開發(fā)風力發(fā)電設備的戰(zhàn)略及途徑分析

中閩(福清)風電有限公司 紀代穎

風電作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。近年來風電帶動低碳產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增長的動力受到各方廣泛關注，中國風電市場的擴大直接推動了中國風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，風電制造能力得到了極大提升，在此背景下我國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展也面臨重大風險和挑戰(zhàn)，要理清當前風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關系，及時解決發(fā)展中的問題，實現(xiàn)長遠發(fā)展，建立促進風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有力保障機制。

電作為國民經(jīng)濟的基礎，對社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高具有重要意義。在保障社會進步和發(fā)展的過程中，越來越多的國家認識到保護生態(tài)環(huán)境的發(fā)展道路。因此，盡可能用清潔能源取代高碳化石燃料已成為必然趨勢。中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國。為了實現(xiàn)經(jīng)濟增長和社會與環(huán)境的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，必須走可持續(xù)能源發(fā)展的道路。在滿足終端能源服務需求的同時，實現(xiàn)能源替代是我國政府發(fā)展包括新能源和可再生能源能源的重要戰(zhàn)略構想，中國擁有豐富的新能源和可再生能源，能夠成為未來能源結構的基礎之一，因此大力發(fā)展和推廣清潔能源是中國能源發(fā)展的必然趨勢。其中風力發(fā)電發(fā)展趨勢如下：

單機容量正朝著規(guī)?；l(fā)展的方向發(fā)展。為降低每千瓦成本和發(fā)電成本，世界各國都在努力開發(fā)高性能風電技術；風力渦輪機。因為變速風力渦輪機具有高性能，對風電場風速變化適應性強，高轉速比可降低生產(chǎn)成本、降低噪音、提高風機效率，其高精度功率因數(shù)控制的優(yōu)勢已發(fā)展成為風電場的發(fā)展方向。然而，由于現(xiàn)有的控制系統(tǒng)設計為在大范圍風速下運行以避免共振和塔架振動，以及由電能質(zhì)量和成本引起的電子元件和其他技術和經(jīng)濟問題，因此其仍處于發(fā)展的早期階段。目前市場上廣泛使用的風電機組不具備電氣設備等開關設備的成本和復雜性。

定槳距開發(fā)變槳距。槳距風力機可通過葉輪主動降低風壓，承受所有螺旋槳。它具有結構輕、變速性能好、運輸和吊裝方便等優(yōu)點，其發(fā)展方向是大容量風力發(fā)電機組；柔性結構。除固定斜面外還采用了柔性葉片和柔性塔架以減少材料消耗，盡可能地吸收振動并減少動載荷；通過不斷技術改造和創(chuàng)新，如采用大型、變速、柔性結構及采用高架槳葉等技術以降低風力渦輪機的生產(chǎn)成本。風力發(fā)電成本可以低于傳統(tǒng)燃煤發(fā)電廠成本，從而使上網(wǎng)電價具有競爭優(yōu)勢。

開發(fā)風力發(fā)電設備的制造問題

一、風電發(fā)展規(guī)劃缺乏科學合理的規(guī)劃

風力發(fā)電的發(fā)展不僅需要制定風能發(fā)展目標和指導方針，還需要全面、具體、詳細的風能規(guī)劃。盡管中國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但仍然缺乏嚴謹、科學的總體規(guī)劃。目前全國風能資源大調(diào)查仍在繼續(xù)，風能數(shù)據(jù)及相關數(shù)據(jù)不完整，基于全國風能資源的總體規(guī)劃尚未形成。在這種整體缺乏準確性的情況下，為了加快經(jīng)濟發(fā)展，個別地方政府或企業(yè)只注重規(guī)模發(fā)展而忽視了合理的產(chǎn)業(yè)布局和合理的發(fā)展程序，這導致了風能資源的浪費，影響了風電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。另外，盲目建設風電場也給沿海地區(qū)土地資源的綜合利用帶來不利影響。在風電發(fā)展方面，中央政府和地方政府在規(guī)劃上缺乏協(xié)調(diào)統(tǒng)一，地方政府濫用風電項目審批，阻礙了風電的規(guī)模和競爭發(fā)展。

