秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!

新能源采编风电 2024-05-20 10:27:26 412阅读 举报

每年的中国风能新春茶话会上,我们都会对过去一年行业的发展情况进行回顾和总结。回顾中国风电20年的发展,从星星之火,渐成燎原之势。2023年,风电产业发展持续向好,新增装机容量突破7500万千瓦,大基地、海上风电建设如火如荼,技术创新取得巨大突破,产业链供应链领跑全球,新的发展模式渐次清晰。但风电发展过程中的各项障碍依然横亘于前,“消纳”“土地”“并网”“电力市场”等方面的难题待解,“成本”和“价格战”依然无法回避,风电质量问题频发,给行业敲响了警钟。但勇敢直面问题,努力解决问题,也正是我们未来能否实现风能发展目标的关键。相信在一代一代风能人的不懈努力下,我们必将创造属于我们的历史。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


秦海岩


中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长


今年的新春茶话会主题演讲分为三个篇章,分别为“我们的成绩单”“2024年挑战呼啸而来”“敢问路在何方”。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


第一篇章,我们的成绩单。


我将把中国风电行业过去取得的成绩跟大家做个总结汇报。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


20年弹指一挥间,忆往昔峥嵘岁月稠!


首先,让我们从2002年开始,回顾一下中国风电行业这20余年的发展。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


2002年,中国的风电装机还只有区区47万千瓦。随着《可再生能源法》的颁布和各种政策的支持,中国风电开始高速发展。


截止到2023年底,中国风电装机容量超过4.7亿千瓦。(风能专委会吊装统计数据)


20年间,风电装机容量增长了整整1000倍。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


发电量方面,20年前我国风电的发电量是每年7亿千瓦时,现在已超过了8000亿千瓦时,风力发电量已占到全国总发电量的10%左右。


风力发电量的增长同样迅猛,增长了1155倍。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


20年来,我国风电的星星之火,已成燎原之势。


回顾我国最早建设的几个示范风电场,1986年,山东荣成风电场,只安装了3台单机容量55千瓦的风机,这是我国首个真正意义上的并网风电场;1989年,内蒙古朱日和风电场,安装了5台100千瓦风电机组;同年,在新疆达坂城风电场,安装了13台150千瓦机组。


但到了2023年12月,中广核在内蒙古兴安盟全容量并网了一个300万千瓦的风电场,该风电场作为风电大基地项目,是目前集中式陆上风电场中规模最大的,安装了701台最大单机容量5兆瓦的风机,年发电量超过100亿千瓦时。


截止目前,在全国33个省市自治区,共建设了超过9000个风电场、20多万台风机,4.7亿千瓦的装机容量,这是我们20年来的总成绩单。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


再来看我国海上风电的发展历程。


最早的一台海上风电机组,是2007年金风和中海油合作利用石油钻井平台废弃的导管架基础安装的,是一台实验性质的海上机组。单机容量1.5兆瓦。


到2009年,我国建设了第一个商业化的海上风电项目——东海大桥风电场,34台单机容量3兆瓦机组,也是我国首个10万千瓦规模的海上风电场。


等到2021年并网的三峡阳江沙扒海上风电项目,已成为目前全球最大的海上风电场,装机容量200万千瓦,既包括了5兆瓦的机组,也有8兆瓦的机组,总共安装了300多台。


到2023年底,我国沿海12个省市区已建成160多个海上风电场,共安装了7000多台海上风电机组。


总计超过3900万千瓦的装机规模,在中国辽阔的海洋上为我们提供丰富的绿色电力。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


回头看风电机组的发展,最大的特点是:单机容量越来越大。


我国最早的“大型”机组,从600千瓦开始研发。记得那时候,国家科技部支持风电行业的企业搞科技攻关,当时想要研发制造单机容量600千瓦的风机,已经是很困难的事。


但2023年中国已下线单机容量18兆瓦的海上风电机组。很快,预计2024年20兆瓦的风电机组也将下线。


陆上风电机组的单机容量也越来越大,在2023北京国际风能大会暨展览会(CWP2023)上,三一重能发布了单机容量15MW的陆上风电机型。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


风机也变得更高!


风电机组的轮毂高度从2002年的70米,经过2012年的135米,到2023年已经提升到了185米。


如果加上叶片高度,已经远超中央电视台总部大楼的高度。


更高的轮毂,更长的叶片,极大地扩展了风电开发的潜力。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


风机除了更大、更高,还变得更智能。


更智能反映在在哪?100千瓦机组的时候,机组的监测参数和通道只有150个,智能化监控模型只有十几个,控制代码只有5万行,但也够用。


如今,我们最先进的机组有4500个监测的参数和通道,监控模型达到了60个,实现控制策略的代码需要500万行。


可以说,现在的大型风电机组,已成为一个庞大的智能“机器人”。


经过20年的发展,风机的智能水平越来越高,可以适应各种恶劣的环境,包括抗台风、适合沙漠等。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


除了技术方面的巨大进步,中国风电20年来取得的最大成果,是把一个曾经非常昂贵的电源,干成了最便宜的电力。


现在最低的新建陆上风电度电成本只有0.15元,使所有的地方都可以用得起风电。


可以自豪地说,我们现在使用风电,不仅是因为它清洁,更因为它便宜!


