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                        促進風力發電高質量發展

                        近年來,我國加快構建清潔低碳能源體系,清潔能源和非化石能源消費比重逐步提高。風電作為清潔能源,在我國能源結構調整中扮演著越來越重要的角色!笆奈濉币巹澓2035年遠景目標綱要提出,大力提升風力發電規模、有序發展海上風電。本期邀請專家圍繞相關問題進行研討。

                          風電將成推進能源革命的主體電源

                          風能在能源體系中處于怎樣的地位?近年來,我國風電發展取得哪些成就?

                          時璟麗(國家發展改革委能源研究所研究員):風能是重要的清潔、綠色、低碳能源,資源豐富、分布廣泛。風電技術成熟、有經濟競爭力,除可提供電能量外,其全天候發電特性還可提供一定的電容量支撐,是構建新型電力系統不可或缺的電源。到2060年,我國非化石能源在能源消費中的比例將超80%,按此目標,國內一些未來能源發展情景研究的結果顯示,2060年我國風電裝機有望超30億千瓦,屆時在所有電源品種中,風電貢獻的發電量將最大,將成為推進碳中和及能源革命的主體電源。

                          國際社會也看好風電發展前景和應用潛力。國際可再生能源署提出,如果在未來三四十年內實現全球凈零排放,各類可再生能源都需發揮重要作用,凈零排放情景下預測全球風電累計裝機將由2022年底的9.1億千瓦升至2030年的33億千瓦。

                          持續有效的政策支持是我國風電產業發展壯大的動力。2006年以前,通過乘風計劃、雙加工程等支持風電市場起步發展;2006年可再生能源法實施后,電價補貼和全額保障性收購是推進風電項目開發和利用的關鍵機制!半p碳”目標提出后,風電政策從原來的電源側電價激勵轉為在消費側鼓勵綠色電力消費。綠色證書交易制度在一定程度上體現風電等可再生能源的環境價值,可再生能源電力消納保障制度和消納責任權重要求、可再生能源消費不納入能源消耗總量和強度控制等政策激勵綠色電力消納和消費。

                          我國并網風電發展可分為三個階段。2006年以前是起步探索階段。2006年至2020年是規;l展階段,2013年至今我國風電新增裝機和累計裝機均穩居全球首位!笆奈濉睍r期,在“雙碳”目標指引下,風電正邁向高質量躍升發展新階段。主要體現在以下幾方面。

                          一是裝機規模持續擴大。2023年上半年,全國風電新增并網裝機2299萬千瓦,同比增長77.7%,在全部新增電源裝機中占比16.3%,截至6月底累計裝機約3.9億千瓦,在全部電源裝機中占比約14.4%。根據項目核準、開工建設、前期工作和儲備情況,行業預計2023年全年新增裝機將超6000萬千瓦,“十四五”時期末風電累計裝機有望達到6億千瓦左右。

                          二是發電量在全社會用電量中占比首次超過10%。2023年上半年,全國風電發電量4628億千瓦時,占比達到10.7%,較2020年增加4.6個百分點,替代效果顯著。

                          三是發展質量提升,風電項目建設開發和消納并重!笆奈濉睍r期以來,全國風電平均利用率一直保持在96%至97%之間,2022年全國風電平均等效利用小時數達到2259小時,各項消納措施保證了風電場建成并網后電量發得出、用得好,尤其近兩年在電力緊張的時段和地區,風電為電力保供發揮了應有的作用。

                          近10年來,我國風電技術進步、成本下降、市場規模增加,都超過國內外諸多機構的預期。2006年前后,國產兆瓦級大型風電整機以購買許可證引進為主,2016年,國內多家企業就開發出適合我國風資源和氣候條件的低風速、高緯度、高海拔、抗臺風等多種類型的大型風機和智慧風電場技術!笆奈濉睍r期,在風電進入無補貼平價上網階段后,技術更新提速,目前新增陸上風電招標機型以5兆瓦及以上為主。2022年下半年以來,海上風電多家龍頭企業推出15兆瓦及以上機型,今年7月單機16兆瓦機組并網發電,風電在大容量機組方面趕超國際先進水平。

