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開發(fā)成本高 風電技術需全面升級

http://casecurityhq.com 2015-08-24 11:33 來源:中國工業(yè)報

  在能源結構調整迫在眉睫、氣候變化壓力不斷增強的背景下,我國風能開發(fā)利用對于持續(xù)不斷地向國家提供清潔無污染能源、改善能源結構、保護生態(tài)環(huán)境、保障能源安全和實現(xiàn)經濟可持續(xù)發(fā)展等方面有著極其重要的意義。

  在日前舉行的全國工商聯(lián)新能源商會“中國風電開發(fā)及技術發(fā)展趨勢”沙龍上,全國工商聯(lián)新能源商會主任科學家、龍源電力原總工程師、中國農機工業(yè)協(xié)會風能設備分會理事長楊校生指出,風電已經成為我國第三大電源,對傳統(tǒng)的電力行業(yè)、傳統(tǒng)的能源產業(yè)、利益結構、體制機制等上層建筑以及傳統(tǒng)觀念構成了沖擊,意味著風電發(fā)展要遇到瓶頸,需要探索風電在技術上新的發(fā)展理念。

  風電規(guī)劃目標難以完成

  根據(jù)預計,我國還要經歷十年時間才能達到能源消費峰值,未來十年我國能源消費量還將逐年遞增。其中,風能作為可再生、無污染、能量大、前景廣的能源,已經成為世界各國能源的戰(zhàn)略選擇。楊校生介紹,2014年我國風電累計裝機容量為1.146億千瓦,其中新增裝機容量23.2萬千瓦,占全球新增裝機容量的45%。

  2014年,我國風電上網電量1550億千瓦時,占全國總發(fā)電量2.78%,預計到2050年,風電要滿足全國17%的電力需求。目前,我國陸上風電50米高度,技術開發(fā)量達20億千瓦,技術開發(fā)面積57萬平方公里;陸上風電70米高度,技術開發(fā)量達26億千瓦,技術開發(fā)面積71萬平方公里;陸上風電100米高度,技術開發(fā)量達34億千瓦,技術開發(fā)面積95萬平方公里。

  根據(jù)《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,到2015年,我國累計并網風電裝機達到1億千瓦,年發(fā)電量超過1900億千瓦時。其中,海上風電裝機達到500萬千瓦,基本形成完整的、具有國際競爭力的風電裝備制造產業(yè)。到2020年,我國累計并網風電裝機達到2億千瓦,年發(fā)電量超過3900億千瓦時。其中,海上風電裝機達到3000萬千瓦,風電成為電力系統(tǒng)的重要電源。但截至2014年底,我國僅建成海上風電裝機容量40多萬千瓦,與2015年年底500萬千瓦的目標相距甚遠,預計很難完成。

  中國風能協(xié)會秘書長秦海巖曾指出,我國風電面臨的現(xiàn)狀,一是棄風限電導致風電開發(fā)商損失嚴重;二是可再生能源附加資金下發(fā)嚴重滯后,風電企業(yè)現(xiàn)金流緊張;三是清潔發(fā)展機制(CDM)業(yè)務收益嚴重收縮,甚至有出現(xiàn)壞賬的風險。

  海上風電處于高成本階段

  楊校生認為,我國“十二五”海上風電發(fā)展500萬千瓦的裝機計劃無法完成,說明國家管理層低估了海上風電發(fā)展的難度,雖然目前海上風電市場隨著電價的確立已拉開帷幕,政府和相關機構持樂觀態(tài)度,但海上風電開發(fā)難度比陸上更大,涉及的層面更廣,成本更高,對機組的要求相對增加。

  但是,風電作為清潔能源,是重要的發(fā)展方向,而海上風電更是大有潛力可挖。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,截至2014年年底,我國海上風電項目累計裝機容量達65.79萬千瓦,位列世界第五,占全國風電裝機總容量的0.58%。其中,我國海上風電新增裝機61臺,容量達到22.93萬千瓦,相比2013年3.9萬千瓦的新增裝機,增長了487.9%。其中,潮間帶新增裝機容量為13萬千瓦,占海上風電新增裝機總量的56.69%。

