风电产业的发展

风电产业的发展

施鹏飞 Shi Pengfei中国水电工程顾问集团公司专家委员会委员

Member of Experts Committee, HYDROCHINA

E-mail: [email protected] 年 4月 8 日

世界风电发展现状World Wind Power Development

国外风电现状和市场前景

根据世界风能协会对全世界风力发电的装机容量的统计：

2008 年新增 27GW（ 2697万 kW ），累计超过 121GW （约 1.2亿 kW ）。

2009 年新增 38GW（ 3831万 kW ），累计超过 159GW （约 1.6亿 kW ）。



2009 年世界新增风电装机最多的 10 个国家 (MW)

中国美国西班牙德国印度13,800 9,922 2,460 1,880 1,338

法国意大利加拿大英国葡萄牙1,117 1,114 950 897 673 英国


2009 年世界累计风电装机最多的 10 个国家 (MW)

美国中国德国西班牙印度35,159 26,010 25,777 19,149 10,925

意大利法国英国葡萄牙丹麦4,851 4,521 4,092 3,535 3,497



2008年世界风电机组制造商的前 10名 (MW) 当年新增容量市场份额前 10名达到 90% 2009年中国品牌华锐升到第三位

Vestas GE Gamesa Enercon Suzlon

5581 5239 3373 2806 2526

19.8% 18.6 % 12.0 % 10.0 % 9.0 %

Siemens 华锐 Acciona 金风 Nordex

1947 1403 1290 1132 1075

6.9 % 5.0 % 4.6 % 4.0 % 3.8 %

国内风力发电现状 Wind Power Development in China

根据中电联 -2009年 -全国电力工业统计快报

2009年全年基建新增风电设备并网容量 897万 kW。同比增长 93%。占新增电力容量 8970万 kW的 10%。

截止 2009年底，风电运营总容量 1613万 kW 。同比增长 92.26%。占电力总容量 8.74亿 kW的 1.85%。

2009年，风电电量 269亿 kW•h 。同比增长 105.86% 。占总电量的 0.75%。

全国 6000 kW及以上电厂发电量 35964亿 kW•h ，同比增长 6.66%。

国内风力发电现状 Wind Power Development in China

内蒙古自治区风电设备容量 2007 年突破 100万 kW 2008 年逼近 300万 kW 2009 年突破 500万 kW

中国国电集团公司风电设备容量 2008 年突破 200万 kW 2009 年突破 500万 kW

2008 年国内主要的风电场开发商是中央和地方企国有发电企业和能源投资企业，民营和国外企业较少。

央企发电集团和能源集团的新增容量达到 76% 。

国内风力发电现状 2008 开发商新增装机比例（不是权益容量）

电力企业万 kW % 50%

国电 223 19%

大唐 139 12%

华能 131 11%

华电 78 6%

中电投 28 2%

能源企业 14%

中广核 79 7%

国华 51 4%

中节能 39 3%

其他企业

京能 70 6%

国内风力发电现状 2009 年国内风电机组制造商的前 10名 (MW) 当年新增容量市场份额前 10名达到 88%

华锐金风东方电气明阳联合动力

3300 2535 1911 588 542

27% 21 % 16 % 5 % 5 %

Vestas 湘电风能 GE Gamesa 运达

478 348 344 251 236

4 % 3 % 3 % 2 % 2 %


2008年世界风电机组制造商的前 10名 (MW) 当年新增容量市场份额前 10名达到 90% 2009年中国品牌华锐升到第三位

Vestas GE Gamesa Enercon Suzlon

5581 5239 3373 2806 2526

19.8% 18.6 % 12.0 % 10.0 % 9.0 %

Siemens 华锐 Acciona 金风 Nordex

1947 1403 1290 1132 1075

6.9 % 5.0 % 4.6 % 4.0 % 3.8 %

并网风电设备制造业迅速成长Booming of Domestic Wind Turbine Manufacturers

江苏昆山华风公司 37m 叶片生产


大连重工的风电齿轮箱生产


国内企业已基本掌握兆瓦级风电机组的制造技术，主要零部件国内能够自己制造。

2009 年生产量成倍增长，华锐风电、金风科技和东方电气年产量分别超过了 200万 kW ，联合动力、明阳风电和湘电风能分别超过了 50万 kW ，共有 40 多个整机厂的产品投放市场，形成市场竞争格局。