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


去年中国的光伏产业贡献了全球70%、80%的供应量、市场份额,这很了不起。


实际上,我们风电制造方面,无论是整机还是零部件,中国市场的贡献也非常大。


风电整机方面,至少60%的整机是在中国生产制造。一些国际整机品牌虽然在中国的市场并不大,但是他们30%-40%的产能也是在中国生产制造的。


根据风能专委会的统计,全球风电叶片、齿轮箱、发电机等零部件,60%-70%是在中国生产制造,因为中国拥有全球最完善、成本最优的全套产业链供应链。


没有中国完善的产业链供应链,风电不可能做到这么低的成本。


没有中国风电产业链供应链的支撑,全球不可能以风电、光伏为主去实现能源转型和应对气候变化。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


风电让世界更清洁、更美丽,也更富裕。


过去的20年,风电的环境效益、社会效益和经济效益巨大。


20年来,风电累计节煤达到14亿吨,减少碳排放47亿吨,相当于再造了26亿立方米的森林。另外,风电的节水效应累计22亿立方米,相当于7亿人的全年用水量。


此外,风电带动的直接和间接就业人数200万人。20年来贡献的总产值高达10.4万亿元。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


下面我将介绍一下2023年中国风电行业的一些具体数据。


未来,风能专委会将尽可能把风能行业的数据收集全、整理好,并向社会公开发布,让全社会更好地了解中国风能行业的发展。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


2023年风电新增吊装容量。截止目前,我们统计到的新增吊装数据至少是7500万千瓦,具体的细节数据还在详细核实中。国家能源局已公开的2023年并网装机容量超过7500万千瓦,创下历史新高。


(补充:风能专委会已于4月份公布2023年度吊装容量统计结果。统计数字显示,2023年,全国(除港、澳、台地区外)新增装机14187台,容量7937万千瓦,同比增长59.3%;其中,陆上风电新增装机容量7219万千瓦,占全部新增装机容量的91%,海上风电新增装机容量718.3万千瓦,占全部新增装机容量的9%。)


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


2023 年,风电全年发电量8090亿千瓦时,占全国总发电量的10%。


发电量占比上升到10%的新台阶,真正让风电从补充能源走向替代能源,并将进一步迈向主流能源。


正如中国工程院原副院长杜祥琬院士一直所表述的:以前风电是“微不足道”,现在已做到“举足轻重”,未来风电还要“担当大任”。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


2023年,中国风电全产业链产值1.2万亿元,直接和间接就业人数超过了200万。这是一个重要的成就。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


除了中国风电本土的快速发展,出口也更进一步。


正如前面所提到的,很多国外整机商也在国内生产风电机组,因此整机出口方面,2023年国内品牌+国际品牌实现了出口额330多亿元。


国内品牌整机出口实现4.7GW,国际品牌出口4.5GW。


此外,零部件的出口额也创下新高。每年风电零部件的出口额绝对值都比整机要大,预估2023年风电行业为国家出口创汇超过1000亿元。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


可以说,风电发展到今天,它早已不是一个可有可无的小行业。


风电成为我国经济增长、拉动出口、带动就业以及绿色转型的重要力量。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


这是我国风电产业链供应链发展统计地图。


2023年,风能专委会产业研究部统计的有装机的整机制造企业共15家,这些整机商在全国共有120多个生产工厂。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


我们以表格形式简单汇总了我国风电叶片、主轴承、齿轮箱、发电机等产业链供应链发展情况。


中国风电已形成了强大的产能,不光可以支撑中国的能源转型,还可以支持全球的能源转型。


2023年风能专委会与全球风能理事会共同发布了全球风电供应链报告,尤其是聚焦海上风电产业链方面,研究的结果是:全球除了中国之外,如果要实现气候目标、要实现可再生能源装机到2030年实现3倍的增长,全球的海上风电产业链供应链目前都无法满足要求。


如果没有中国的风电产业的支撑,全球想要实现气候目标几乎是不可能的。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


下面再谈谈2023年中国风电技术发展情况。


好多人说风电没有什么高新技术,属于传统的机械装备范畴,无外乎每年从1兆瓦、3兆瓦、5兆瓦,升到10兆瓦、15兆瓦、20兆瓦,一点点将单机容量做大,叶片一点一点加长,塔筒加高等,并没有什么技术创新性,不像其他行业每年都有很多各种技术方面的创新。


但我想说的是,风电行业绝不仅仅是简单的容量放大,也不是简单的加长叶片、更不是简单的增高塔筒。


风电发展需要非常多的技术创新和努力,风能行业的巨大创新,都隐藏在每一台风机的背后!