二、風力發(fā)電評估需要改進

風電資源評估和風力發(fā)電規(guī)劃是我國風電管理的基礎。目前我國相關機構正在不斷發(fā)展，風能評估還比較完善，與全球發(fā)展水平還有較大差距。因此，對與風電發(fā)展相關的投資資料進行分類、重新調(diào)查和評估是十分必要的。中國沿海和內(nèi)陸地區(qū)更嚴格的風力發(fā)電也需要持續(xù)檢測和評估，必須對現(xiàn)有的風電場進行更加科學合理的長期規(guī)劃。

三、風電并網(wǎng)技術問題

風電是一種清潔、可再生、廉價的替代能源，但其間歇性、隨機性和不可控性使風力發(fā)電具局部反尖峰特性，影響電網(wǎng)的安全運行。出于安全考慮，風電并網(wǎng)技術問題主要取決于電網(wǎng)系統(tǒng)的合理規(guī)劃和各種能源的優(yōu)化配置。目前我國電力樞紐結構仍以火電為主，大多數(shù)水力發(fā)電廠是普通發(fā)電廠，不能進行調(diào)峰。

四、風電機組制造技術落后

大型風機設備嚴重依賴國外采購，風機設備制造國產(chǎn)化面臨嚴峻考驗。從國外引進的資金中，技術的缺乏和企業(yè)的吸收創(chuàng)新嚴重制約了我國風電產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)能力的提高。設備系統(tǒng)設計、集成技術、關鍵部件研發(fā)設計人才匱乏，阻礙了中國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。風力渦輪機是一種技術密集型產(chǎn)品，在引進、消化、吸收的基礎上，我國大部分風電機組都通過企業(yè)外部采購零部件，及材料選用和本土技術二次創(chuàng)新實現(xiàn)量產(chǎn)。目前我國尚未建立起國家級風能技術研發(fā)平臺和完整的產(chǎn)學研銜接技術研發(fā)體系。更重要的是，中國尚未形成掌握風力發(fā)電裝置總體設計方法的核心技術和人才隊伍，更不用說自主創(chuàng)新風力發(fā)電基礎理論和研究成果的缺乏。風力渦輪機的總體設計能力仍然非常薄弱，無法開發(fā)具有國際獨立研發(fā)能力和自主知識產(chǎn)權的技術?？傮w來看，我國風電機組制造業(yè)還處于從“技術引進消化吸收”到“自主創(chuàng)新”的初級階段。

促進風力發(fā)電設備的戰(zhàn)略措施

一、政府將完善市場監(jiān)管體系

為解決風電發(fā)展規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃不相適應的問題，應采取一系列措施完善監(jiān)管體系。一是吸引更多企業(yè)進入風電行業(yè)，這需要對風電行業(yè)進行結構性和體制性改革，營造符合市場經(jīng)濟規(guī)律的高效的市場；其次，政府應減少政策，提供多元化的投資平臺。同時有關部門必須投資風力渦輪機項目，這要求政府規(guī)范市場組織，確保風力渦輪機行業(yè)的快速發(fā)展。

二、加強風電整體規(guī)劃

發(fā)展風電產(chǎn)業(yè)要從能源發(fā)展全局出發(fā)，根據(jù)國家總體戰(zhàn)略規(guī)劃，制定合理的風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。中國的風電產(chǎn)業(yè)仍應由國家和政府主導，加強政府在指導、支持和規(guī)劃風電行業(yè)方面的作用。政府應從國情、能源市場的發(fā)展等宏觀經(jīng)濟原因出發(fā)，充分考慮風能資源和電網(wǎng)的發(fā)展，提出完善的風能發(fā)展規(guī)劃。政府不僅要公布整個國家能源戰(zhàn)略和整個風電規(guī)劃，還要積極讓各城市和自治區(qū)結合本地實際建立本地風電項目規(guī)劃體系。

