2021年中國風電發展現狀與展望

馮澤深，趙增海，郭雁珩，艾 琳，邱 辰

(水電水利規劃設計總院，北京 100120)

0 引 言

加快發展可再生能源，實施化石能源清潔替代，是推進能源革命和構建清潔低碳、安全高效現代能源體系的重大舉措。習近平總書記明確提出二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值、努力爭取2060年前實現碳中和，到2030年非化石能源占一次能源消費的比重達到25%左右，風電、太陽能發電總裝機容量達到12億kW以上等目標，為我國能源革命和綠色低碳轉型設立了新的航標，為風電發展明確了新的任務。

“十四五”是加快推動碳達峰工作成勢見效的關鍵期，國家積極推動經濟綠色低碳轉型和可持續發展。2021年作為“十四五”開局之年，國家在錨定“碳達峰、碳中和”目標任務基礎上，加強頂層設計，完善支持產業發展的體制機制，優化產業發展環境，切實增強市場主體信心，努力推動風電實現大規模、高比例、高質量躍升發展。

1 資源概況

2021年，全國風能資源為正常略偏大年景。圖1為31個省(自治區、直轄市)2021年100 m高度層風能資源平均值統計。由圖1可知，100 m高度平均風速均值約為5.8 m/s，其中，平均風速大于6.0 m/s的地區主要分布在東北大部、內蒙古、華北北部、華東北部、寧夏中南部、陜西北部、甘肅西部、新疆東部和北部的部分地區、青藏高原、云貴高原和廣西等地的山區、中東部地區沿海等地。100 m高度年平均風功率密度為234.9 W/m2，其中，平均風功率密度大值區主要在內蒙古中東部、黑龍江東部、吉林西部和東部的部分地區、河北北部、山西北部、新疆北部和東部的部分地區、青藏高原大部、云貴高原的山脊地區、福建東部沿海等地，這些地區年平均風功率密度一般超過300 W/m2[1]。

2 發展情況

2.1 發展歷程

20世紀70年代起，我國開始研究并網風電場，主要通過引入國外風電機組建設示范風電場。1986年5月，我國首個示范性風電場——馬蘭風電場在山東省榮成市建成并網發電，揭開了我國風電商業化運行的序幕。1996年開始，原經貿委、計委分別推出“雙加工程”“國債項目”“乘風計劃”等專項工程，選擇典型風電場進行重點改造，進口600 kW風電機組133臺，以技貿結合的方式，提升自主開發的能力。2003年，我國開始開展風電特許權招標，開啟了風電產業化發展的進程。

黨的十六大以后，國家加大對風電產業的扶持力度，風電裝備制造水平有了較大提高，政策環境和服務體系基本完備，具備了大規模發展的條件。2006年正式施行的《中華人民共和國可再生能源法》、以及相繼公布的《可再生能源產業發展指導目錄》和《可再生能源中長期發展規劃》，有效地推進了風電產業化的發展進程。2007年，我國風電首次邁出國門，由華儀風能向智利出口了3臺780 kW的風電機組。2010年，我國自主研發的3.6 MW海上風電機組在東海大橋海上風電場成功安裝，首臺具有自主知識產權的5 MW風電機組投產，填補了我國海上風電制造的多項空白[2]。

黨的十八大將生態文明建設提升至新的高度，發展新能源成為推動能源供給側結構性改革、加快構建清潔低碳、安全高效現代能源體系的重要戰略舉措。風電行業新技術、新模式、新業態不斷涌現，裝機規模不斷增加，截至2021年底，我國風電累計裝機容量達32 848萬kW[3]，連續12年保持全球第一。

2.2 發展環境

長期以來，我國圍繞支持風電行業發展制定了一系列政策措施，并不斷適時調整，推動風電開發利用取得了明顯成效。2021年，為支持新形勢下風電行業健康發展，國家從規劃引導、年度建設指導、提升消納水平、電價補貼支持、加強信息監測、加大金融支持力度、促進電力市場化交易等方面，建立了消納責任權重支撐發展需求、電網企業實現并網多元保障、競爭配置確定保障并網項目、按月調度推動實現年度開發目標、發放補貼確權貸款紓困企業資金緊張、完善規則推動新能源參與電力市場交易等體制機制，努力推動風電行業實現大規模、高比例、市場化、高質量躍升發展。