所以,下面我想通过一些具体数据,让更多人认识到风电创新的能力和潜力。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


机组创新最大的指标,是单机容量的增长。


在单机容量方面,我们已经实现了从跟随到引领,进入到了“无人区”。


2023年,陆上风电机组突破10 MW;海上风电机组达到18 MW,可以说,在单机容量方面,我国在全球风电领域已经实现了“遥遥领先”。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


叶片的发展同样日新月异。我在PPT上写,130米叶片指日可待,为什么在“指日可待”上要标记一个红圈?


这是因为我在开始制作本次演讲的PPT时,预计130米长叶片的推出指日可待,可我的PPT还未定稿,三一重能的131米叶片就已经下线了,我改PPT的速度,根本赶不上企业叶片下线的速度。


我现在期待150米下线,暂时还不知道需要等多长时间。也许很快就将看到。【补注:2024年2月27日,由明阳自主研制的MySE292海上超大型叶片在海南东方智能制造基地成功下线。MySE292海上超大型叶片长143米,为全球已下线叶轮直径最大的风电叶片。5月11日,这一全球最长风电叶片运抵阳江港并成功运至鉴衡阳江国家质检中心。】


以这个速度发展下去,不知道风电叶片的极限长度是多少?


但这一切,都离不开风能行业在材料和技术上的大突破。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


过去,我们一直说风电轴承是我国风电发展的瓶颈,但经过10年的努力,我们的轴承也实现了国产化替代。


2023年,16MW、18MW的大型重载轴承已经下线,并开始小批量使用。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


风力发电机,同样需要进行大量的创新。


可能很多人说,20兆瓦的发电机,不就是简单的放大吗?


实际上还真不是!


我专门请教了中车永济的专家,专家说中车为了突破20MW的发电机技术,在冷却技术、绕组技术方面都要进行大的创新,要彻底改变。引入的多绕组、双路循环冷却技术,是突破20MW级发电机技术瓶颈的关键技术。


不进行创新,我们不可能进入到20MW时代。所以看似简单的单机容量的增长,背后都需要大量关键技术的支撑。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


齿轮箱同样需要技术创新。


过去的一段时间,我们说双馈型发电机组的容量可能超不过10MW,原因是齿轮箱的功率密度很难再提高。


但现在,我们国内本土齿轮箱制造商南高齿的专家告诉我,南高齿16~18MW海上全集成传动链风电齿轮箱,通过采用一些新的技术,诸如多级行星分流及均载技术,使风电齿轮箱扭矩密度从150Nm/kg左右提高到220Nm/kg以上,主轴集成式齿轮箱扭矩密度达到230 Nm/kg 以上。


齿轮箱已迈入20MW 级时代。受益于齿轮箱的发展,我国双馈、半直驱等大兆瓦机组也获得了快速发展。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


风电塔架高度的进一步增长,拓展了风能开发的新边界。


2023年9月,金风科技成功完成185米风电塔架吊装,该高度相当于60层楼,创造全球陆上风电塔架高度新纪录,为风能资源的高效开发与利用拓展了新的边界。


2023年10月,远景能源首个基于自研GTS全栈式塔架系统的170米混塔+135米分片式钢塔项目批量交付,其中混段高达137.3米,是国内已吊装的最高混段。


前几天维斯塔斯的同仁告诉我说,他们公司在德国已经做到了200米塔高的塔筒。


185米依然还不是极限。


塔筒升高后,能极大提高我们的发电效率,使原来很多不具备开发条件的地区,也具备了风电开发的经济性。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


海上风电管桩,我国企业去年实现了大量出口。这是因为欧洲要实现海上风电的大发展,而欧洲的产业链根本不足以支撑。


现在海上管桩越来越大、越来越长,直径已经超过10米,单桩重达2000多吨,很快,直径11-12米的管桩,120米长的单桩就要出现,总重量将超过3000吨。


为此,大金重工正在研发设计制造一条全新的专门适合超大型管桩的运输船——KING ONE,以前从没有这种类型的海上风电运输船型。该艘运输船总长240m,型宽51m,载重量5万吨。具有超强甲板载荷,可解决超重单桩和大型海塔立式发运的甲板承载力问题,超长超宽的甲板大大增加大直径风机基础桩的单航次装载量,减少总运输成本。此外,该船型具有超强压载能力,大大降低部分港口潮差大对装卸货的限制。采用双桨双舵设计,提供足够动力冗余,确保船期和航行安全,保证产品安全如期交付。


据了解,为了配合全球化布局,大金重工还正在着力搭建配套的全球化物流体系。一期2~4条甲板驳船已经开始打造,2025年有望交付4条运输船只。未来将形成由10~20条不同吨级超大型甲板运输系列船型,组建自有运输船队。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