2 兆瓦到 3 兆瓦容量机组的多种样机陆续研制出来，有的投入批量生产，需要在野外运行考核，暴露问题，得到改进。


风电制造企业面临激烈竞争， 2009 年风电整机制造企业累计超过 80 家。每家最低经济规模年产 50 万千瓦，合计达到 3500 万千瓦。

风电整机产能的扩大缓解了近两年中国风电机组供不应求的局面，也预示风电整机制造业的白热化竞争即将来临。

未来风电设备需求增速减缓，市场容量有限。即使风电累计装机容量 2020 年达到 1.5 亿千瓦，平均每年新增 1200万千瓦。

目前风电整机制造业的生产能力仅金风、华锐、东汽 3 家企业 2009 年产量就达到 800 万千瓦，其他 60 多家要竞争另一个 400 万千瓦。


风电制造企业的竞争热点：为风电场量身定制新机型，提高性价比。 V60-850kW 82m-1500kW 疲劳强度达到 IEC-II

售后服务：保修 5 年，赔偿电量

出口国际市场

激励风电发展的政策 Incentive Policies

2009年 8月 1 日起按照风能资源分地区制定了风电的上网标杆电价，对于经营期（至少 20 年）是固定的，比特许权项目中标电价有较大提高，相同价格数字也比按项目审批的电价（限利用小时数 30000以内的电量）有所提高，投资者可以自己判断风电项目的效益。

风电上网标杆电价按地级市行政边界分地区定为 0.51、 0.54、 0.58和 0.61元 /kWh 。

为了补偿风电与火电之间的差价等用途，继 2006 年在用户消费电价中征收每千瓦时 1 厘钱的可再生能源附加以后，2008 年又加征了每千瓦时 1 厘钱。

2009年 11月 20 日将可再生能源电价附加标准提高到每千瓦时 4 厘钱。

激励风电发展的政策 Incentive Policies

千万千瓦风电基地规划10 GW size Wind Power Base Planning

建设千万千瓦级风电基地思路的提出和实施，落实了“建设大基地，融入大电网”的发展方针，

保证“ 3% 电量目标”的实现。

在中国北部区域，风能资源非常丰富，土地辽阔，但是电力负荷小，电网薄弱，

不能按照欧洲“分散上网，就地销纳”的模式发展，只能是“大规模 - 高集中 - 高电压 -远距离输送”的模式，对电网企业是很大的挑战，


在千万千瓦级风电基地规划编制过程中，就要统筹考虑风能资源、发电、输电和负荷各个方面的问题。

国家电网公司已于 2008年 3月开工建设兰州 -酒泉 -瓜州的 750 千伏超高压输变电工程项目，千万千瓦级风电基地生产的大量清洁电能将通过这一输电通道送往东部地区的电力负荷中心。

