

中國農機協會風能設備分會數據顯示，風光互補產品應用在供電系統、照明系統和監控系統等領域時，需要配套的工程基建等投資，風光互補產品的銷售額約占應用市場總容量的60%～67%。依此推算，2011年風光互補應用領域的市場規模約為42.8億元。

三 未來我國風光互補市場發展空間廣闊

風光互補應用領域包括了風光互補供電、照明、監控等領域，涵蓋了邊遠地區供電(包括無電戶供電)通信、石油、氣象、森林防火、邊防、路燈照明、景觀燈、電動汽車充換電站等眾多領域，未來5～10年潛在市場容量在數千億元以上，市場推廣前景十分廣闊。

1 風光互補照明領域

城市路燈照明方面，2010年住建部統計數據顯示，我國657個城市共有道路照明燈總計1774萬盞，其中“十一五”期間凈增567萬盞。且隨著國家基礎建設的快速發展，未來10年城市路燈年均增加量將不低于“十一五”期間，即未來10年城市路燈照明的市場潛在需求至少在千億元以上。而隨著風光互補路燈控制技術、LED技術和儲能技術的進步，組件轉化率的提升，未來風光互補路燈一次性投入成本將可與普通路燈相競爭，風光互補路燈在城市路燈領域將取得更大份額。

據交通部統計，截至2011年底全國高速公路總里程已達8.5萬千米，2020年公路網總規模將達到420萬千米，其中高速公路將達到12～13萬千米。以60～80萬/千米的路燈建設投資成本計算，新建高速公路照明的潛在市場可達200～400億元。

目前全國農村公路(含縣道、鄉道、村道)里程達350.66萬千米，5年新增59.13萬千米，未來10年仍將有超過100萬千米的增加，農村道路照明市場又有很大的市場空間。若同時考慮道路照明燈的更新、市政景觀照明、公交候車亭照明、戶外廣告牌照明、公共廁所供電，整個照明領域領域對風光互補供電的市場容量需求更大。

2 風光互補供電領域

無電戶供電方面，我國目前尚有220～270萬戶人口居住在邊遠無電地區，其中至少有100～150萬戶可以采用風光互補供電系統來解決他們的用電問題(其他居民則依靠電網延伸和小水電等來解決)。如果每戶按照脫貧基本用電水平測算，則潛在市場有30萬kW；若按照小康用電水平，則潛在市場為150萬kW。據世界能源大會白皮書統計，全球無電人口多達14億。主要是集中在亞非拉等地區，由于電網建設與經濟發展不匹配所造成的無電人口，而快速有效的解決措施就是使用風光互補或太陽能。世界市場的開拓需要一個逐步的推進過程，以每戶1.5萬元投入計算，消滅全球十分之一的無電戶而帶來的市場就可達上萬億元。

石油工業領域，目前全國各地油田至少有10萬臺抽油機在工作。如果10%采用風光互補供電系統，則需求容量約為10萬kW。而且，油田都在荒郊野外，多數油田風能和光能資源都很好，采用風光互補供電系統的比率應高于10%。

通信領域，目前國內三大電信運營商在多個基站和直放站中使用了風光互補供電系統，投入使用的系統運行穩定，取得了很好的經濟、社會和環境效益。全國約有150萬個基站，年增長率在10%左右。按照既有改造和增量合計來估算，如果每年有3萬個新建或改造基站使用風光互補供電系統，其市場規模就可達15萬kW。

在氣象環保領域，為了獲得準確數據，往往要布置很多監測點，電網不能有效覆蓋的地方就很難獲得監測數據，因此為檢測設備運轉提供不間斷的電源是很重要的。初步估算全國有大大小小10萬多個監測點，風光互補供電市場需求約在2～3萬kW之間。

交通供電領域，全國現有加油站約10萬個、收費站約8萬多個，且隨著路網的不斷完善，每年增長10%以上。這些站點有一半位于電網薄弱、甚至電網覆蓋不到的地方，若采用風光互補供電方式，可有效降低通電、用電成本，按照每個新建站點裝機20kW，預計每年市場容量需求可達3萬kW。

部隊營房、邊防哨所和雷達站領域，我軍大約有2000個邊遠、分散營區、邊防哨所和雷達站，一般都遠離城市、城鎮，遠離電網，都存在供電保障問題。部隊生活用電功率一般為20kW左右，日用電量一般小于100kWh，負荷也多為照明、取暖、水泵等生活用電，部隊對風光互補發電系統的市場容量需求大約在4萬kW左右。

3 風光互補監控領域

森林防火監控方面，我國森林面積約為1.9億公頃，傳統森林防火主要是通過地面巡護、了望臺監測、衛星遙感等，如果采用風光互補監控系統，這又是一個不小的市場。云南省擁有森林面積約18.2萬平方千米，居全國第3位，投資了約2.5億元用于森林防護監控，建立了492個監測點，監控覆蓋了云南三分之一的森林面積。據此推算，若全國森林監控系統都采用風光互補系統，則需要至少78億元的投資。

其他監控領域，截至2009年，中國已建成油氣管道總長超過6萬千米，預計未來10年再建5萬千米。如果建成監控每千米一個的監控系統，則潛在市場在500億元上下；此外，我國陸地邊境線東起遼寧丹東鴨綠江口，西至廣西壯族自治區防城港市的北部灣，總長度約2.2萬千米，對于風光互補監控來講，又是一個不小的市場。

4 農林牧副漁的應用

基于環境保護、食品安全等方面的考量，生物殺蟲和物理殺蟲是今后我國農業病蟲害防控的發展必然趨勢，僅農田殺蟲燈就有超過上億盞的潛在需求，風光互補殺蟲燈的應用市場前景十分看好。 (轉下頁)

未來3～5年，隨著我國對分布式能源利用的支持力度不斷增強，以及風光互補產品競爭力的不斷提升，特別是逆變器的升級換代，風光互補產品將繼續朝著高智能化、高效率、高可靠性、長壽命、綠色化等方向發展。

基于上述應用領域的前景容量需求、風光互補應用系統目前的發展態勢，未來風光互補應用領域的擴展，并綜合考慮目前國內風光互補行業的產業和技術基礎、可能存在的市場與政策的不確定性等，預計風光互補應用領域產品的市場在2020年之前將保持在33%～38%的增長幅度，呈現快速增長態勢。“十二五”末，風光互補產品市場將超過80億元，至2016年，預計我國風光互補產品市場將達到114億元，到2020年，市場規模將超過400億元，按風光互補產品的銷售額占應用市場總容量的60%推算，同期應用市場的規模將分別達到190億元和681.4億元。