                          技術進步帶來的直接效果是風能利用率不斷提升。之前在風資源方面不具備開發條件的廣大東中部和南方平原地區,年等效利用小時數普遍在2000小時左右,超過2012年全國風電平均等效利用小時數1959小時。

                          同時,技術進步還帶來成本下降。自2021年開始新核準風電全面實施無補貼平價上網,部分省份通過競爭性配置開發的風電項目實現了低價上網。按照2023年風機價格、風電場初始投資水平和貸款條件測算,在不配置電化學儲能的情況下,“三北”地區陸上風電的平準化成本和合理收益率下綜合度電收益電價需求分別約0.15和0.18元/千瓦時,東中部和南方地區分別約0.28和0.35元/千瓦時,無論對標各地燃煤基準價,還是市場交易電價,風電已是具有經濟競爭力的電源。

                          風電新增裝機容量占全球市場過半

                          我國風電產業鏈供應鏈發展狀況如何,在國際上具備哪些優勢?

                          秦海巖(中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長):在政策支持下,依托規;_發和持續創新,我國培育出一條具有全球競爭力的風電產業鏈供應鏈,覆蓋項目開發建設、設備制造、技術研發、檢測認證、配套服務,較好地支撐了風電裝機規模的擴大及度電成本的下降。

                          我國是全球風電產業規模最大的單一市場。2022年,風電新增裝機4983萬千瓦,累計裝機容量超過3.9億千瓦;風電新增裝機容量連續14年、累計裝機容量連續13年穩居全球首位,占全球市場的一半以上。2020年至2022年,這條產業鏈供應鏈足以支撐年新增裝機5000萬千瓦以上的開發規模。

                          我國是全球最大的風電裝備制造基地。我國生產的風電機組(包括國際品牌在中國的產量)占全球市場的三分之二以上,鑄鍛件及關鍵零部件產量占全球市場70%以上。風電設備在滿足國內市場的同時,出口到49個國家和地區。截至2022年底,風電機組累計出口容量達1193萬千瓦,遍布五大洲。除風電機組外,我國制造的葉片、齒輪箱、發電機、塔架等關鍵部件出口至美洲、非洲、歐洲、東南亞等地區。風電設備和服務正成為帶動我國出口貿易的重要新生力量。國內風電制造企業形成的豐富風電機組產品譜系,能夠滿足沙漠、海洋、低溫、高海拔、低風速、臺風等全球各種環境氣候區域的開發需求。疊加價格優勢明顯,我國風電企業可以為全球提供極具技術、質量、價格競爭力的機組產品組合,幫助更多地區以經濟高效的方式利用風能資源。

                          我國風電技術處于國際領先水平。大容量機型加速迭代,10兆瓦陸上風電機組已完成吊裝及并網調試工作,16兆瓦海上風電機組已并網發電,18兆瓦機型已下線并將于今年下半年完成吊裝。長葉片、高塔架應用領跑全球,最長葉片達126米,最高輪轂高度達170米。產業鏈基本實現國產化,零部件國產化率達到95%以上。主軸軸承的國產化替代取得重大突破,軸研科技研制的國產首臺18兆瓦海上風電主軸軸承于今年8月順利下線。同時,依托一批重點公共實驗、測試平臺和設施等,已形成較為完善的風電創新基礎設施體系,為全產業鏈創新提供了關鍵支撐,并加緊建設可以支撐前瞻性、引領性創新的配套基礎設施。其中,廣東陽江的國家海上風電裝備質量檢驗檢測中心,建有全球最大、檢測能力最強的葉片全尺寸實驗室,可以按照國際標準開展150米葉片全尺寸試驗。

                          海上風電產業鏈建設成效顯著。我國推出的海上風電機組最大單機容量達到18兆瓦,即將進入20兆瓦級別,已具備大容量海上風電機組自主設計、研發、制造、安裝、調試、運行能力。施工安裝、運維船舶等裝備環節不斷補強。風電機組安裝船方面,最大起吊高度達170米,最大起吊重量達2000噸,最大作業水深達70米。打樁船方面,打樁錘的最大打擊能力達到3600千焦,最大打擊頻次為40次/分鐘,樁架高度突破140米。