千万千瓦级风电基地的规划，将保证 2020年 1 亿千瓦风电基地生产的 2000 亿千瓦时电能输出和销纳。


甘肃酒泉地区第一个启动的千万千瓦风电基地规划，规划建设 9 个风电场，到 2015 年装机容量 1270 万千瓦，已进入实施阶段。

2008年 8月完成了 380 万千瓦规模的风电设备招标工作，加上原来已建和在建风电场项目，规模超过 500 万千瓦。

西北电网公司正在将 750 千伏超高压线路延伸到酒泉风电基地。按照年等效满负荷小时数为 2200来估算， 2015 年风电上网电量约 280 亿千瓦时。


新疆哈密地区风能资源丰富、场址平坦，规划在哈密东南部、三塘湖和淖毛湖 3 个区域建设风电场， 2020 年达到 1080 万千瓦。

接入规划建设的 750kV 变电所。需要开展接入系统输电规划、电力电量消纳研究，调峰电源建设及抽水蓄能研究。

按照年等效满负荷小时数为 2200 来估算 ,2020年风电上网电量约 260 亿千瓦时。


河北省风能资源丰富的地区，主要分布在张家口、承德地地区及东部沿海，包括潮间带和近海。规划 2020 年达到 1200 万千瓦。

位于京津唐电网区域内的风电场主要接入 500kV 电网运行 ,沿海地区的风电场并入地区 220kV 或 110kV 电网运行。

按照年等效满负荷小时数为 2200 来估算 ,2020 年风电上网电量约 264 亿千瓦时。


吉林西部风能资源丰富的地区，主要在松源和白城等市，规划到 2020 年达到 2300 万千瓦。

规划拟新建 10个 500kV 升压站，将风电送入吉林省和东北电网。



内蒙古自治区面积辽阔，大部份地区风能资源丰富，在编制千万千瓦级风电基地规划时按照电网覆盖区域分为蒙西和蒙东两部份。

自治区西部是内蒙地区电网，规划范围包括七个地区，即锡林郭勒、乌兰察布、呼和浩特、包头、鄂尔多斯、巴颜淖尔和阿拉善等；

东部是东北电网，规划范围包括四个地区，即赤峰、通辽、呼伦贝尔和兴安等。


蒙西和蒙东合起来内蒙古自治区规划到 2020 年达到 5780 万千瓦。

规划的接入电力系统初步方案是除了在内蒙地区消纳的风电电量以外， 2020年 230 万千瓦送入华北电网 , 35 万千瓦送入西北电网 , 1860 万千瓦送入东北电网，届时 37% 的风电电量要送到内蒙以外的电网消纳。



江苏省风能资源丰富的地区，主要分布在东部沿海，包括陆地、潮间带和近海。

目前规划正在编制， 2020 年 1000 万千瓦，其中陆上 300 万千瓦，在潮间带和近海 700 万千瓦。



六个省区的七个千万千瓦级风电基地规划到 2020 年

总装机容量达到 12630 万千瓦

风电上网电量约 2810 亿千瓦时

Locations of 10GW size wind power base

海上风电场工程规划工作Preparation of offshore wind farm planning

2008年 4月国家能源局的国能新能 [2009]130号文件要求沿海各省（区、市）制定本地区海上风电发展规划，并提出近期拟开展前期工作的海上风电开发方案，报国家能源局审核。

文件附上“海上风电场工程规划工作大纲”作为编制依据。

对工作范围、原则、内容、方法、要求、组织管理、职责、成果及验收都作了具体规定。


海上风电的范围 1. 潮间带和潮下带滩涂风电场：多年平均大潮

高潮线以下至理论最低潮位以下 5m 水深内的海域。

2. 近海风电场：理论最低潮位以下 5m～ 50m 水深内的海域，含无人岛屿及海礁。

3. 深海风电场：理论最低潮位以下 50m 水深的海域，含无人岛屿及海礁。


工作内容 1. 海上风电规划：分析风能资源、建设条件和制约因素，初拟风电场场址，范围及装机规模，估算相应海域装机容量；合理安排 2010 年、 2015 年和 2020 年开发的风电场。

