風力發(fā)電是指把風的動能轉(zhuǎn)為電能,風力發(fā)電是當今發(fā)展最快的綠色能源之一。風能是一種清潔無公害的可再生能源,很早就被人們利用,主要是通過風車來抽水、磨面等,人們感興趣的是如何利用風來發(fā)電。利用風力發(fā)電非常環(huán)保,且風能蘊量巨大,因此日益受到世界各國的重視。
目前我國的電力形式主要有:火力發(fā)電、水力發(fā)電、風力發(fā)電、光伏發(fā)電以及核能發(fā)電。我國的風能資源非常豐富,風能資源總儲量約32.26億KW,可開發(fā)和利用的陸地上的風能儲量有2.53億KW,近海可開發(fā)和利用的風能儲量有7.5億KW,合計約10億KW。
根據(jù)市場研究機構(gòu)伍德麥肯茲最近發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,今年二季度全球風電整機訂單總量達到4300萬千瓦,訂單規(guī)模達到181億美元,創(chuàng)歷史新高。其中,中國風電整機商訂單表現(xiàn)尤為突出,為3500萬千瓦,所獲得的訂單量在全球訂單占比中達到了80%以上,并因此推動全球風電整機訂單規(guī)模同比上漲了36%。
中國在全球海上風機訂單中也占據(jù)了主導(dǎo)地位,今年上半年,中國海上風機訂單規(guī)模占全球總量的74%,同時已經(jīng)連續(xù)3個季度實現(xiàn)了海上風機訂單規(guī)模增長。2021年,全國海上風電新增并網(wǎng)容量1690萬千瓦,同比增長4.5倍,累計容量躍居世界第一。
與陸地風電不同,海上風電更少受占用土地、噪聲污染等因素制約。就資源稟賦來看,我國經(jīng)濟重心在東南沿海,而傳統(tǒng)能源主要分布在西北內(nèi)陸,海上風電有利于彌補這種能源供應(yīng)與經(jīng)濟重心逆向分布之不足。
下面我們回顧中國風電的發(fā)展歷史,看看我國成為世界風電大國所經(jīng)歷的發(fā)展歷程。實際上,中國作為發(fā)展中國家,與其他發(fā)展中國家一樣,都走過了以下發(fā)展道路,即經(jīng)歷了向國外學(xué)習,然后自主市場化探索,政策支持大規(guī)模擴張,最后政策出清這一過程。
中國風電經(jīng)歷了早期示范、產(chǎn)業(yè)化探索、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和大規(guī)模發(fā)展這4個階段:
1、早期示范階段(1986-1993年)
1986年,中國第一座風電場--馬蘭風力發(fā)電廠在山東榮成并網(wǎng)發(fā)電,這成為了我國風電歷史上的里程碑,標志著中國風力發(fā)電的開始。這一階段,我國利用國外贈款和貸款建設(shè)了一批小型示范風電場。
2、產(chǎn)業(yè)探索化階段(1994-2003年)
我國建立了強制性收購、還本付息電價和成本分攤制度,在此基礎(chǔ)上,依靠貸款建設(shè)的風電場不斷增加。
3、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段(2003-2007年)
國家通過實施風電特許權(quán)招標來確定風電場投資商、開發(fā)商和上網(wǎng)電價政策。根據(jù)規(guī)?;l(fā)展需要,修訂了《可再生能源法》,制定實施可再生能源發(fā)電全額保障性收購制度。
事實上,我國風電發(fā)展起步較晚,直到改革開放初期,才開始在風電領(lǐng)域進行探索。上世紀70年代末期,我國才開始研究并網(wǎng)發(fā)電,主要通過引入國外風電機組建設(shè)示范電場,借助國際合作才能建成風電場項目。但是,憑借我國風電行業(yè)的努力探索和堅持不懈的努力,終于實現(xiàn)了中國風電的三個夢想:即建立中國的風電場、制造出中國自己的風機、讓中國風機走向世界。
2007年,中國能夠自主建設(shè)風電場,增長成為世界第一,國內(nèi)風電企業(yè)的市場占有率首次超過外資。2010年,中國新增和累計裝機量首次超過美國,從此開始連續(xù)12年穩(wěn)居世界第一。
2021年,我國風電并網(wǎng)裝機容量突破了3億千瓦大關(guān),風電裝機量占全國總電源裝機總量的13.9%,占全球風電裝機的40%,風電利用率達到了96.9%。