工欲善其事,必先利其器。风电专用船舶的发展正在突飞猛进。


随着海上风电机组越来越大、越来越高,16兆瓦的风电机组光机头的重量就达到了570吨,以前很多风电安装船的吊装能力已无法满足要求。因此,这两年中国船厂的订单非常满,正在加紧建造风电专用船舶。


海峰1001安装船:桩腿长度 120 米,作业水深 70 米,主吊吊高 160 米,主吊吊重 2500 吨。


其他几条有特色的海上风电专用船舶。例如:“一航津桩”打桩船:长124米、型宽39米、型深8米、桩架高142 米。


“启帆19号”敷缆船:载缆量10000吨,最大埋深4.5,敷设精度0.5米。


除了专用安装船,运维母船也很重要。目前,海上风电离岸距离已经有七八十公里远,甚至向100公里挺进,如果用传统方法进行运维,光上下班一趟开船过去就要3-4个小时,上下班8个小时都不够,那怎么办?


因此,需要发展海上运维船,所谓的“海上五星级酒店”。风电运维人员住在运维母船上,不用来回跑,船上就能提供很好的住宿条件。


上海电气风电2023年下线的海上风电SOV运维母船,住舱人数100人,船长93.4米,型宽19米,自持力30天以上,足以满足深远海项目的发展。


所以说,中国海上风电产业的发展,不仅是自己产业的发展,也带动了相关制造业的发展,拉动了各行各业的技术进步和经济增长。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


未来几年的一个重要话题,是风电回收。随着到期退役风机越来越多,回收成了大难题,尤其是叶片的回收。


现在很多不实传言说,担心退役叶片太多等等。过去的一年,杰瑞做了很多工作,其风电叶片热解装备基本上能实现叶片的绿色回收。


退役叶片可通过热解装备,实现热解,一部分可以变成油类供燃烧,而玻纤材料还可以提取出来再降级使用,真正实现全过程的绿色回收。


技术已经逐渐成熟,只是目前回收的量还未到高峰,等回收量到了一定规模后,完全可通过绿色回收技术来解决。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


随着风电机组单机容量的加大,叶片越来越长,对风特性的了解也要求越来越高。


如果我们能详细掌握风的各项精细参数,无论是对微观选址,还是对新机型的研发,都可以提供极大的支撑。


因此,测风技术的提高,能极大提高风电行业的技术水平。2023年,牧镭激光研发的雷达新技术和新产品,双雷达组网同步扫描系统,解决了风场均匀性假设在复杂风场下失效问题,提升了风速测量的精度。帮助我们更好地了解风,更好掌握风的机理。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


此外,风电行业还有很多看似不起眼的产品创新,对行业却有巨大的作用。


我自己爬过最高的塔筒是90米的,爬得非常累,现在的塔筒都是120甚至高达185米的,没有升降机电梯的支持,几乎不可想象。


但塔筒升降机,以前都是采用钢索式结构,存在很多问题,特别是在风机的吊装过程,如果采用钢索的话,在该阶段不可能解决存在的问题。


但现在风电行业的登高设备,已经有了很多技术进步,比如中际联合的齿轮齿条式升降机,用齿轮齿条传动替代了钢丝绳传动、用接触式供电代替了随行电缆供电,消除传统升降设备安全隐患,运行更安全,填补了吊装期无登高设备可用的行业空白。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


这里再举个例子,凯宸能源管型母线的创新。楔入式防松垫圈,铜编织线软连接,确保电气连接的稳定;可满足各种类型塔筒的摆动工况。


以前我们也面临很多类似问题,往往一个小东西、小问题会带来大麻烦,但我们通过微小的局部创新,可解决很多类似大麻烦。


所以,不能小看这样的微创新。正是有了这样一点一滴的微小创新,才支撑了风电行业的技术进步,支持了整个行业的快速发展。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


碳纤维的创新,也是我们风电行业发展的缩影。


去年上半年,我参加了央视的一个电视节目。当时碳纤维的售价至少是140元/kg以上,我当时说,如果单价做到100元以下,对风电行业将会是极大的促进,叶片行业将会发生天翻地覆的变化,因为现在动辄120米、130米的叶片,如果不采用碳纤维将是不可想象的,而材料的进步与否,既是制约风电发展的瓶颈,也是支持风电发展的利器。


今天,吉林化纤碳纤维,大丝束碳纤维经过规模化生产、技术的不断迭代升级,成本做到了全球最低,稳定控制在 70元/kg 以内,产品性能超过国际同等水平 3%-5%。


可以说,有这样经济好用的碳纤维,风电叶片做得更长也完全没问题。


碳纤维产业,在过去被认为是很难突破的一件事,虽然不是我们中国人实现了碳纤维产业的0到1,但我们通过工程化,实现了从1到N,把碳纤维的成本大幅度降下来,这是我们的能力和优势。


