基于“模糊綜合評價法”的甘肅省風電產業競爭力研究

周紅偉 （蘭州理工大學，甘肅 蘭州 730050）

0 引言

在雙碳目標和國際壓力的雙重驅動下，新能源發電逐漸成為能源市場的主旋律，并逐步向大規模、高比例、市場化、高質量發展。但隨著能源結構的持續調整和煤炭價格邁向歷史新高，電力供應一度趨緊急，江蘇、浙江、云南等省眾多企業被迫停產。由于發展需要和現實需求，應繼續大力發展新能源發電，使其成長為主力能源，承擔時代責任。在眾多新能源發電方式中，風電是增長速度快，電源占比較高的一類。預計十四五期間，國內風電裝機容量有望達到45~60GW，而且隨著風電機組逐步向大型化發展，風電制造業和度電成本有望持續下降，陸上風電的經濟性已經充分顯現，海上風電也會在政策支持下延續裝機需求。同時，風電下鄉和以大代小都為后補貼時代風電發展指明方向，裝機需求進一步提振，行業將迎來迅猛發展。甘肅省作為最先發展風電的地區之一，風能資源豐富，風電裝機容量大，具有發展風電的獨特優勢。而且，風電產業的發展有助于甘肅省確立經濟轉型重要抓手，迎來新經濟增長點。

關于新能源產業競爭力評價指標體系的研究，李龍（2011）從經濟效益、風能資源、技術水平、市場能力和創新能力5個方面，構建我國風電產業競爭力評價指標體系。閆世剛（2017）選取產業創新能力、市場發展能力、產業戰略能力和產業建設環境4個維度并構建評價指標，利用層次分析—模糊綜合評價方法，對北京新能源產業競爭力做出評價研究，最后提出北京市為發展新能源產業應積極推進立法，完善產業規劃；鼓勵自主創新，提升公共服務；推動產業升級，提升競爭能力；加強區域合作，提升連帶效應。李強年、趙巧妮等（2019）以酒泉的風電產業為例，選取政治、經濟、技術、社會4個維度構建評價體系，利用層次分析法，研究風電產業發展的影響因素，提出影響因素依次為專業性人才、電網技術、法律法規、發電成本、公眾環保意識、激勵政策、固定資產投資、儲能技術、風電賦稅、裝機能力、風電產業服務體系。程婉靜、莫東序等（2020）從創新驅動、競爭能力、結構優化、效率提升、開放共享和可持續性5個維度構建風電競爭力評價體系。郭鳳舞（2020）從技術創新資源投入能力、基礎創新擴散能力、技術創新環境能力、創新決策能力、技術創新產出能力5個維度構建風電產業競爭力評價體系。

關于新能源產業競爭力評價方法的研究：孫學軍（2011）基于波特產業競爭力鉆石理論，研究酒泉風電產業競爭力，提出酒泉在生產高級要素明顯不足，在需求市場上也存在較大提升空間，上下游產業鏈有待加強。張祥、王經亞等（2015）利用GEM模型，研究江蘇省光伏產業集群競爭力。潘和平、儲曉棒（2019）基于AHP+改進的模糊綜合評價法，研究安徽省新能源產業競爭力，提出應提高自主創新，加強產學研合作；引導產業高端化發展，推動產業升級，優化產業建設環境。曠冶、肖文思（2020）從寧夏新能源上市企業入手，利用熵值法，研究寧夏新能源企業競爭力，提出應加強自主創新，積極外引，提高資金利用效率。

關于甘肅省風能發展現狀的研究，楊培杰（2019）在分析甘肅省電力發展現狀的基礎上，分析其交易量和外送量，提出電力市場發展建議：夯實基礎設施建設；健全市場交易體制；強化省級政府間合作；充分利用現有渠道；完善風光水火互濟打捆交易模式。葛少蕓（2019）提出甘肅省作為風力資源優渥，開發起步最早的地區之一，近年來飽受棄風問題困擾，為解決此問題，要從技術性、經濟型和立法性三個層面共同發力。陳國平、董昱等（2020）提出新能源高質量發展是指其又好又快的可持續發展，確定合理利用率提升對系統穩定支撐能力優化涉網性能，裝機和發電量的增長電量占比的提升，新能源技術不斷進步成本持續下降新能源產業生態持續優化。張恩國（2020）和姚曉楠（2021）通過總結我國風能資源利用現狀，研究風能資源利用效率，提出應建立完善的風電產業監測和評價體系，有針對性地解決棄風限電的情況。