                          風電企業競爭力明顯提升。全球風能理事會數據顯示,2022年全球新增裝機排名前15的整機企業中,中國企業有10家,包括金風科技、遠景能源、明陽智能等,合計約占全球風電新增裝機容量的56.4%。截至2022年底,在全球風電累計裝機排名前15的整機企業中,中國企業有8家,合計約占全球風電累計裝機容量的31.6%。

                          接下來,為推進我國風電產業鏈供應鏈建設,一方面,需通過創新保持技術引領,包括風電機組大型化、定制化和智能化開發,大功率齒輪箱和百米級葉片等部件技術的持續突破,以漂浮式為代表的海上風電前沿技術研發等。另一方面,需致力于深化國際合作,在全球范圍內打造具有韌性、互信的風電產業鏈供應鏈,通過整合各國優質資源高效開發風能資源。

                          海上風電呈蓬勃發展態勢

                          我國發展海上風電具備哪些基礎條件?未來趨勢如何?

                          王震(中國海油集團能源經濟研究院黨委書記、院長):在國家“雙碳”目標和積極產業政策引導下,海上風電呈蓬勃發展態勢。海上風電等海洋電力業產值呈現快速增長勢頭,“十三五”時期年均增長率達13%。這得益于我國優良的基礎條件。

                          一是自然資源條件優越。我國擁有長度超過1.8萬千米的大陸海岸線,管轄海域面積約300萬平方千米,為海上風電提供了廣闊的地理空間。我國是全球海上風資源富集的區域之一,據中國風能協會數據,海上風資源技術可開發量超25億千瓦。福建、粵東風資源最佳,已建設海上風電項目的最高發電小時數超過5500小時,是陸上的2倍多。

                          二是政策引導有力。國家和地方政策相互銜接,從發展規劃到資源獲取、科研支持、金融服務等,構建了“目標牽引—配套支持—落地實施”多層次立體政策框架。依托政策支持,海上風電建立了具有全球競爭優勢的產業鏈,初步形成環渤海、長三角、珠三角三大集群,以及“產業集群—產業園/產業基地—生產基地”多層次產業格局,產業園在23個地市已建成或在建28個,山東、浙江、福建等地提出深遠海浮式風電產業園建設規劃。

                          三是電力供需高度匹配。沿海地區經濟發展較快,目前用電量占全社會用電量的比重在52%至56%之間,電力需求增速快,上海、江蘇、浙江、廣東等地電力缺口逐年增大,為海上風電消納提供了充足的市場空間。根據咨詢公司伍德麥肯茲數據,海上風電在沿海省份用電量中占比將穩步提升,預計到2050年,海上風電發電量占沿海各省比例將由目前的1%上升到17%。

                          四是工程技術實力強勁。我國海洋工程裝備與技術快速發展,具備大型風電安裝船、海纜敷設船等船舶裝備研制能力,具有高效的運輸、沉樁、吊裝等施工作業能力。此外,海上油氣勘探開發等為海上風電提供了良好的技術基礎,基礎建造、系泊系統、安裝施工、運維救援等產業鏈環節與海上油氣重合。

                          《“十四五”可再生能源發展規劃》提出規劃建設山東半島、長三角、閩南、粵東和北部灣五大海上風電基地,優化近海風電布局,啟動深遠海風電規劃和開發示范。

                          從目前并網規?,我國基地建設進程略有差異。江蘇、廣東保持領先,江蘇累計裝機容量達1200萬千瓦,帶動長三角大基地建設進程在全國領先,廣東2022年新增裝機容量超200萬千瓦,助力北部灣、粵東大基地建設進程緊跟長三角。山東半島大基地建設提速追趕,山東半島南V等項目實現當年核準、當年開工、當年并網。