2. 海上风电输电规划：分析相应地区电网现状和规划，进行电力电量销纳研究。对海上风电进行输电网架规划设计，体出接入电力系统方案。

3. 项目预可行性研究：优化选定若干个具备装机1000MW以上的海上风电场址，提出分期建设方案，开展风能资源和海洋水文的观测，海底地质勘查和地形图测量等。

华锐风电的 3MW海上机组在岸上吊装

上海东海大桥 100MW 近海风电场效果图Donghai Daqiao 100MW Offshore Wind Farm in Shanghai

东海大桥海上场完工效果图

电网成为主要制约因素Power Grid – a Main Constraint

电网已经成为风电的重要的制约因素和发展瓶颈， 2008年尤为突出。

在已运行的风电场中，因受用电负荷所限，有些开发商的风电场被限制电量上网。

国家规定可再生能源要优先调度、优先上网，但电网公司实际上难以落实。

近年来风电装机容量增速飞快，且很多风电场的位置都在新疆、甘肃、宁夏、内蒙、河北及东北等地电网的末梢，不能及时接入风电。


国家发改委在 2007年 9月发布的《可再生能源中长期发展规划》中， 2010 年的风电规划目标是 500 万千瓦。

仅 2008 年一年新增风电装机容量就达到 600 多万千瓦，累计装机容量突破了 1200 万千瓦，而电网则是按照此前的规划发展的，跟不上风电装机的迅猛态势。

风电间歇式发电特点对电网容纳能力提出挑战，技术上和调度管理上迫切需要研究，西北电网要建测风网作预测。

为保持电网稳定运行也对大规模风电上网的电能质量提出更高要求。


中国电网企业是垄断性的，宣称要承担更大的社会责任。

对于电网的基层作业单位来说，由于风电的不稳定性，提供了更多的附加服务，增加电网运行管理成本，还承担更大风险。

迫切需要建立有效的激励机制，才能使电网企业由被动转为主动接受风电上网的状态，否则随着风电装机规模的增大，风电上网的阻力会越来越大。


2007 年国家规划中提出电网覆盖范围内非水电可再生能源的电量， 2020 年达到 3% ，测算约2000 亿千瓦时（需要风电装机 1 亿千瓦）。

目前没有将这个电量指标规定为电网企业的义务或强制性市场份额，

也没有激励政策让电网受益，对待风电由被动转变为主动，

这个问题迫切需要从法律和机制方面进行研究。

可再生能源法的修改 The revision of Renewable Energy

Law

2009年 12月 26 日对可再生能源法修改的主要内容。

编制可再生能源开发利用规划，应当遵循因地制宜、统筹兼顾、合理布局、有序发展的原则，对风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等可再生能源的开发利用作出统筹安排。

国家实行可再生能源发电全额保障性收购制度。

政府按照全国可再生能源开发利用规划，确定在规划期内应当达到的可再生能源发电量占全部发电量的比重，制定电网企业优先调度和全额收购可再生能源发电的具体办法

可再生能源法的修改 The revision of Renewable Energy

Law

电网企业与按照规划建设，依法取得行政许可的发电企业签订并网协议，全额收购符合并网技术标准的可再生能源并网发电项目的上网电量。

发电企业有义务配合电网企业保障电网安全。

接网费用以及其他相关费用，电网企业不能通过销售电价回收的，可以申请可再生能源发展基金补助。

修改的条文，规定电网企业全额保障性收购可再生能源发电上网电量，同时规定了电网企业为此增加的成本可以从发展基金得到补助。

制定实施细则才可操作，起到激励作用。

大规模风电的输送

对风电和其他电源、电网、蓄能及负荷配置，要制定综合规划，协调发展。

火电、水电和风电打捆外送方案，抽水蓄能的配置。

研究大规模风电输出功率预测和调度管理方案。

研究能够适应间歇供电的负载。

研究坚强智能电网对大规模风电的输送。

政策和科技释放潜能

沿海零星土地的利用：探讨采用丹麦和德国模式，农民个体或合作拥有风电机组，分散上网。

开展滩涂潮间带土地利用的研究：解决风电机组运输、吊装、运行维护的难题。

加快国家 973基础研究项目进度：大规模非并网风电系统课题的。

政策和科技释放潜能在沿海地区充分利用土地资源，探索新的开发模式：类似于丹麦和德国主要以农民个体或合作集资购买风电机组分散上网，德国的风电装机已经超过 2000万 kW，但是最大的风电场只有 6万 kW，征地问题和对电网的影响较小。

中国情况有所不同，需要具备以下几个条件才能实现：首先农村电网稳定，不再拉闸限电；其次制定对个体机组并网的技术规定；第三是设备制造商能够提供良好及时的售后服务和承担运行维护；