  實際上,我國海上風電不論是技術方面,還是在政策和管理方面,都與發(fā)達國家存在較大差距,海上風電始終處于高成本階段,成為制約海上風電發(fā)展的重要因素。據(jù)介紹,目前風電分為直驅式機組和雙饋式機組兩種技術路線,并占據(jù)了絕大部分的市場份額。不過,技術都是在動態(tài)變化的,兩種技術路線的優(yōu)缺點是相對的,在較長一個時期內,兩種技術仍將并行,雙饋技術雖然占據(jù)市場主導,但直驅技術已經顯現(xiàn)出市場份額逐步擴大的趨勢,未來市場格局會不會出現(xiàn)顛覆性變化,目前還難以斷言。

  盡管如此,我國沿海各地已經開展海上風電規(guī)劃,但都不完善,主要因為涉及海洋、漁業(yè)、能源、國防等多個部門,各部門對發(fā)展海上風電的認識不一,各地相關職能部門實際執(zhí)行管理標準不一,風電場規(guī)劃與海洋功能區(qū)劃、海岸線開發(fā)規(guī)劃、國防用海規(guī)劃等協(xié)調難度大,海上風電進展緩慢。

  風電技術必須全面升級

  《中國制造2025》明確提出,智能制造是未來中國制造發(fā)展的重要方向,在智能制造的背景下,智能化、信息化、大數(shù)據(jù)、云計算等理念迅速被引入到風電機組設計制造、開發(fā)建設和運營管理的各個環(huán)節(jié),現(xiàn)代化程度大大提高,風電行業(yè)勢必要不斷創(chuàng)新,進行技術全面升級,市場發(fā)展前景才將更為廣闊。

  楊校生認為,目前,沒有兩個風況完全相同的風場,也沒有兩個風況完全相同的機位,制造商將風電機組設計成諸如一類、二類一些等級,為不同風場所選擇,但一般不會為某個風場或機位專門設計機型。隨著技術的進步和設計成本的下降,我國一些主機制造商開始推出專門設計的理念,其中真正的專門設計有待于技術進步到較為完善的階段,可以以很小的代價實現(xiàn)設計更改和小規(guī)模生產。

  我國未來風電技術未來發(fā)展趨勢有以下幾個方面:

  一是由于風電機組設計和工藝的改進,性能和可靠性提高,加上塔架高度增加以及風場選址評估方法的改進等,未來將增大風電機組的單機容量。

  二是提高葉輪的捕風能力,主要體現(xiàn)在葉輪直徑增大,單位千瓦掃掠面積提高。

  三是提高風能轉換效率,使風機葉輪轉換效率從0.42接近0.5。

  四是風力發(fā)電面臨各種極端天氣條件,風電場機組布置分散,到達性差,維護不變,機組質量問題帶來雙重損失,不僅降低了設備的可利用率,還浪費了風資源,損失了發(fā)電量,因此要求提高風電機組及部件質量。

  五是風電機組大型化受到道路如隧道高度的限制,需要重型拖車和安全駕駛,增強機組運輸和安裝便捷性。

  六是風電機組工作環(huán)境面臨高溫、高濕、高海拔、鹽霧、風沙、低溫等,并抵抗臺風、沙塵暴、雷電、冰凍、海上浮冰等災害性氣候,需要增強機組環(huán)境適應性。

  隨著物聯(lián)網、云計算等新一代信息通信技術與可再生能源技術的結合,未來智慧風場將以互聯(lián)網技術為核心,以配電網為基礎,以接入可再生能源為主,實現(xiàn)信息技術與能源基礎設施融合,通過EMS對分布式能源基礎設施實施廣域優(yōu)化協(xié)調控制,實現(xiàn)冷、熱、氣、水、電等多種能源優(yōu)化互補,提高用能效率的智能能源管控系統(tǒng)。

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