正因为碳纤维的价格已经快速下降,未来风电行业将大量使用碳纤维,从而更快速推动风电叶片技术的进步。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


这里再介绍一个小创新,大连宜顺偏航集电环,采用偏航集电环替代耐扭转主电缆,解决风力发电机组动力电缆下滑、开裂、偏心、集束、缠绕、干涉等一系列问题及隐患。可适用3MW~18MW的风电机组。


风电全产业链上的任何一个地方,都可以创新,也都需要创新。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


可以说,我们正在创造属于我们的历史。


历史会铭记住我们所做的所有工作,历史不会遗忘为风电行业作出贡献的人。


这也是今年我要花更多时间回顾这些细微点滴的技术创新进步的原因。


我希望经由这些介绍和回顾,能让大家更坚定信心!风电行业创新空间无限,行业需要更多努力去实现创新,创造历史。


第二篇章:2024年,挑战呼啸而来!


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


过去的2023年,大家都觉得风电行业的日子不好过,很多企业领导都说过得很辛苦。虽然我们的年度新增装机有7500多万千瓦,创下新高,但全行业仍然面临诸多问题。


我想说的是,如果大家觉得2023年很辛苦,2024年的挑战可能更严峻。


我将从多个角度梳理2024年风电行业面临的挑战和困难。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


首先,三大市场的困境与潜力。三北具有非常好的资源,中东南部、海上也是我们的主战场,三大市场有潜力,但同样有困境,未来该怎么做?


第二,电力现货市场马上将在全国推开,将迎来新的挑战,该如何应对?


第三,风电行业的质量问题,去年我们出了一些风机质量问题,我们的研发速度非常快,模型还没做完,新产品就出来了。在中国风电技术进入无人区的今天,研发速度和质量与整机的价格这三者怎么平衡和取舍,将是一个永远的痛。


此外,各行各业的低价竞争问题。虽然低价使风电具备了经济性,拓展了风能发展的空间,但是低价竞争却对风电制造业带来了很大的困扰。


最后,我引用莎士比亚的一句名言,“To be, or not to be”,作为这一部分的小结,稍后我会给大家详细解释为什么要引用这句话。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


第一个大问题:三大市场的困境与潜力:如何从“消纳”走向“消费”?


我们的主战场是“三北”,2023年风电新增装机超过7500万千瓦,主要贡献来自于三北风电大基地项目。但三北地区依然面临着如何把风电用特高压送出去或者就地“消纳”的问题。


我个人很反感“消纳”这个词,“消纳”这个词目前也只用于可再生能源。正如张树伟所说的,“消纳”是一个带有歧视性的词,误导了公众的理解,让人们觉得新的电源似乎是一个负担,“消纳”不了,这些电源只能认倒霉。实际上,可再生能源是一种不同于化石能源的电源,它们是用来发电的,市场应当保持随时开放。


为什么可再生能源电力是“消纳”,而其他电力就是“消费”?在建设“新型电力系统”的过程中,我们需要一种有效率、公平、可靠的方式从现状过渡到未来。


我建议电网公司以后不要再用“消纳”这个词,希望能一视同仁,风电也能从“消纳”变成“消费”,真正想着怎么把风电用好。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


风电大基地去年做出了巨大贡献,第一批大基地项目规划容量 9705 万千瓦:并网完工 7300 万千瓦;在建项目 2400 万千瓦。


很多项目没有如期并网,这里面有土地的问题、有审批等方面的问题,其实最重要的原因还是通道建设。都在指望特高压通道,把西部电力送到东部去。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


第二批大基地项目规划容量 4300 万千瓦,第三批大基地项目规划容量 5200 万千瓦。


其中第二批正在陆续开工建设,新疆已经并网376万千瓦。


但这些项目能不能如期启动、能不能顺利并网、能不能发挥风电的作用?现在也还未知,还需要再等等看。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


问题来了:三北地区风光大基地项目全部依赖特高压外送,需要多少条特高压?受特高压线路的投资成本以及建设通路涉及到的土地、跨省协调问题的影响,这样的通道还能不能找到?完全靠特高压外送,路径是否可行?


