

1986年,馬蘭風電場在山東榮成并網發電。這是中國第一座商業示范性風電場,項目從丹麥引進了3臺維斯塔斯公司55千瓦型風電機組,為當地提供年均26萬千瓦時的綠色電力,打開了我國發展風電產業的大門。25年后,中國風電新增裝機規模在2021年達到4757萬千瓦,累計裝機3.28億千瓦,超過1200個馬蘭風電場的發電量,已多年位居世界首位。風電市場規模在加速擴大,距離未來的拐點還很遙遠。從最初的商業化試點,到國家大力發展以實現“雙碳”目標,風電建設在可以預期的未來很長一段時間都處于高速增長過程中。
發展歷程:風電產業從襁褓到成熟
風力發電是指把風的動能轉為電能,風電根據安裝區域不同可以分為陸上風電和海上風電。我國陸上風電起步早、基礎好,但由于消納(發出來的電接入電網輸送出去并使用)、環保、土地等因素預計未來增長趨緩。海上風電不占用土地資源,基本不受地形地貌影響,風速更高,風電機組單機容量更大,年利用小時數更高。
早期我國風電產業的機組都是從丹麥引進的,國內沒有自己的技術,因此在1986年馬蘭風電場建成后的很長一段時間內,風電行業發展都步履維艱。
到“九五”和“十五”期間,政府組織實施了“乘風計劃”、國家科技攻關計劃以及國債項目和風電特許權項目,支持建立了首批6家風電整機制造企業,進行風電技術的引進和消化吸收,其中部分企業掌握了600千瓦和750千瓦單機容量定槳距風電機組的總裝技術和關鍵部件設計制造技術,初步掌握了定槳距機組總體設計技術,實現了規模化生產,邁出了產業化發展的第一步。
2005年,我國政府實施了《中華人民共和國可再生能源法》,風電正式進入大規模開發應用的階段。之后又于2007年8月頒布了《可再生能源中長期發展規劃》,該規劃提出到2010年全國風電總裝機容量達到500萬千瓦,并建成1至2個10萬千瓦級海上風電試點項目;到2020年全國風電總裝機容量達到3000萬千瓦,并建成100萬千瓦海上風電。
規劃之下,便是長期高比例補貼。2009年,發改委頒布了《關于完善風力發電上網電價政策的通知》,這份通知將全國分為四類風能資源區,相應制定風電標桿上網電價,并相繼在2014年、2016年和2018年對電價進行調整。
在政策扶持之下,中國的風電裝機量大幅增加,從2005年開始,每年新增裝機容量占全球裝機容量的比例由4.42%上升到2010年最高的48.8%,中國成為全球風電裝機容量最多的國家。在增速方面,中國從2005年開始幾乎保持了5年100%以上的增長。
全國裝機量大幅甚至是過度增長的同時,大量風場出現并網消納(風力發出來的電接入電網輸送出去并使用)的問題。出現并網消納問題的主要原因是,我國風能資源較好的主要是三北(西北、華北、東北)地區,但這些地區的經濟發展比較落后,當地用電量不足,加上風電自身的不穩定性,國家電網接納意愿不高,風電并網出現瓶頸。從2009年開始,“棄風”(由于并網消納問題導致的風機暫停)現象開始逐漸嚴重,并網率開始徘徊在不到75%的水平。
盡管相關技術和產業發展看起來似乎還沒有那么完備,但風電產業終究還是崛起了。2020年,以全產業鏈為視角來觀察,中國在全球風電產業鏈中的占比已經接近50%,成為全球最大的風電產業基地。同時,經過多年的設備升級與技術更新,在裝機量陜速攀升的過程中,棄風率沒有再攀升,而是已經下降到了較為穩定區間,維持在10%上下。2021年8月27日,西門子歌美颯宣布退出中國陸上風電市場。西方巨頭的敗退,正式宣告了中國風電自主化的勝利。
隨著陸上風電的逐步開發,可開發的資源比之前少,目.大部分風能豐富的陸地地區距離用電地區較遠,風電產業轉向海上成為必然選擇,海上發電探索出越來越多的可能性。有人說,“如果分布式是光伏的未來,那么海上風電就是風電的未來。”
海上風電的起步在2008年,當年,國家發改委通過《可再生能源發展“十一五”規劃》,除了把2010年風電總裝機容量調整為1000萬千瓦之外,還開始做起了近海風能的示范工程——上海東海大橋海上風電場工程。這是中國第一個海上風力發電場,項目預計總投資為21.22億元,總裝機容量為10萬千瓦。