2.3 發展現狀

2.3.1 核準建設情況

2021年，全國風電項目核準工作穩步推進。據不完全統計，當年全國新增核準風電項目容量4 018萬kW，主要分布在內蒙古、云南和河南3省(自治區)。截至2021年底，全國風電在建項目容量約6 300 萬kW，其中內蒙古、廣東、吉林3省(自治區)居全國前三位。并網容量方面，2021年全年新增并網裝機4 757萬kW[3]，僅次于2020年歷史最高新增并網裝機規模。2011年～2021年風電歷年并網裝機容量變化趨勢詳見圖2。新增裝機分布中，中東部和南方地區占比約61%，同比增長21個百分點；“三北”地區占比約39%，同比下降21個百分點，建設布局持續優化。

2.3.2 運行情況

近年來，全國風電年發電量占全國電源總發電量的比重穩步提升，風能利用水平持續提高。2021年，全國風電發電量達6 556億kW·h，同比增長40.5%，占全部電源年發電量總和的7.8%，同比提高1.7個百分點，繼續保持位于煤電、水電之后的第三位。全國風電平均利用小時數2 246 h，同比增加149 h，增幅7.1%。年平均利用率96.9%，同比提升0.4個百分點，電力消納形勢持續向好。

3 面臨形勢

2021年，我國風電發展邁上新的臺階，陸上風電進入全面平價上網時代，海上風電實現跨越發展，裝備制造產業持續快速發展，實現了“十四五”的良好開局。2022年及以后，風電作為可再生能源行業發展主力軍，將面臨新的形勢和挑戰。

一是國家重大戰略目標為風電行業發展提供廣闊前景。“雙碳”目標提出后，國家相繼發布《中共中央、國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》[4]和《2030年前碳達峰行動方案》[5]，著力構建碳達峰碳中和“1+N”政策體系，同時提出能源綠色低碳轉型行動，要求大力發展新能源，加快建設新型電力系統。此外，中央經濟工作會議也明確，新增可再生能源不納入能源消費總量控制。隨著碳達峰碳中和目標的深入推進和各項重要任務及指示落地實施，我國風電行業迎來了大有可為的戰略機遇期。

二是風電規劃與國土空間、土地生態功能保護、電網規劃協同機制亟待建立。“碳達峰、碳中和”目標要求大力發展新能源的同時，也對森林蓄積量等基本生態建設目標提出更高要求，風電項目開發建設用地政策標準更加嚴格，需充分考慮生態紅線、基本農田、林地草地布局。此外，2022年及以后，我國風電行業將繼續保持高速發展態勢，大規模、高比例新能源接入電網將大幅增加系統運行和消納壓力，需要在頂層設計層面統籌銜接風電、國土空間、土地生態功能保護、電網消納等各項發展規劃，實現“多規合一”，保障風電行業更好更快發展。

三是風電參與電力市場化交易面臨挑戰。當前風電等新能源通過綠電交易試點、現貨交易等方式逐步參與電力市場化交易。隨著電力體制改革的逐步深化，風電等新能源參與市場化交易已是大勢所趨。《關于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見》[6]也明確提出，到2030年，全國統一電力市場體系基本建成，新能源全面參與市場交易。風電出力具有波動性和間歇性，與傳統電源相比，需要額外自建(購買)系統調峰資源或直接承擔較高的系統成本，風電行業市場競爭力將面臨嚴峻挑戰。