目前的送出通道建设并不能完全跟上大型风光基地的开发步伐。受投资额巨大、送受端及通道跨越地区三方利益协调困难、用地审批等多重因素影响,特高压交直流送出工程严重滞后于风光电站项目建设,已建成通道的输电能力也未得到充分发挥。


面对更大的装机规模,依靠特高压外送难以在短期内解决风电“消纳”问题。在这种情况下,更可行的解决途径是积极拓展本地消费渠道,创新消费方式。


可以说,特高压外送不是唯一的道路,甚至不是最优选项,扩大绿色电力应用消费的方式和场景,不仅可以快速提升清洁能源电力利用水平,还能够帮助钢铁、化工、航空、海运、数据中心等行业脱碳,使“三北”这些风光资源丰富地区,利用零碳便宜的电力“价格洼地”,转变成工业企业的“价值高地”,并在当地打造新能源装备制造业、电力燃料原料、绿色化工、算力等产业,通过发展绿色经济实现西部振兴。


这是需要认真思索的问题。只有解决了单纯依靠特高压外送这个问题,才可以真正地用“消费”来描述风电,真正解决风电“用电”的问题。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


中东南部地区如何做?


第一个问题:一些人总认为中东南部没有风资源,这实际上是认知局限,需要去打破。


第二个依然是政策问题,土地与并网,是一直以来没有很好解决的桎梏,需要努力去突破。


第三个,我们能不能创新商业模式,做到利益与民共享,发展乡村风电与乡村振兴相结合?


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


如何打破中东南部风电的认知问题?让我们先看看中东南部各省陆上风电建设情况,再做一番汇总分析。


我把过去三年来中东南部几个主要省份下发的陆上风电指标量和新增量列表汇总在一个表格中。


我们发现,江苏这三年没有新增下发指标,它的陆上风电资源与河南其实并没有什么区别,跟河北南部在资源方面也没有明显的区别。


江苏省前几年陆上风电发展得很好,但从2021年开始到现在,没有批准新的陆上风电建设,这与河北、河南形成了鲜明对比。


虽然前些年河北省南部也没有下发指标,但去年2700多万千瓦风电指标基本是在河北省南部地区。


河南将近3000万千瓦,已成为全国风电发展的标杆。所以说,归根结底还是认知问题、意识问题,而不仅仅是资源问题。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


为了进一步证明风资源不是问题,最主要还是认知问题。我需要用一系列数据来进行解答。


先看单位国土面积的装机容量。风能专委会统计发现,德国每平方千米平均装机165千瓦,丹麦是111千瓦,而我国中东南部各省的数据中,最好的山东省107,江苏只有60,连欧洲的1/2都不到。


那我们为什么不愿推动陆上风电装机?是因为我们中东南地区的居民居住得太过集中?


德国的居民住得也是很集中的,和江苏等发达省份的布局区别不大,我们有什么理由不好好去推动建设呢?


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


德国风电是分散式和乡村风电开发的样板。


德国累计陆上风电装机超过 6000万千瓦,其中 90% 是分散式开发。没有什么集中式的大项目。


我们从德国风电装机地图上可以看到,密密麻麻的蓝点,都是有风电装机的地方,整个德国就像是一个大型风电场。


德国装机密度很高,但到了具体的一个村、一个乡、一个镇,却都是三两台的排布。我选了一张德国不来梅港的图片,也是见缝插针地安装一两台风机。就是这样,德国加上海上风电做到了7000万千瓦的装机,做到了每平方公里165千瓦的风电装机密度。我们中东南部省份还有什么理由说做不了?


中国中东南部也应该像德国一样,真正做到见缝插针,在房前屋后、田间地头安装风机。


所以我们中东南部省份一定要打破这个认知,我们不缺安装风机的地方,是完全可以干风电的。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


为了推动中东南部风电开发,我们呼吁了10几年。我们写文章,也开研讨会,做了很多呼吁。


我们心中坚信,做一件有价值的事,一直做,最终,会等来时间的回报。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


风能专委会组织行业企业和专家,从2012年开始,已经召开了10届中东南部风电开发研讨会。


我记得,2016年在湖北武汉开会,当时湖北100米高度的平均风速才五点几米,我说即便以这个条件干风电,满负荷小时数也可以做到2000多小时,所有人都在质疑。


但到现在,同样的风速,河南已做到2800、3000小时,大家终于不再质疑了。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


所以说中东南部的风资源量是没有问题的。随着这两年风电技术进步,高塔筒的大规模应用,在风资源不太好的地方,风电也完全具备了经济性。


中东南部是风电的沃土,是下一片希望的田野。


风能专委会还将继续召开这样的研讨会,一个省一个省地走,我们期待能通过更多的研讨会,让大家转变观念,尤其是让地方政府认识到中东南部风电开发大有可为。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


千呼万唤始出来:“千乡万村驭风行动”,这是“十四五规划”里面提到的大工程。


目前,文件还在征求意见中。希望今年文件能尽快出台,真正促进分散式风电、乡村风电、中东南部风电的发展。


风电真的是一片希望的田野,风电可以让乡村更富裕,更美好。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