經(jīng)過30多年的努力,中國風電事業(yè)已經(jīng)取得了巨大成就,在世界能源格局中占據(jù)了舉足輕重的重要地位。中國風電年裝機總量已經(jīng)穩(wěn)居世界第一,而且從早期的整機進口到如今風機及其它部件,包括葉片、齒輪箱、發(fā)電機、軸承等核心部件均已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化配套。
風電也成為中國參與國際競爭的戰(zhàn)略性高端綠色裝備制造業(yè)之一,形成了涵蓋風電開發(fā)建設(shè)、設(shè)備制造、技術(shù)研發(fā)、檢測認證、配套服務(wù)的完整風電裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈。
如今,中國風電整機廠商在彭博能源公布的,2021年全球前10大風電整機排名中占據(jù)了6個席位。而且,作為全球最大的風電裝備制造基地,中國風電機組零部件及整機產(chǎn)量已經(jīng)占據(jù)了全球50%以上的市場份額,其中,關(guān)鍵零部件的產(chǎn)量占到全球市場的70%。從而使得中國世界最大風機制造國的地位更加穩(wěn)固。
21世紀的未來就是海洋的未來。近些年來,中國風電的發(fā)展重點已轉(zhuǎn)向海上,海上風電在全球異軍突起,風電容量現(xiàn)位居世界第一。
在不斷擴大國內(nèi)風電市場規(guī)模的同時,中國風電開始實施“走出去”的發(fā)展戰(zhàn)略,為全球能源轉(zhuǎn)型作出了積極貢獻。據(jù)中國可再生能源學(xué)會風能專業(yè)委員會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截止2021年底,中國風電機組累計出口到42個國家和地區(qū),已出口的風電機組共計3614臺,累計容量達到964.2萬千瓦。
中國風電經(jīng)過30多年的發(fā)展,雖然取得了很大成就,已經(jīng)成為了世界風電大國,但與歐美等發(fā)達國家相比,仍算不上是風電強國。主要短板體現(xiàn)在風電主機核心零部件還依靠進口,不能自主生產(chǎn)。另一方面,電控技術(shù)還有待于提高。
2018年之前,我國用于風電的國產(chǎn)碳纖維是0,100%依賴進口,2019年國內(nèi)產(chǎn)量才達到1000噸,但目前國內(nèi)風電葉片碳纖維需求量超過萬噸,缺口很大。此外,大功率軸承也是如此,一臺風機中需要好幾種軸承,其中(2MW以下)小兆瓦軸承,尤其是偏航和變槳軸承可以實現(xiàn)國產(chǎn)化,但(3MW)以上的大兆瓦風機主軸承主要依賴進口。
隨著海上風機向大型化的方向發(fā)展,未來風機葉片可能會突破150米,主軸承可能會突破5米,變頻技術(shù)將會突破20MW,這些關(guān)鍵部件技術(shù)、材料以及基礎(chǔ)理論都需要取得進一步進展和突破,方能在風電領(lǐng)域取得領(lǐng)先優(yōu)勢。
目前,全球大功率軸承已被世界8大軸承廠所壟斷,中國市場的50%、全球市場的70%的市場份額需要依賴這些廠商供貨。同時,中國軸承廠不僅只能生產(chǎn)中小軸承,而且在市場份額中的占比也僅為20%。
今年年底國家海上風電補貼即將結(jié)束,中國風電要實現(xiàn)平價,還面臨成本和技術(shù)的雙重挑戰(zhàn)。因此,風電行業(yè)還需要在科技創(chuàng)新上下功夫,同時,歐洲國家對于海上風電的嚴謹態(tài)度也值得我國風電行業(yè)認真學(xué)習。
結(jié)語
展望未來,在全球每年夏季用電高峰期屢屢遭遇“電荒”的情況下,海上風電將迎來大的投資和發(fā)展機遇,這也是世界新能源的一個顯著發(fā)展趨勢。
數(shù)據(jù)顯示,2021年全球陸上風電新增裝機72.5GW,同比2020年下降17.99%,而海上風電新增裝機21.1GW,同比2020年增長了205.8%。由此可見,未來幾年,海上風電將會迎來跨越式發(fā)展。
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