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 -mail: shi-pengfei@ 年12月21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丹麦BTM咨询公司对全世界风电装机容量的统计:2009年新增38GW(3810万kW),累计超过160GW(约亿kW),相当于中国2020年目标。根据世界风能协会的统计:2010上半年新增16GW(1600万kW),累计超过175GW ( 约亿kW ) 。
世界风电发展现状World Wind Power Development2009年世界新增风电装机最多的10个国家 (MW)(丹麦BTM咨询公司统计)中国美国西班牙德国印度13,7509,9222,3311,9171,172意大利法国英国加拿大葡萄牙1,1171,1041,077950645
世界风电发展现状World Wind Power Development2010年上半年世界新增风电装机最多的10个国家 (MW) (世界风能协会WWEA统计)中国美国印度德国法国7,8001,2001,200660500英国意大利西班牙葡萄牙丹麦500450400230190
世界风电发展现状World Wind Power Development2009年世界累计风电装机最多的10个国家 (MW)(丹麦BTM咨询公司统计)美国中国德国西班牙印度35,15925,85325,81318,78410,827意大利法国英国葡萄牙丹麦4,8454,7754,3403,4743,408
世界风电发展现状World Wind Power Development2010年上半年世界累计风电装机最多的10个国家 (MW) (世界风能协会WWEA统计)美国中国德国西班牙印度36,30033,80026,40019,50012,100意大利法国英国葡萄牙丹麦5,3005,0004,6003,8003,700
风电发展现状Wind Power Development2009年世界风电机组制造商的前10名 (MW) – BTM统计当年新增容量市场份额前10名 达到82%VestasGESinovelEnerconGoldwind华锐金风% % % % %GamesaDongfangSuzlonSiemensREpower东方电气 %% % % %
海上风电现状 Status of offshore wind power据丹麦BTM咨询公司统计世界海上风电2009年当年新增容量69万kW。截止2009年底,累计装机容量超过210万kW。2009年海上风电占风电总装机容量亿kW的%。到2010年10月累计装机已达到316万kW。
海上风电现状 Status of offshore wind power2009年世界新增海上风电装机的国家和容量 (MW)Countries of the newly increased intalled capacity of offshore wind farm in the world in 2009 (MW)英国丹麦中国德国瑞典UKDenmarkChinaGermanySweden30622863603045%33%9%9%4%
海上风电现状 Status of offshore wind power2009年世界累计海上风电装机的国家和容量 (MW)Countries of the accumulated capacity of offshore wind farm in the world in 2009 (MW)英国丹麦荷兰瑞典UKDenmarkNetherlandsSweden894626247163中国德国比利时爱尔兰GermanyChinaBelgiumIreland63603025
海上风电现状 Status of offshore wind power2009年世界海上风电机组的制造商市场份额 (MW) Market share of manufacturers for offshore wind farm (MW) Siemens Vestas REpower(incl. Bonus)(incl. NEG Micon) (incl. Alstom)11447509054%36 %4 %华锐 SinovelGE (incl. Enron)WinWind6336303 %2 %1 %
海上风电的未来 Future of offshore wind power对2015年累计装机的预测 forecast 2015 cumulative (MW)Belgium比利时1107Denmark丹麦1235France法国1220Germany德国3410Netherlands荷兰597Sweden瑞典1043UK英国7209USA & Canada美国和加拿大1680China中国502Others其他487Total合计18490
海上风电的未来 Future of offshore wind power在欧洲德国和法国将加快发展,英国和丹麦保持增长。In Europe, Germany and France will speed up, while UK and Denmark may keep growth.美国陆上风电距离负荷中心远,跨州输电困难,正在启动海上风电。In the USA on shore wind power far from load centers, difficult in transmission cross state, now start to develop offshore wind power.更多的机组和安装设备制造商投入海上风电技术研发,有利于降低成本。More manufacturers of wind turbine and installation equipment involved in offshore technology R&D, available to reduce the cost.电网连接及其他不确定因素将制约海上风电的发展。Grid connection and other uncertainties would be the constraints for offshore development.