然而,海上風電的項目建設難度是非常大的。因為海上風電的技術要求比陸上高很多,需要特殊裝備、專業人員潛到海底勘探調查,要建塔基,還需要海上工程船,而且要考慮海水或海冰對塔架的破壞。相比陸上風電,海上風電的成本更高。根據國信證券分析師的統計,海上風電的度電成本在0.3元~0.55元,幾乎是陸上風電度電成本的兩倍。
因此,在示范項目之后,海上風電停滯了很長一段時間,一直到2014年才迎來重磅政策。2014年,我國首次明確了近海海上風電項目0.85元/千瓦時的上網電價,這個價格遠高于當時全國燃煤機組平均上網電價的0.42元/千瓦時。
2016年年底,國家能源局又出臺了《風電發展“十三五”規劃》的通知,要求到2020年,全國海上風電開工建設規模達到lO吉瓦,爭取累計并網容量達到5吉瓦以上。其中,廣東、江蘇、浙江、福建等省的海上風電建設規模均要達到百萬千瓦(1吉瓦)以上。在這樣的政策支持下,全國11個沿海省份均開展了海上風電規劃研究工作,各開發商也紛紛規劃布局海上風電項目。
在較為優厚的、穩定的固定上網電價政策指導下,中國的海上風電開始陜速發展。據國家能源局公布的數據顯示,2021年,我國海上風電全年新增裝機1690萬千瓦,同比增長高達452%,是此前累計的建成總規模的1.8倍,目前我國海上風電累計裝機規模達到2639萬千瓦,占全球總量的54%,躍居世界第一。據彭博新能源金融預測,“十四五”期間,中國海上風電累計裝機規模將達468吉瓦,新增裝機達328吉瓦。
海上風電前景廣闊,大有可為。2022年兩會期間,全國政協委員、華能集團董事長舒印彪提出,“建議加強宏觀統籌和整體規劃,制定國家海上風電發展專項規劃,積極推進近遠海風電有序開發。”EE36942F-693A-4DAF-A3EF-33D52DA3E99A
在政策指引的促進下,我國海上風電行業已進入高速發展期,風機技術與施工技術都取得了突破性進展,與國際先進水平的差距快速縮小。國內海上風電機單機功率已從4兆瓦快速發展至10兆瓦級別。同時,海上風電正在逐步從近海向深遠海發展,離岸距離和水深也在向外突破。隨著漂浮式等技術的成熟,遠海風電也將成為我國海上風電巨大的可開發空間。
風電產業從襁褓走向成長,補貼也慢慢退出。
2021年是中國陸上風電進入平價發展的第一年。根據國家相關政策,2018年年底之前核準的陸上風電項目,2020年年底前仍未完成并網的,國家不再補貼;2019年1月1日至2020年年底前核準的陸上風電項目,2021年年底前仍未完成并網的,國家不再補貼。自2021年1月1目開始,新核準的陸上風電項目全面實現平價上網,國家不再補貼。補貼退坡后的2021年,風電整機廠商卷入“價格戰”已達半年之久,中標價格甚至已經低于成本價,對于風機廠商來說,每千瓦2000元通常是盈虧平衡點。
2021年也是中國海上風電中央補貼的最后一年,按規定完成核準并于2021年12月31目前全部機組完成并網的存量海上風力發電項目,按相應價格政策納入中央財政補貼范圍,新增核準的海上風電項目不再納入中央財政補貼范圍。2022年開始全國海上風電正式進入全面平價/地方補貼的時代,平價發展階段正式拉開帷幕。
相關人士表示,海上風電的成本高于陸上風電,所以目前還是需要政府補貼。在海上風電“搶裝”的最后階段,北至山東,南至廣東,在中國東部廣袤的海域上,吊裝船和工人們跟著海浪起起伏伏,正在進行海上風電場建設。
但無論如何,對于整個行業來說,陸上風電0.15元~0.3元的度電成本,0.45元左右的電價意味著廠商還有價格戰的空間;但對于海上風電的高成本(雖然部分海域可以達到0.3元的低價)來說,補貼退坡在短期可能會帶來更大影響。
隨著我國對于海上風電的中央財政補貼的逐步退出,考慮到我國海上風電的廣闊發展空間,以及對沿海省份的經濟帶動、可再生能源消納責任等方面的積極因素,海上風電產業鏈仍然具有非常大的成長動力,部分省份的地方性補貼方案已經出臺。
2021年6月,廣東省印發《促進海上風電有序開發和相關產業可持續發展的實施方案》,將對省管海域內2018年年底前已完成核準、在2022年至2024年全容量并網的項目給予投資補貼,2022年、2023年、2024年全容量并網項目每千瓦分別補貼1500元、1000元、500元。
江蘇發改委在2021年7月8日印發了《關于做好2021年風電和光伏發電建設工作的通知》,提出:江蘇省將進一步優化結構,發展海上發電和光伏發電,嚴格控制新上陸上風電項目。沿海地區要全力推動近海海上風電規模化發展,穩妥開展深遠海海上風電示范建設。力爭全省2025年風電和光伏發電總裝機容量到63吉瓦以上。
