风电产业的发展

1. 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: shi-pengfei@263.net 2010 年4月8日

2. 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）。

3. 世界风电发展现状World Wind Power Development

4. 世界风电发展现状World Wind Power Development • 2009年世界新增风电装机最多的10个国家(MW)

5. 世界风电发展现状World Wind Power Development • 2009年世界累计风电装机最多的10个国家(MW)

6. 世界风电发展现状World Wind Power Development

7. 世界风电发展现状World Wind Power Development • 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

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%。

9. 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%。

10. 国内风力发电现状 • 2008开发商新增装机比例（不是权益容量）

11. 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%

12. 世界风电发展现状World Wind Power Development • 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

13. 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

14. 并网风电设备制造业迅速成长Booming of Domestic Wind Turbine Manufacturers • 大连重工的风电齿轮箱生产

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

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

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

18. 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。

19. 激励风电发展的政策Incentive Policies

20. 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，

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

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

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

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

25. 千万千瓦风电基地规划10 GW size Wind Power Base Planning • 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。 • 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506亿千瓦时。

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

27. 千万千瓦风电基地规划10 GW size Wind Power Base Planning • 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。 • 按照年等效满负荷小时数为2250来估算,2020年风电上网电量约1300亿千瓦时。

28. 千万千瓦风电基地规划10 GW size Wind Power Base Planning • 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。 • 按照年等效满负荷小时数为2000来估算,2020年风电上网电量约200亿千瓦时。

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

30. Locations of 10GW size wind power base

31. 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。

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

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

34. 华锐风电的 • 3MW海上机组 • 在岸上吊装

35. 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

36. 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。

37. 电网成为主要制约因素Power Grid – a Main Constraint • 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。

38. 电网成为主要制约因素Power Grid – a Main Constraint • 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。

39. 电网成为主要制约因素Power Grid – a Main Constraint • 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。

40. 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

41. 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。

42. 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。

43. 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。

44. 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

45. 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。

46. 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。

47. 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。

48. 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。

49. 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。

50. 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。