中国风能资源Wind energy resource assessment in China中国气象局风能太阳能资源评估中心2010年7月 气象出版社 《中国风能资源评估(2009)》全国风能资源储量评估结论专业观测网 400个测风塔数值模拟评估系统高度50m,风功率密度大于300瓦/平方米潜在开发量陆上 亿千瓦海上(水深5 – 25m)2 亿千瓦
中国风能资源Wind energy resource assessment in China
中国风能资源Wind energy resource assessment in China
风电发展回顾Review of wind power development1993年原电力工业部确定风力发电是新的电源,和火电、水电及核电一样成为电力工业的一部份常规火电和水电是按照负荷需求的预测来安排发展规模,而当时风电难以满足负荷需求。我国电力结构以燃煤火电为主,1995年全国电力装机亿kW,电量1万亿kWh,其中煤电占装机容量的75%和电量的81%风电只有万kW,因此只能以改善电源结构,增加清洁能源作为发展风电的目的
风电发展回顾Review of wind power development为了显示风电具有一定规模,原电力部提出到2000年底风电装机达到100万kW的发展目标。 1998年电力体制开始改革,原则是建立发电企业要竞价上网的电力市场,风电没有竞争能力又缺乏明确的激励政策,结果100万kW的装机目标到2005年才实现,比规划推迟了5年。
风电发展回顾Review of wind power development2004年在当时风电年新增装机10-20万kW的情况下,初步设想风电累计装机2010年400万kW,2020年2000万kW,2007年国家发展改革委公布《可再生能源中长期发展规划》,提出2010年风电发展目标为500万kW,2020年为3000万kW,实际上当年风电已经达到590万kW。2008年3月公布的《可再生能源十一五规划》将2010年风电的目标增加一倍,即1000万kW,但是当年实际又达到了1200万kW。
风电发展回顾Review of wind power development累计装机的增长率在2006年到2009年期间每年都超过100%,平均为113%,现在可以肯定2020年装机3000万kW的目标将提前十年实现。原来要达到100万kW风电装机花了10年时间,而2009年内一年就新增了13个100万kW,如何制定合理的规划目标值得深思。
风电发展回顾Review of wind power development不同发展阶段的驱动因素和激励政策从原电力部确定风力发电是新的电源到2003年的十年期间,并网风电处于初期商业化发展阶段,在燃煤火电电量占80%以上的清况下,主要驱动因素是增加清洁电源,即改善电源结构。当时电力部出台的激励政策是必须收购风电所发电量,上网电价按照成本加合理利润的原则核定,风电高出火电上网电价的部份要在风电项目所在省(自治区)内分摊。
风电发展回顾风电发展回顾Review of wind power development由于风电机组完全从欧洲进口,发电成本高,风电上网电价相当于火电标杆电价三倍,达到元/kWh,风能资源丰富的省区如内蒙、新疆等均是经济比较落后的地区,多发展风电会增加当地电价负担,因此进展缓慢。为了大规模开发风能资源,2003年国家发展改革委推行风电特许权项目,明确风电不参与电力市场竞争,由政府承诺固定的上网电价和收购全部所发电量,要求所使用风电机组的部件按成本计算达到50%(后来增加到70%)国产化率,
风电发展回顾Review of wind power development通过增大项目规模,培育稳定的风电市场,增强国产设备的制造能力,降低风电机组价格。省政府采用招标的方式选择风电项目投资商,承诺上网电价低是主要的中标条件。2006年生效的《可再生能源法》规定风电高出火电上网电价的部份由全国电力用户分摊,有利于激发风能资源丰富省区的积极性,百万千瓦级和千万千瓦级风电基地规划的编制,促进风电市场迅速扩大。这个阶段发展风电的驱动因素主要是建立国产风电设备的制造能力。
风电发展回顾风电发展回顾Review of wind power development2000年时中国品牌风电机组制造商累计装机的市场份额不到3%,2003年才11%,只有金风和运达两个品牌。风电特许权项目的实施和上网电价政策的完善,使中国品牌风电机组制造商可以依托广阔的国内市场迅速发展起来,通过许可证生产、联合设计等方式引进国外技术,扩大产能,扭转了风电设备供不应求的局面,2009年当年装机的市场份额高达88%,累计份额76%。华锐、金风和东方电气等三个中国品牌风电机组制造商进入世界前十位,向国际市场开拓。
风电发展回顾Review of wind power development在这个期间外国品牌风电机组制造商也积极在中国培育达到国际水准的零部件供应商,降低了成本,不但满足中国市场的需求,由于采购廉价的中国部件,还增强了外国品牌产品在国际市场的竞争力。建立起风电设备制造能力以后,达到了降低机组价格的目的。例如兆瓦机组2008年投标的平均价格约6500元/kW,2009年为5400元/kW,2010年初降到4600元/kW,年末跌破4000元/kW 。 未来十年发展风电的驱动因素是什么?