國內外學者對風電產業競爭力的研究主要集中在新能源產業競爭力評價指標體系、評價方法和甘肅省新能源發展現狀上，缺乏針對甘肅省風電產業競爭力的研究。基于此，本文擬對甘肅省風電產業競爭力進行研究，基于產業競爭理論，結合新能源評價指標體系和甘肅省風電發展實際情況，構建甘肅省風電產業評價指標體系，利用模糊綜合評價法，使用YAAHP軟件，通過專家評價法獲得各層次指標的相對權重，研究甘肅省風電產業競爭力。同時，選取新疆、黑龍江、江蘇、廣東、山東、福建7省作為對照，探究甘肅省風電產業相對競爭地位，以期為甘肅省風電產業發展提出有效建議。

1 研究區域概況

甘肅省作為西部地區，風力資源優渥，儲量達到13 962萬千瓦時，尤其是以酒泉為代表的河西地區，是我國最早在沙漠戈壁荒漠上發展風電的地區之一。早在十二五時期，甘肅省在西部陸上三峽理念的引領下，大力發展風電，持續擴大風電裝機規模，經過近15年的發展，建成酒泉千萬千瓦級和通渭百萬千瓦級風電基地，并具備基地化、規模化、一體化開發的優越條件。2020年，甘肅省風電裝機容量達1 373萬千瓦，占本地區總裝機容量的24.4%，風力發電量達246億千瓦時，占本地區總發電量的13.8%，市場占有率達5.28%。但在風電搶裝過程中，為解決電力消納問題的困擾，采取棄風限電的方式減少電力供應，曾一度因棄風率大于5%，被列為紅色預警，不允許再新上風電項目。為提升消納能力，甘肅省逐步推進直購電交易、加快建設敦煌100%可再生能源利用城市，加大電力外送，建成750千伏第一、二通道、第三回線加強工程和一系列330千伏送出工程，大力發展電力外送能力，全力破解風電消納難題。

2 研究方法介紹

為全面了解甘肅省2015~2019年風電產業競爭力，選取新疆、黑龍江、內蒙等陸上風能資源豐富的三北地區和江蘇、廣東、福建、山東等海上風電密集區作為對照，采取模糊層次分析法，從定性和定量兩個角度出發，將甘肅省風電產業作為一個系統，通過分解、比較判斷、綜合的思維方式進行決策。

2.1 甘肅省風電產業競爭力評價指標體系的構建

在李龍和潘和平、儲曉棒研究的基礎上，結合甘肅省風電產業實際發展情況，綜合考慮全面性、客觀性、科學性、代表性、實用性和普及性，構建甘肅省風電產業評價指標體系。評級指標體系如圖1所示，選取風能資源、發展水平、創新能力、市場表現、建設環境五大準則層以及共計20項的指標層。其中，風能資源準則層包括風能儲量、技術可開發量、潛在技術可開發量、年平均風速、年平均風功率密度5項指標；發展水平準則層包括風電裝機容量、風電裝機比例、風力發電量、風電發電量比例、風能實際利用小時5項指標；創新能力準則層包括技術發展水平、技術研發投入、技術產業化度3項指標；市場表現準則層包括市場占有率、市場成長能力、自身消納能力、向外輸送能力4項指標；建設環境準則層包括政策支持力度、基礎設施服務、經濟激勵效應3項指標。

圖1 風電產業競爭力評價指標體系

2.2 構建判斷矩陣

按照模糊層次分析法的原理，本研究的層次結構模型包括目標層、準則層、指標層。通過專家訪談法進行打分賦值，邀請4位電力企業高管和4位高校電力專家進行面對面訪談，采用實地訪談方式，對反映甘肅省風電產業競爭力大小的各指標相對重要性分別進行比較，按1～7及其倒數標度法賦值，獲得各指標權重值。本研究中將8位專家對各指標之間的賦值取平均值，構建成對比較矩陣，表1為準則層相對于目標層的判斷矩陣，表2至表6為指標層相對于目標層的判斷矩陣。

表1 bi對于A的判斷矩陣（i=1 ,…,5）

表2 Cj對于bi的判斷矩陣（j=1 ,…,5）

表6 Cj對于bi的判斷矩陣（j=18,…,20）

第一層指標權重X=｛0.3333,0.0833,0.2667,0.0833,0.2333｝，其中X表示風能資源、發展水平、創新能力、市場表現、建設環境相對于目標層的權重。