在第六屆全球海上風電大會上,中國風能協會秘書長秦海巖表示,目前,海上風電還不具備平價上網的條件,仍需政府提供適當的支持,從而保持一定的開發規模,形成市場拉動,確保技術進步持續下去。預計未來3年內,中國海上風電有望實現平價上網。
“風電下鄉”:“雙碳”機遇下風電產業發展“新藍圖”
補貼之外,風電產業發展迎來更大的發展機遇。國務院總理李克強在2022年3月5日政府工作報告中提出,持續改善生態環境,推動綠色低碳發展,有序推進碳達峰碳中和工作,落實碳達峰行動方案,推動能源革命,確保能源供應,立足資源稟賦,堅持先立后破、通盤謀劃,推進能源低碳轉型。推進大型風光電基地及其配套調節性電源規劃建設,提升電網對可再生能源發電的消納能力。
全球風能理事會發布的《全球風能報告2021》指出,為實現全球凈零排放目標,風電裝機速度在未來十年中要提高兩倍。作為最具脫碳潛力的清潔能源技術,風電的發展速度仍不足以支持本世紀中期實現碳中和的目標。
2021年起,為大力推動風電產業成為實現“雙碳”目標的生力軍,“風電下鄉”作為風電產業發展的新方向被提出來。
2021年9月10日,在第四屆風能開發企業領導人座談會上,國家能源局新能源和可再生能源司副司長王大鵬就表示,下一步將在“三北”地區著力提升外送和就地消納能力,優化風電基地化、規范化開發;在西南地區結合水電的開發,統籌推進水、風、光綜合基地開發;在中東南地區重點推進風電就地就近開發,特別在廣大農村實施“千鄉萬村馭風計劃”等。
2021年10月,北京國際風能大會召開。開幕式上,118個城市與600多家風電企業共同發起“風電伙伴行動·零碳城市富美鄉村”計劃方案,此次行動初步設立了“風電下鄉”發展目標,強調風電建設與地方經濟發展相互協調。方案提出,力爭2021年年底前啟動首批10個縣市總規劃容量500萬千瓦示范項目。“十四五”期間,在全國100個縣.優選5000個村,安裝1萬臺風機,總裝機規模達到5000萬千瓦,為5000個村集體帶來穩定持久收益,惠及農村人口300萬人以上。力爭2025年陸上風電度電成本最低降至0.1元,海上風電力爭在2024年全面實現平價。方案一經發布,“風電下鄉”話題隨即成為行業熱詞。
2022年兩會期間,“風電下鄉”再次作為熱門話題被提及。全國政協委員、新疆金鳳科技股份有限公司董事長武剛提出:“建議實施風電下鄉‘整縣推進,以縣級為單位,統一規劃、統一分配、統一開發,落實到村,及時完善標準、簡化手續,盡快推動示范先行,打造一批鄉村振興示范縣、示范鎮、示范村。”
民進中央副主席、中國工程院院士黃震也提出:“建議國家能源局聯合農業農村部、鄉村振興局等部門聯合發文,組織申報一批示范試點項目。結合當地農村電網現狀和本地區碳中和目標,確定年度縣級‘馭風行動項目開發目標,加快推動示范項目開發。力爭2022年推出首批試點風電項目規劃規模在500萬千瓦。”EE36942F-693A-4DAF-A3EF-33D52DA3E99A
在業內人士看來,風電下鄉潛力巨大,是未來風電發展的一個趨勢,尤其在中東南部地貌復雜、建設成本偏高、居民對新生事物接受度比較高的情況下,政策信號會促使“無人問津”的分散式風電開發迎來轉機。相關從業人員認為,分散式風電發展需要一個過程,風電下鄉初始進展雖然緩隉,但一旦途徑通順、模式建立起來,后續發展會呈現加速態勢。
一位風電設備制造企業高管表示,從技術上看,風電整縣推進呈現兩種趨勢。“一種是主流風機越做越大,主流風機廠家可使用地形地貌、建設條件、道路運輸較為良好的地方來做大風機;另外一種是風機體型向‘小巧玲瓏方向發展,比如300千瓦、400千瓦、500千瓦的小型風機的應用在沿海水域較多、道路較狹窄、大型機械不好施工的地方會具備優勢。因此,因地制宜推進風電下鄉才會起到較好的效果。”
針對外界擔心風電下鄉模式是否會演變成風電過剩的問題,業內人士認為,短時間有可能會出現,但長遠看絕對不會風電過剩。“現在全國不少地方拉閘限電或者有序用電,在碳達峰、碳中和愿景下,隨著火電慢慢退出,綠電將會擺在更重要而突出的位置。”
“大考”將至:退役的風電設備何去何從?