风电发展回顾Review of wind power development从长远看化石燃料资源越来越少,风电可以作为替代能源,但是近期风电的成本约是煤电的一倍,中国正处于工业化加速发展阶段,电力需求增长仍然很快,估计到2020年电力装机约17亿kW,比现在还要增加8亿kW,总量居世界第一,但是人均才1个kW,昂贵的风电如果过多,必然影响经济的发展。中国政府在2009年12月哥本哈根举行的气候变化峰会上承诺,2020年中国非化石能源占一次能源消费的比例要达到15%,这就是一个明确的目标,因此应对气候变化实现减排承诺是近期风电发展的驱动因素。
国内风力发电现状 Wind Power Development in China根据中电联-2010年7月16日公布2009年-全国电力工业统计年报数据2009年全年基建新增风电设备并网容量973万kW。同比增长95%。约占新增电力容量9667万kW的10%。截止2009年底,风电运营总容量1760万kW 。同比增长110%。占电力总容量亿kW的2%。2009年,风电电量276亿kW•h 。同比增长111%。 占总电量万亿kW•h的%。
国内风力发电现状 Wind Power Development in China中电联发布的2010年1-6月份全国电力工业生产简况截止2010年6月底,全国6000千瓦及以上电厂发电设备容量亿千瓦其中风电累计装机2175万千瓦 2010年上半年全国电源新增生产能力(正式投产)3383万千瓦其中风电新增330万千瓦 (风能专业委员会初步统计实际完成吊装780万千瓦)全 国 发 电 量 万亿千瓦时其中风电237亿千瓦时
国内风力发电现状 Wind Power Development in China2009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64%。
国内风力发电现状2009开发商新增装机比例(不是权益容量) 电力企业万kW%50%国电22319%大唐13912%华能13111%华电786%中电投282%能源企业14%中广核797%国华514%中节能393%其他企业京能706%
国内风力发电现状三个统计数据来源的对比2009年新增累计吊装容量建设容量运营容量年上网电量万kW万kW万kW亿kWh风能专委会 1380CWEA2581水电顾问公司12021058828255HYDROCHINA241222681767516中电联973276CEC1760
国内风力发电现状三个统计数据来源的对比风能专委会(民间):吊装容量为实际完成吊装。水电顾问公司(官方):统计中不含项目未核准而实际已吊装完的数据。建设容量是指“已并网或风电场配套送出工程建成的吊装容量”。运营容量是指“经调试后已并网发电的风电机组容量”。中电联(电力行业):新增运营容量是指“全年基建新增风电设备并网容量”。 累计运营容量是指“风电并网总容量”。
并网风电设备制造业迅速成长Booming of Domestic Wind Turbine Manufacturers2009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% (风能专业委员会统计)华锐金风东方电气明阳联合动力33002535191158854227%21 %16 %5 %5 %湘电风能运达VestasGEGamesa4783483442512364 %3 %3 %2 %2 %
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。
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,合计规划产能达到4000万千瓦。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。
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:按照中国不同区域的实际风况量身定制新机型,提高性价比。Vestas为内蒙风场开发的V60-850kW机型 金风科技为低风速或高海拔风区开发机型售后服务竞争:三一电气提出保修5年,赔偿因机组故障损失电量的电费开拓国际市场2009年已出口美国、印度等风电主要市场
激励风电发展的政策 Incentive Policies2009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、、和元/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 四个风电标杆电价的地区分布
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“建设大基地,融入大电网”的发展方针在中国北部区域,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,
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2010年11月完成兰州-酒泉-瓜州-哈密的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年亿千瓦风电基地生产的3000多亿千瓦时电能输出和销纳。
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2015/2020 年装机容量1270万千瓦,已进入实施阶段。2010年完成500万千瓦风电场项目。按照年等效满负荷小时数为2200来估算,年风电上网电量约280亿千瓦时。
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。接入新建成的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。
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1400万千瓦。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。