再有就是政府改变观念适时出台政策，上网电价的核定使个体或合作投资者获得合理效益

政策和科技释放潜能中国风能资源与电力负荷的分布不匹配， “ ”需要大规模非并网风电系统的解决方案，使高耗电产业布局在风能资源丰富区域。

如年产 10万吨电解铝的项目，可建一个 50万千瓦的风电场供电。

已列入科技部 973基础研究课题，关键技术：低成本定桨距变转速直驱直流风电机组；采用风电的电解铝工艺及其它耗能负载；大容量低成本蓄能技术；可能的产业布局的研究。

发展趋势 Trend of the development

装机容量增速减缓。由于规模大，又受到电网接纳能力，和地方政府因风电项目增值税减少积极性降低的影响。

风电成本增加。好的资源减少，能源和原材料价格上升导致机组价格增加，远距离输电成本也要计入。

通常风电上网电价计入各种税费和利润后是成本的一倍。主要取决于资源、设备和建设条件。

对于年等效满负荷小时数 2000到 2800 的风电项目，上网电价 0.6元 /kWh到 0.5元 /kWh 。机组价格 5500元 /kW 到 6500 元 /kW ，项目建设投资 9000 元 kW 到11000元 /kW 。

发展趋势 Trend of the development

直驱式风电机组的数量在市场中增加，但是市场份额仍是少数，因为是新技术，成本尚未降下来。双馈式机组技术成熟，产量大仍是主流。

半直驱式在 3MW以上机组有优势，减小发电机直径，便于运输和吊装。

双馈式机组虽然有齿轮箱，故障概率高，但是整体技术成熟，产量大仍是主流。

将风电纳入电力系统进行统筹规划

大规模风电的间歇性是对现有电力系统的挑战。

在完成了依据风能资源、可利用土地和其他当地条件编制的风电发展规划以后，要从全国电力系统配置做出风电输送、蓄能和销纳的方案，在此基础上调整国家规划。

将电力负荷向风能资源丰富地区配置

除了从西部大规模输送风电到东部负荷中心外，需要将高载能产业向风能资源丰富地区配置

加强对适应间歇性供电负载的研究，如东北大学的电解铝工艺等，在科技部 973课题的基础上，开展中间试验，如同电动汽车一样，在未来风电比重大的电力系统中起重要作用，可能成为新兴产业。

有了对间歇供电更大适应性的负载，智能电网也才能发挥更大作用。

确定 2020 年风电发展目标

1995至 2002年，在电力工业中增加清洁的新电源，进行示范。

2003至 2010年，培育本地风电设备制造产业，降低风电成本。

2010至 2020年，应对气候变化，实现非化石能源占 15%的承诺。

将 2020年风电电量应占的比重作为刚性目标确定下来，再搞多了不符合经济发展大局。

原来是征询各省市的规划后，合起来成为国家规划。现在国家规划根据总体目标调整后，地方和企业的风电发展规划要和国家的规划目标衔接。

以上网电量作为发电商的强制性市场份额

2007年的可再生能源中长期发展规划有对发电商非水电再生能源装机容量 2010年 3%和 2020年 8%的规定，因此发电商和地方政府都将装机容量作为业绩的考核标准，甚至项目未核准风电场也开工建设吊装机组，接不上网发不出电，图虚名而不讲效益。

建议将对发电商装机容量比例的要求转换成上网电量的要求，与全额保障性收购制度对应。

建立以追求经营期风电成本最低为目标的机制

强制性市场份额的数量目标

2007年中国政府公布的可再生能源发展规划首次明确了强制性市场份额的数量目标。

假设条件 2010年全国电力总装机容量 9亿 kW 电量 4.5万亿 kWh。

2020年全国电力总装机容量 16亿 kW 电量 7.5万亿 kWh。

强制性市场份额的数量目标电网覆盖范围内的非水电可再生能源的电量：

2010 – 1%, 400亿 kWh ( 需要风电装机 2000万 kW)

2009年已达到 269亿 kWh ，占 0.75%，还差 0.25%， 2010年总电量增长加快，仍需努力才能达到电量目标。

2020 – 3%, 2100亿 kWh ( 需要风电装机 1亿 kW)，不够非化石能源比重 15%的承诺，需要 1.5到 2亿

kW？

风电是朝阳产业Wind power is a sunrise industry

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