表3 Cj對于bi的判斷矩陣（j=6 ,…,10）

表4 Cj對于bi的判斷矩陣（j=11,…,13）

2.3 數據來源

采用專家訪談法獲得一手數據，訪談材料以上述評價指標體系為基礎設計，同時，為使訪談結果具有高度可信性，訪談主要針對業內專家進行，共訪談40位專家，其中，20名為電力企業高管，20名為相關學科高校教師，最后，訪談對象應對各指標的得分進行主觀賦值，賦值范圍為1～7分，表7為賦值標準和等級意義。

表5 Cj對于bi的判斷矩陣（j=14,…,17）

表7 評價指標重要性打分標準

3 甘肅省風電競爭力實證分析

以甘肅省風電競爭力為研究對象，首先將8省進行橫向比較，驗證評價指標體系的準確性與全面性，再將8省2015~2019年5年間風電產業競爭力進行縱向比較，分析甘肅省風電產業競爭力的變化，從而發揮甘肅省風電發展具備的優勢，盡力規避發展過程中遇到的難題。

3.1 甘肅省風電競爭力橫向實證研究

2019年，甘肅省風電綜合得分3.9184，排名第4，位列內蒙古、新疆、黑龍江之后，與各省風電發展實際情況相符。從準則層指標來看，在風能資源上，甘肅省風電以3.8068分排名第5，位列內蒙古、黑龍江、新疆、山東之后，其中，甘肅省風電在年平均風速、平均風功率密度2個指標上表現雖好，但其技術可開發量和潛在技術可開發量略差，尤其是在海上風電崛起后，甘肅省風電在技術可開發量指標上遠遜于山東省。在發展水平上，甘肅省風電以4.6004分排名第5，位列內蒙古、新疆、黑龍江、福建之后，甘肅省在風電裝機比例和風力發電比例上表現較好，但其在風能實際利用小時和風力發電量指標上表現較差，甘肅省風能實際利用小時僅為1 787小時，而福建省則高達2 639小時；風力發電量為228億千瓦時，而內蒙古則高達666億千瓦時。在創新能力上，甘肅省以4.6000分排名第2，僅次于內蒙古之后，這主要是由于甘肅省在技術發展水平和技術研發投入上表現較好，但技術產業化度仍有進一步提升空間。在市場表現上，甘肅省以5.9000分排名第7，這主要是由于在市場占有率、市場成長能力、自身消納能力和輸送能力4個指標上表現均顯乏力，尤其是在市場成長能力上，在其他省均表現出明顯的上升趨勢時，甘肅省由于棄風限電出現負增長；在自身消納能力上，甘肅省可消納1 288億千瓦時電，而廣東省、山東和江蘇省的自我消納能力為甘肅省的5倍；在對外輸送能力上，甘肅省輸電線路回路長度為68 877千米，僅占內蒙古、山東等省回路長度的六分之一。在建設環境上，甘肅省以5.5120分排名第7，這主要是由于在基礎設施服務、政策支持力度和經濟激勵效應3個指標上均表現乏力，尤其是基礎設施服務和經濟激勵效應，甘肅省在8省中表現最差，且與其他地區差距較大。風電競爭力評價結果如表8所示。

表8 2019年風電競爭力評價結果

3.2 風電競爭力縱向實證研究

2015、2016、2018、2019年，甘肅省分別以3.9184、4.1705、4.7348、5.0981分，排名第4，2017年則以4.2405分排名第5，這主要是因為甘肅省在創新能力準則上技術研發投入和技術發展水平指標上表現較差。同時可以看出，雖然甘肅省風電綜合得分保持向上趨勢，且總體排名未發生較大變化，但其增長率較小，且與其他省的差距逐漸拉大。具體來看，2015~2019年間，甘肅省從5.0981上升到3.9184，增長率達到23.14%，同期，黑龍江和山東的增長率分別達到33.24%和31.10%；甘肅省與內蒙古得分差距也從2015年的0.8041增加到2019年的1.8336。從準則層來看，在風能資源上，甘肅省得分從4.1274上升到3.8068，但其排名卻從第4回落至第5，這主要是由于海上風電技術突破，山東省海上風電發展迅速導致風能資源迅猛發展。在發展水平上，甘肅省得分從5.3879上升到4.6004，但其排名從第3降至第5（新疆、黑龍江反超），這主要是由于新疆的風能實際利用小時從1 571小時增長到2 147小時，風力發電量從148億千瓦時增長到413億千瓦時，黑龍江的風能實際利用小時從1 520小時增長到2 323小時，風力發電比例從8.04%增長為12.87%。在創新能力上，甘肅省從4.4000上升至1.8000，排名第2，這主要是由于甘肅省在技術發展水平和技術研發投入上均位于行業上游，單位度電成本較低和研發力度較大。在產業發展能力上，甘肅省指標得分從5.6000下降到6.0000，排名從第6下降至第7，這主要是由于甘肅省在市場成長能力上急速下滑，隨著紅色預警和風能實際利用小時降低，甘肅省風電量急劇下滑。在建設環境上，甘肅省指標得分從7分上升到5.5120，排名從第8上升至第7，這主要得益于甘肅省風電發展政策和經濟激勵效應。具體數據如表9、表10所示。