                          多家機構預測,“十四五”時期我國海上風電年均新增裝機容量可達900萬千瓦,大基地項目將是增量發展的主力!笆逦濉睍r期,年均新增裝機容量預計保持在500萬千瓦至700萬千瓦之間,2030年累計裝機容量預計將超1億千瓦,五大基地將完成全部近海6000萬千瓦建設。

                          海上風電加速走向深遠海,浮式風電更加適合更大更深的場址。目前,“三峽引領號”、中國海裝“扶搖號”、“海油觀瀾號”項目完成建設,海南萬寧百萬千瓦級漂浮式風電示范項目開工。浮式風電從工程化加速向商業化推進,2026年累計裝機容量有望突破50萬千瓦。未來海上風電發展趨勢主要包括以下幾個方面。

                          第一,融合發展形式多樣。近期,支持海上風電與其他能源融合發展的政策相繼出臺,《加快油氣勘探開發與新能源融合發展行動方案(2023—2025年)》等要求開展海上風電與海洋油氣田深度融合發展示范。融合發展模式創新活躍,海上風電與海洋牧場、海水淡化、制氫等模式正在從試驗探索走向產業規;l展,綜合能源島、油氣平臺供電、風浪聯合等試驗項目陸續推出,如“海油觀瀾號”實現為油氣平臺直接供電,海上風光同場項目首期建設完成。融合發展將成為普遍共識,引領構建新場景,建立新業態。

                          第二,技術突破超乎預期。浮式風電技術路線百花齊放,示范驗證項目如雨后春筍。未來可能取得新突破的方向包括致力于提升風資源利用效率的風機與浮式基礎一體化耦合技術,以及數字化、智能化技術創新運維模式等。

                          第三,建設成本持續下降。從2010年至2022年,我國海上風電建設成本下降超過40%,目前為9000至13000元/千瓦。大機組應用、規;ㄔO、融合發展等助力持續快速降本。到2030年主流風機單機容量為15兆瓦至20兆瓦,更大機組可減少樁基與安裝工作量,降低造價。通過吊裝施工優化、基礎設施共用、運維資源整合等可進一步降本。2030年前,浮式風電成本有望進一步降低50%以上,實現平價上網。

                          第四,產融結合更加緊密。目前,優惠貸款利率、綠色和藍色債券等一系列金融支持政策相繼推出。央行推出“碳減排支持工具”,滬深交易所支持海上風電相關企業發行藍色債券融資,2023年首只以海上風電項目為底層資產的REITs成功發行。海上風電大規模發展需要萬億元級資金,未來產融結合方式將更加多樣。

                          發展分散式風電提高農村能源自給率

                          農村地區風電發展情況怎樣?還面臨哪些挑戰?

                          韓雪(國務院發展研究中心資源與環境政策研究所副研究員):分散式風電是風電早期開發的主要形式之一,也是農村地區提高能源自給率的重要方式。丹麥、德國的分散式風電項目占其全部陸上風電裝機容量的80%以上。我國早在2009年提出分散式風電概念,2011年出臺相關產業政策推動分散式風電發展,“十二五”時期啟動了18個分散式風電示范項目。但受制于低風速風電機組成本偏高、項目選址困難、審批手續復雜等因素,分散式風電發展比較緩慢!笆濉敝泻笃,隨著風電機組成本大幅降低和“免于參加競爭性配置”的程序簡化,分散式風電發展進入規模開發階段。進入“十四五”時期,分散式風電已成為推動農村能源革命、豐富風電發展場景、實現“風光富民”的一項重要舉措!丁笆奈濉笨稍偕茉窗l展規劃》提出,創新風電投資建設模式和土地利用機制,實施“千鄉萬村馭風行動”,大力推進鄉村風電開發!掇r村能源革命試點縣建設方案》提出,充分利用農村地區空間資源,積極推進風電分散式開發。據統計,截至2022年底,全國分散式風電累計裝機容量達1344萬千瓦,同比增長34.9%,主要集中在河南、陜西、山西等省份。按照每10個自然村建設2臺3兆瓦的風電機組預估,全國可建設約3億千瓦的分散式風電,發展空間亟待進一步釋放。