四是風電設備制造能力和關鍵技術水平有待進一步提升。我國風電已形成較為完整的產業體系，但部分關鍵部件國產化率還不高，核心技術和零部件仍存在“卡脖子”現象。例如，載荷計算、發電量評估等核心技術軟件仍未實現國產化；高承載主軸承、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等主要依賴進口；漂浮式海上風電核心關鍵技術尚不成熟，與歐洲強國仍有較大差距等。在當前國際形勢下，亟需進一步提升核心技術和關鍵零部件技術水平，補強短板，進一步增強我國風電產業的整體競爭力。

4 前景與展望

(1)我國風電裝機規模將呈現穩步增長態勢。隨著大型風電基地陸續投產，預計2022年“三北”地區新增裝機規模將超過中東、南部地區。其中，中東部地區預計新增裝機將主要集中在河南、湖南、安徽、江蘇等省，南方地區預計新增裝機主要集中在廣東、廣西等省(自治區)。“十四五”期間，“三北”地區將優化推動風電基地化規模化開發，西南地區統籌推進水風光綜合開發，中東南部地區將重點推動風電就地就近和分散式開發，陸上風電裝機規模將總體實現穩步增長。海上風電方面，近海海域依然是“十四五”時期開發建設額的主戰場，以規模化、集約化為導向，整合零散分布場址，布局用海功能和環境功能友好的百萬千瓦級海上風電項目。隨著近海海域其他產業用海需求較多，可供開發海上風電的海域面積相對有限，加快深遠海海域開發，將是未來中長期海上風電開發的主要布局區域，通過開展深遠海海上風電示范，逐步實現我國海上風電由近及遠平穩過渡和大規模發展。

(2)電力消納形勢總體向好，局部地區消納壓力較大。2022年我國風電消納形勢總體向好，但“三北”地區因新增并網裝機容量較大，局部地區電力消納壓力有所增加。一方面，預計2022年全國用電需求仍將持續增長，全社會用電量將達到8.7萬億～8.8萬億kW·h，雖增幅同比有所下滑，但仍為新能源消納創造了有利條件；二是陜北—湖北特高壓等重點輸電工程陸續投運，以及存量輸電通道輸送能力的進一步提升，將擴大新能源跨省跨區消納能力；三是電力市場化交易規模將進一步擴大，有助于促進“三北”等電力富余地區的新能源進一步消。但另一方面，由于2022年“三北”地區將投產大規模風光電大基地項目，在部分配套送出工程建設進度相對滯后的情況下，局部地區電力消納壓力較大。

(3)老舊風電場升級改造研究推進。目前我國陸上風電機組多以3～5 MW機型為主，但早期建設的老舊風場多采用1 MW及以下風電機組，風電場資源條件好，但轉換效率偏低，且部分風電場已達到運行年限。目前，寧夏提出老舊風電場“以大代小”更新試點[7]，探索葉片等特殊廢棄材料循環利用方式；內蒙古在有條件的地區開展一批風電以大代小工程，鼓勵對單機容量小于1.5 MW或運行15年以上的風電場，以新型高效大機組替代老舊小型機組，對風電場進行系統升級優化改造[8]。2022年，將結合部分地區試點情況，積極研究推動資源優質地區老舊風電場升級改造管理辦法，全面提升風電開展利用效率。

(4)風電前沿核心技術創新不斷加強。一是超大型海上風電機組研制、高海拔大功率風電機組關鍵技術研究不斷加強，重點突破風電高承載主軸承、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、超長葉片等核心技術和生產制造。二是風電工程技術創新應用、海上新型漂浮式基礎風電機組示范等工作有序推進，海上風電柔性直流輸電等配套技術研發能力不斷提升。通過風電技術創新進步，促進行業降本增效，為風電行業高質量發展提供保障。

(5)風電綠色環境價值將進一步凸顯。綠色電力證書是新能源發電量的環境屬性證明和消費綠色電力的唯一憑證，風電開發企業可以通過出售綠證獲得環境價值收益。隨著我國碳達峰碳中和目標的深入推進、以及歐盟碳邊境調節稅的提出，社會綠色電力消費需求逐步提升，將進一步激發綠證市場活力，推動建立健全新能源環境權益交易體系，風電等新能源綠色環境價值將進一步凸顯。