同時，國家應與國際能源計量評估中心建立國家風能對接，做好國家風能資源的調(diào)查、研究和分析，為中國風能資源的開發(fā)提供準確、全面的相關數(shù)據(jù)，根據(jù)評估結果合理規(guī)劃建設風能資源，進一步發(fā)展我國大型風電配電網(wǎng)。根據(jù)風電發(fā)展規(guī)劃和風電特點，綜合考慮能源等因素，因地制宜發(fā)展風力發(fā)電和供電。建立大型發(fā)電基地需充分考慮電網(wǎng)結構和吸納能力，精心將風電規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃結合起來，促進風電建設與電網(wǎng)建設協(xié)調(diào)發(fā)展，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。對于靠近負荷中心的資源應因地制宜采取措施。同時，風電項目審批管理機構要進一步理順制度，規(guī)范風電開發(fā)利用，合理布局，避免無序開發(fā)。

三、加強核心技術的自主研發(fā)能力

為保證我國風電產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，風電必須優(yōu)于自主技術創(chuàng)新。國家和政府應加大研發(fā)投入，提高技術創(chuàng)新能力。國家資助的風電產(chǎn)業(yè)，為風電技術研發(fā)提供可靠的政治和經(jīng)濟支持方面發(fā)揮著主導作用。引進和學習國外先進技術，加大對風能、核能技術的投資和吸收；加快發(fā)展我國風機制造技術，推進風機國產(chǎn)化，降低風機成本，提高市場競爭力。政府組織協(xié)調(diào)各研發(fā)團隊，建立統(tǒng)一的可再生能源研發(fā)機構，形成自主創(chuàng)新模式，重點關注風電的生產(chǎn)；注重專業(yè)人才的培養(yǎng)。目前我國在風電發(fā)展領域缺乏創(chuàng)新人才和高層次管理人才。因此，國家和企業(yè)要積極引進人才，用人才促發(fā)展，打造高素質(zhì)的科研隊伍和人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略地位。

隨著傳統(tǒng)能源成本的上升，風能發(fā)電的優(yōu)勢將更加明顯，發(fā)展速度也將加快。中國風能資源豐富，風電發(fā)展?jié)摿薮?。我國風能總儲量已達3226.1億千瓦，居世界首位。陸上可開發(fā)風能儲量2.53億千瓦、海上可開發(fā)風能儲量7.5億千瓦。如果陸上風力發(fā)電的年網(wǎng)絡容量相當于負荷為2000小時，則海上風力發(fā)電的年網(wǎng)絡功率相當于2500小時的負荷。陸上風力發(fā)電每年可提供5億兆瓦的電力，海上風力發(fā)電每年可提供18億兆瓦的電力，總計23億兆瓦時。

海上風電場建設是國際新能源發(fā)展的重要方向，具有廣闊的發(fā)展和應用前景。目前我國海上風電場建設尚屬空白，意味著我國風電發(fā)展空間巨大。近年來新能源政策法規(guī)逐步出臺，風電行業(yè)政治環(huán)境不斷改善。財政政策方面，國家發(fā)改委每年在可再生能源上投入大量資金。稅收政策方面，風電企業(yè)增值稅減半，降低風電零部件進口關稅；為推進風力發(fā)電機組國產(chǎn)化，國家發(fā)改委強調(diào)風力發(fā)電機組國產(chǎn)化率要達到70%以上，風電市場增速和規(guī)模有望超過政府計劃。

綜合來看，目前風電行業(yè)發(fā)展前景良好，預計未來風電將成為主要發(fā)展趨勢。風能將吸引更多的資金鏈，帶來更好的發(fā)展。風能是一種無污染的清潔能源，效率更高，可以緩解中國夏季缺電問題。此外它提供了很大的增長潛力，是一個很好的投資方向，可以帶動其他資本鏈的發(fā)展。隨著國家政策的變化，風電產(chǎn)業(yè)越來越國有化，這將進一步降低成本。