                          盡管分散式風電投資規模和開發運營技術難度均大于分布式光伏,但其對電網的消納能力要求更低、單位發電量對土地占用面積小的特點使其在農村地區具有與光伏差異化的應用場景,可布局在田間地頭、廠區角落、國道省道邊坡等。不同于大型風電場的開發模式,分散式風電主要利用低風速的風資源和零散的土地資源,不以大規模遠距離輸送電力為目的,所產生的電力就近接入當地電網,并在當地消納。由于分散式風電安裝相對稀疏,對當地電網不會造成較大消納壓力。如配置得當,不僅不需要大幅增加電網投資,還可降低電網送電損耗,提高供電效率。

                          隨著技術條件的成熟,低風速機組、降噪葉片、節地塔筒、智慧運維等技術的應用為挖掘農村地區分散式風電的開發潛力提供了支撐。隨著風電市場不斷擴大,其上下游產業鏈也不斷完善,創新商業模式不斷涌現,為農村地區開發分散式風電創造了更加友好的市場環境!笆濉睍r期,湖南省桂東縣牛郎山項目等分散式風電項目通過多種方式使村民實現了持續穩定增收,僅牛郎山項目就使當地約1.2萬人口受益。2019年開始運行的河南省平頂山鳳凰嶺項目通過引入農村集體經濟、整合閑散土地,實現風電開發和農民致富并舉。2021年,該項目6臺2兆瓦機組發電量共3184萬千瓦時,全年盈利逾500萬元,鄉鎮成立的企業通過股比收益分紅實現穩定創收,村民也積極參與到項目建設和運行維護中。其他一些分散式項目的開發還帶動了農村地區道路等基礎設施建設,打造了風電特色旅游新場景,在建設期為村民提供了工作崗位,并通過搭建運維團隊為農村地區創造了高質量的技術就業崗位。

                          與分布式光伏相比,農村地區分散式風電開發仍存在一些難題,應著力破解。

                          首先,風電項目開發涉及機械、土建、電氣等多領域,對專業技術能力要求較高,中小投資者能力不足、大型企業開發效率低下是影響分散式風電發展的較大阻礙?赏ㄟ^以縣域、鄉鎮為單元組織分散式風電開發,由地方政府統籌資源,有能力的開發企業統籌建設運營,并為當地村民提供股份,充分調動企業、地方政府和農民參與項目的積極性。結合當地產業項目、機井等農機設備、通信基站等基礎設施,構建鄉村場景下的“源網荷儲一體化”開發模式,在發展鄉村經濟的同時,提高電網對新能源的消納水平。此外,針對農村分散式風電開發規模小、主體多元的特征,進一步暢通融資渠道、創新金融服務模式。

                          其次,分散式風電盡管使用了節地模式的塔筒,仍需實際占用一定規模土地,且在建設期需臨時占用更大范圍的土地。實際開發中,由于項目規模小且數量多,相較集中式風電項目,分散式項目土地資源審批周期長、協調難度大?煽紤]結合當地分散式風電發展規劃預留部分用地指標,通過打捆統一配置、設置專門審批通道等方式優化分散式風電項目獲取建設用地指標的流程。結合當地農作物耕種周期,統籌優化分散式風電項目的建設周期,降低建設臨時用地對農業活動的影響。

                          再次,噪聲和光影影響、風電機組倒塌等安全問題是風電建設必須考慮的因素,尤其是在人口聚集區周圍。相較集中式開發中使用的風電機組,農村分散式風電機組建設要求噪聲影響更低、運行質量更高,機組選址的規劃也需嚴格避讓居住點、重要安全設施。在規劃選址、機組選型、運行維護、生態修復等環節要嚴守底線,通過提升技術標準,加強質量檢測、監督管理等降低風電項目對環境的影響。加強葉片降噪、運行方式優化等技術創新,通過故障預判、遠程管理等方式實現運維能力智能化和高效化。

                         

                        文章來源:經濟日報



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