表9 2015~2019年8省風電競爭力綜合指數

表10 2015~2019年8省風電競爭力指標得分

4 研究結論與建議

風電度電成本快速下降，大型化趨勢和需求提振將重塑風電產業格局，帶來新發展機遇。甘肅省作為我國清潔能源開發利用和“西電東送”的重點區域，如何在新一輪的變革中，利用風電存量優勢，突破現有困境，找到新綠色低碳高質量發展之路，成為當下急需解決的難題。本文以甘肅省風電產業為研究對象，運用模糊層次分析法，研究甘肅省風電產業競爭力，同時，選取新疆、黑龍江、江蘇、廣東、山東、福建7省作為對照，全面了解甘肅省風電產業在國內的相對競爭地位。研究發現：2019年，甘肅省風電產業排名第4，其中，在風能資源和創新能力上表現較好，在市場表現和建設環境上有待加強，但值得注意的是，在發展水平上下降速度較快。同時，2015~2019年間，隨著海上風電發展和產業格局重塑，甘肅省風電產業綜合得分雖然保持向上增長趨勢，行業排名也未發生實質變化，但其增長率較小，與其他省的差距逐漸拉大。這主要是由于其風能資源、發展水平、市場表現和建設環境上均有不同幅度的下降。

根據上述結論，為提升甘肅省風電產業競爭力，培育新經濟增長點，提出以下建議：

（1）做好風機改造工作，實現技術升級

甘肅省作為我國風能資源最為豐富的省份之一，風電建設較早。這些老舊風電由于設計缺陷、技術經驗不足、配套產業鏈不成熟和運行年限久，造成發電能力一般，預警和故障監測點不足，從而導致運維成本較高，機組運行安全風險大。在我國風電產業飛速發展的情形下，甘肅省老舊風電機組的問題就顯得尤為凸顯。因此為發展風電，甘肅省要走兩條路，一條是技術改進，另一條是機組置換。技術改造主要是指通過機組偏航制動器間隙調整改造、機組偏航剎車片開槽、機組液壓系統改造、變槳系統過溫改造技改、風機剎車系統加裝溫度監測裝置技改、1.5MW風機變頻器改造技改實現技術進步。同時，通過機組置換將1.5MW及以下老舊風機置換為4MW以上的大風機，提升容量，提高甘肅風能資源的利用率。通過技術改進和機組置換，會在成本降低的前提下提升發電量，同時，保障風電機組安全運行，降低風電運維成本。

（2）內調外送解決棄風問題，加大消納能力

甘肅省由于自身經濟欠發達，工業發展水平低，自我消化能力有限，2010~2020年，電網最大負荷僅從1 100萬千瓦漲到1 731萬千瓦，用電負荷的增長速度遠低于風能裝機容量的增長。同時，甘肅省作為電力輸出型省份，外送通道較少，難以滿足日益發展的風電增長。因此，為擺脫甘肅省風電發展困境，應從內外共同著手，解決甘肅省電力供需問題。首先，加快省內再電氣化進程，再電氣化作為甘肅省能源轉型的根本途徑，應從供給側和用電側改革兩方面進行。供給側方面，用風能逐步替代化石能源，構建清潔電力系統，提升風能就地消納能力；用電側方面，深入實施電能替代戰略，在交通、工業、商業、農業和居民生活領域，從使用數量和質量方面入手，提高電能在終端能源消費中的比重。其次，搭建甘肅省與外省的電能輸送通道，應充分貫徹國家發展理念，下活全國能源一盤棋，充分發揮甘肅省風能大省的優勢，從棄風限電轉變為能發優發，加快甘肅省與華中地區特高壓外送通道建設，實現風電在湖南、湖北、江西等地的消納。