第三个困境,海上风电。海上风电最大的问题还是审批问题。


当然,国外海上风电发展面临同样的问题,但英国、荷兰和德国等国家,正是因为要发展海上风电,反而把各部门集中起来,做到了统一管理、一站办结。


再一点,我国海上风电已经走向深远海,而省管海域基本已开发完,急需走向专属经济区,也就是所谓的国管海域。


发展深远海风电是我国沿海省份完成能源转型、落实“双碳”目标、实现经济转型升级的关键抓手。2024年,我们期待专属经济区用海管理办法尽快出台。


建议国家主管部门加大政策供给,尽快出台深远海海上风电开发建设管理的相关政策,为深远海风电规模化开发建设创造有利条件。


尽快公布国家层面的深远海风电发展规划,重视规划阶段对交通、军事、渔业、环境等冲突性、敏感性因素排查工作,征求相关部门意见,进一步明确可开发场址。


出台技术研发等方面的支持性政策,鼓励深远海风电技术创新;统一规划、集中建设送出线路,优化登陆点,降低输电成本;简化核准手续及管理流程,统筹协调相关政府部门共同参与联动机制,为深远海风电项目提供“一站式服务”。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


目前统计的沿海十省(辽宁、河北、山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西、海南)规划的专属经济区(国管海域)海上风电项目规模约1.5亿千瓦。


在专属经济区(EEZ)进行风电场建设,离岸距离超过七八十公里甚至100公里,对交通、军事、渔业、环境等的冲突比省管海域要小,非常适合开发海上风电。


深远海已成为各国海上风电布局的重点区域。根据各国公布的最新海上风电规划,到2030年,美国、英国、德国、法国、荷兰、日本、韩国、印度等国家的海上风电装机容量均将突破千万千瓦。其中,英国、德国规划的海上风电项目中有90%以上位于深远海。


以英国为例,英国海上风电开发规划已经涵盖专属经济区所在的海域。截至2021年底的数据显示,英国在运的42个海上风电项目中有9个位于专属经济区,装机容量合计约5.3GW,占全部在运装机容量(11.3GW)的47%。在建的8个海上风电项目中有7个位于专属经济区,装机容量合计8.5GW,占全部在建装机容量(9GW)的94%。已中标用海权、待申请开发的29个储备项目中有25个位于专属经济区,装机容量合计33GW,占全部此类装机容量(36GW)的92%。2024年,英国正在推动第六轮CfD招标,投入了10亿英镑的预算,创下新的纪录,其中主要是对海上风电的支持。


日本也正在大力发展海上风电,目标是到2030年发展多达10GW的海上风力发电装机容量,到2040年达到45GW。最近,日本政府通过了《海域利用促进法》修正案,将海上风电场的建设区域扩大到专属经济区(EEZ)。新立法将允许海上风电场从目前的领海和内水延伸至更远的海域。


所以,未来专属经济区的海上风电发展潜力非常大。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


要想实现风电大规模装机,需要我们去摸清楚风能资源的技术可开发潜力。去年,国家气候中心对全国风资源进行了再一次详查,得出的结论非常乐观。


数据显示:中国陆地 140m 高度的风能资源技术可开发量 61.4 亿千瓦:三北地区 47 亿千瓦,中东南部地区 14.4 亿千瓦。


中国海上 150m 高度、离岸 200 公里以内且水深小于 100m 的风能技术可开发量 27.8 亿千瓦。


很多人质疑说中国靠风电能不能支持能源转型、能不能实现能源自给?我觉得国家气候中心的最新风资源详查数据非常重要,说明我们的风资源开发没有天花板,我们的风资源潜力足够满足我们能源转型的需要。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


第二个大问题:电力现货市场的挑战与应对。


电力现货市场是机遇,也是挑战。2022年,国家发展改革委、国家能源局印发通知,提出加快推进电力现货市场建设。建设全国统一电力市场体系,建立健全电力现货市场,与中长期市场共同发挥电力商品价格发现的作用,有利于新能源凭借边际成本低的优势赢得更大的市场份额,不断提升消费比重。但同时也会带来新的挑战。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


我们来看山东省的电力现货市场曲线。


2023年4月29日—5月3日,山东电力现货实时交易累计出现46次“负电价”。其中,5月1日—2日山东电力市场现货交易中心实时“负电价”时段长达22小时,创下国内历史纪录。


在山西、蒙西、甘肃电力现货市场,当新能源大发时,尤其是中午光伏出力达到峰值,经常会触及市场出清下限价格,山西、蒙西为0元/kWh,甘肃为0.04元/kWh。


很多时段出现了负电价、零电价,已成为普遍的现象。这是由于光伏发电同时率非常高,在光伏装机占比较高的省份,中午时段随着大量光伏发电进入电力现货市场,导致该时段交易电价过低,甚至出现了“零电价”“负电价”。


电力现货市场对解决可再生能源的消费问题,解决可再生并网问题,是个非常好的机制。


现货市场这两年推进快的原因,是风光实现了大规模发电,如果再不用现货市场的方式,传统的计划性调度可能真的难以维持如此大的并网,难度会越来越大。所以,只能依靠市场机制来解决。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