一方面,風電裝機技術日趨成熟,陸上風電與海上風電發展屢創新高,風電產業大步向前;另一方面,風電下鄉打開風電產業發展新路徑,有望與海上風電一起成為我國實現“雙碳”目標的生力軍。在技術與機遇并存之下,老舊風機設備的退役潮也隨之到來。
據統計,從2006年開始,我國風電累計裝機基本逐年翻倍。據彭博新能源財經數據統計,2020年中國累計退役風機約0.7吉瓦,2025年將達到約4吉瓦;隨后退役風機葉片將呈現指數式增長,預計2030年將達到驚人的約30吉瓦,五年間增長超過70倍。
退役期來臨,如何處理龐大的老化機組成了風電行業眼下的新問題。
2021年12月,國家能源局在《風電場改造升級和退役管理辦法》(征求意見稿)中主要對風電場改造升級提出指導,著重規范了風機組件的循環利用和處置,旨在構建風電產業循環利用新業態。
2022年2月10日,工信部、國家發改委等八部門聯合印發《關于加快推動工業資源綜合利用的實施方案》,明確提出推動廢舊光伏組件、風電葉片等新興固廢綜合利用技術研發及產業化應用;完善廢舊動力電池回收利用體系,強化新能源汽車動力電池全生命周期溯源管理,推進廢舊動力電池在備電、充換電等領域安全梯次應用。這是廢舊光伏組件、風電葉片、動力電池等新能源產業固廢回收再利用首次被納入國家頂層設計文件,不僅填補了政策和標準體系的空白,更側面反映了發展回收產業的緊迫。
風電機組的使用壽命一般為20年~25年,有回收價值的部分包括基座、塔筒、發電機部件以及風機葉片,其中85%~90%的報廢材料已經有成體系的回收體系,混凝土、鋼鐵、電氣部件中的金屬等材料均可進入相應的回收產業鏈中。唯獨風機葉片出于輕量化、抗腐蝕性、耐疲勞性能的考慮,廣泛采用重量輕強度高的復合材料制造,其中最有回收價值的纖維材料與環氧樹脂牢固粘合,難以拆分降解。
由于技術上的瓶頸難以實現無害化處理與資源循環利用,導致大部分退役風機葉片只能在簡單分解后通過焚燒與填埋的方式處理。這帶來不少環境問題:填埋會浪費大量的土地資源,同時造成所在地的水土污染;而焚燒不僅產生大量有害氣體與溫室氣體排放,增加了風機組全生命周期碳排放量,且玻璃纖維的融化過程中容易發生爆炸,有一定的安全隱患。
此前,國家電投吉林區域公司鎮賚風電場就發布過廢舊葉片處置項目的招標公告,尋求將2011年至2018年退役的80支葉片進行處置,以避免對風電場外對環境及后續污染造成直接影響,被環保部門處罰。可以說,若不妥善處理退役風機葉片,會給風電的全生命周期綠色化、無害化形象蒙上陰影。
中國的風機設備等新型廢棄物回收起步較晚,隨著近年來退役量激增和“雙碳”目標提出之后,回收問題逐漸引起相關部門的重視。
目前,中國風電回收市場尚處于起步階段,在風機批量化退役的時間節點來臨之前,市場需要對于回收問題建立認知,探索可以規模化的解決方案。因此,從行業層面的規范,到企業層面的技術革新,再到風電場業主對回收需求的對接,都是不可或缺的環節。EE36942F-693A-4DAF-A3EF-33D52DA3E99A