电力现货市场全面落地,新能源将迎来“大考”。


2017年,我国首批8个电力现货试点地区确定;2021年,第二批6个电力现货试点地区确定;2023年,多地电力现货市场时间表确定。


不利的一面是,频繁出现的负电价、零电价,加上现货市场从个别省的试点,到大部分省最后到全国铺开全面落地,对新能源提出了一个新的命题:以前风电开发的确定性很强,只需要看风资源好不好,看一年能发多少负荷小时数,但未来即使风资源好,如果交易策略不好,或者风电的发电时段跟需求侧不匹配,资产则未必好。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


可以说,电力市场时代,运营定义新能源资产质量。未来新能源资产的价值,将越来越取决于企业的运营情况、交易策略。


当然,相对于光伏,风电发电在时空上更为分散,风电在现货市场比光伏有一定优势,但也需要在微观选址、运营管理、发电量短期预测、交易策略方面根据新的市场环境,不断提高完善。


之前电力领域处于“计划经济”,只要多发电就意味着多赚钱。但在现货市场中,在高电价时段多发电才能多赚钱。


发电企业追求的目标变了,从风电场选址设计到运营管理模式,都需要进行调整,这对运行策略和发电量预测精准度都提出了更高要求,对发电项目收益也要建立新的评估模型。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


第三个问题:质量、速度、价格的平衡与取舍,这是一个更大的难题。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


过去的十几年,中国风电保持了全球第一的装机量,这一巨大的市场拉动了风电产业、技术的进步,但也伴随着事故和失效的频繁发生。


据不完全统计,近10年中国风电行业每年出现的事故或失效数量正在逐渐增加,但并没有出现明显突变的情况。


数量的增加主要是因为我们的装机容量在不断增大。有时候我们之所以感觉事故变多了,也不排除有一些自媒体在推波助澜,出了点事故就给夸大报道,好像风电事故在不断增加。


实际上,风电的事故率依然处于正常的范围之内,也请大家不用过于担心。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


但是质量确实是风电行业生存发展的一个重要议题。


需要说明的是,风电机组的设计过程,一定要认识到——质量和可靠性是设计出来的。


我们现在很大的问题是样机做出来了,本来要做型式试验,要先测试运行一年半载,等发现问题后再修改,然后小批量生产10台、20台,再运行1-2年后,发现问题再修改,然后才进行大批量生产。


此前我们一直是按照这样的验证路线在走。


但现在全行业都在拼速度,以前1兆瓦、2兆瓦、3兆瓦的机型可以销售五六年,到了4兆瓦、5兆瓦的机型只能卖四五年,现在7兆瓦、8兆瓦的机型,可能没过两三年,就直接奔10兆瓦机型了,根本没有遵循从样机、小批量到大批量的验证过程,这也是带来很多问题的原因。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


全行业风电机组大型化之后,100多米的叶片也已进入“技术无人区”,这将遇到“超经验”问题——也即以前的设计经验不足以支撑我们叶片可靠性的设计。


像我PPT中提到的案例,如中间的这张图片,100米长的叶片,停机的时候产生涡激振动,这是超经验导致的设计上的欠缺,我们只能通过验证发现这样的问题。


我们常说风电是一门实践科学,很多问题不是光靠设计就可解决的,也不是在屋子里就能考虑周全的,需要靠实践去发现问题、积累经验并解决问题。


此外,大兆瓦机组的传动链方面也是难题。目前海上机组出现了批量的齿轮箱、发电机的问题,这与大兆瓦下传动链缺乏验证等相关。


去年底,我们开始在汕头启动建设40MW级风电机组电气及动力学六自由度实验平台。这个平台将成为国际最大、全球领先的海上风电机组地面传动系统试验研究平台,最大能够实现40MW海上风电机组真实受力工况的地面模拟,填补全球空白,将为我国风电技术创新和大型机组研制提供有力支撑,推动我国风电重大科研基础设施达到世界领先水平。平台的建设具有重要的意义,这是因为海上风电传动链新的技术的检测验证方法尚未成形,需要行业集体攻关。


秦海岩:中国风电2023,创造属于我们的历史!


我们曾做过一个调查,发现抢装期出现质量问题最多,而风电机组制造是发生事故及失效的主要因素。近几年由于产品的迭代速度快、工期不足,更加剧了这一问题。


我们说的机组制造问题包括:人员操作问题、制造工艺问题、产品材料问题、设备使用问题、现场管理问题等等

版权声明:
作者:新能源采编
链接:https://www.zhaoxny.com/p/53c1141ea89fa.html
分类:风电
本网站转载此文是出于传递更多信息之目的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与我们联系,我们将及时更正、删除。若此文章存在违规行为,您可以点击 “举报”


登录 后发表评论
0条评论
还没有人评论过~