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2700万千瓦。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2000来估算,2020年风电上网电量约540亿千瓦时。
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。
千万千瓦风电基地规划10 GW size Wind Power Base Planning蒙西3830万千瓦,蒙东2000万千瓦。合起来内蒙古自治区规划到2020 年达到5830万千瓦。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。
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。
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年总装机容量达到亿千瓦风电上网电量约2800亿千瓦时
千万千瓦级风电基地规划10 GW size Wind Power Base Planning新疆哈密吉林西部河北 甘肃酒泉蒙东江苏沿海蒙西
海上风电场工程规划工作Preparation of offshore wind farm planning2008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。
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。
海上风电场工程规划工作Preparation of offshore wind farm planning2010年12月 各沿海省市海上风电规划工作进展省 、 市 进展情况上海通过审查江苏完成审查,修改完善阶段浙江报审稿完成,待审山东完成审查,进一步完善阶段河北完成审查,进一步完善阶段福建、辽宁、广东、广西、海南规划报告编制中
海上风电项目管理海上风电开发建设的管理依据《海上风电开发建设管理暂行办法(国能新能[2010]29号 )》国家能源主管部门负责全国海上风电开发建设管理;沿海各省(区、市)能源主管部门负责本地区海上风电开发建设管理;海上风电技术委托全国风电建设技术归口管理单位(水电总院)负责管理;国家海洋行政主管部门负责海上风电开发建设海域使用和环境保护的管理和监督。
海上风电特许权项目招标2010年5月,国家第一批海上风电特许权项目招标启动4个项目均在江苏省滨海 近海风电场项目 30万kW射阳 近海风电场项目 30万kW东台 潮间带风电场项目 20万kW大丰 潮间带风电场项目 20万kW总规模 100万kW ,其中近海60万kW,潮间带40万kW2010年9月开标,投标价格每kWh最高元 最低元
海上风电特许权项目招标自然条件滨海射阳大丰东台年平均风速 90m高度90m高度80m高度80m高度(m/s)年平均风功率密度90m高度90m高度80m高度80m高度 (W/m2)354382400379风电场中心离岸距离 21362831(km)水深 ~2219-8~~(m)
海上风电特许权项目招标中标的四个方案滨海射阳大丰东台开发商大唐新能源中电投龙源鲁能制造商华锐华锐金风上海电气机型-122m施工单位中交第三航中铁大桥局江苏电建三公司中交第三航务工程局务工程局南通海建公司单位千瓦投资161971651813795(元/kW)
海上风电特许权项目招标中标结果近海风电场项目- 约 元/kWh滨海 30万kW,大唐新能源,中标价元/kWh射阳 30万kW,中电投, 中标价元/kWh潮间带风电场项目- 约 元/kWh大丰20万kW,龙源,中标价元/kWh东台 20万kW,鲁能,中标价元/kWh按建设方案和投标电价确定项目开发企业,各项目在四年内建设完成
海上风电特许权项目招标各项目其中七个投标方案的参考平均值滨海射阳大丰东台风轮单位面积年理论发电量 10511120 10501102 ( kWh/ m2)年理论等效满负荷小时数35163725 37813657 年上网等效满负荷小时数24692602 26192593 上网/理论(折减系数)
海上风电特许权项目招标各项目其中七个投标方案的参考平均值滨海射阳大丰东台单位千瓦机组价 (元/kW)5600562054705439 风轮单位面积机组价1672169014752434 (元/m2 )单位千瓦含塔架机组价 6270632560526034 (元/kW)机组占总投资比例
海上风电特许权项目招标各项目其中七个投标方案的参考平均值滨海射阳大丰东台单位千瓦基础价 (元/kW)3527326123572686 基础占总投资比例施工承包占总投资比例 单位千瓦投资 (元/kW)1624516227 15271 15092
海上风电特许权项目招标各项目其中七个投标方案的参考平均值滨海射阳大丰东台可研上网含税电价 (元/kWh) 可研资本金内部收益率 (%) 中标上网含税电价 (元/kWh) 中标与可研平均上网电价 . 0453的差别(元/kWh)
中国海上风电面临的问题探索海上风电的最佳技术方案1)潮间带风电场没有国际经验 车和船的通行能力有限,运输、吊装和运行维护困难 从实践中对比各种技术方案,寻求最优的解决方式 2)近海风电场要结合我国海床条件和风况进行开发 东部沿海的海底多是淤泥,增加基础结构成本 南部沿海要考虑台风的影响
中国海上风电面临的问题研发海上风电机组和施工装备1)海上风电机组 适应海上运行环境,承受海浪、海流和风力的载荷 各部件要求抗腐蚀,更高的可靠性 2)依托相当规模的项目开发专用施工装备 运输、吊装和运行维护的专用设备可以减少海上作业时间,降低天气变化带来的风险
中国海上风电面临的问题海上风电的实际成本1)通过风电特许权项目的建设摸清实际成本 为了低价中标,开发商在方案中都将概算和风险因素压到最低,在未来20年经营期内难以达到,中标电价不是合理的投资电价 2)与西部风电输送到沿海地区的成本进行对比 如果甘肃新疆的风电输送到沿海以后的成本低于当地海上风电的成本,应优先开发西部风能资源
海上风电场建设Construction of offshore wind power我国海上风电始建于2008年上海东海大桥海上风电场安装华锐生产3MWx34台风电机组总装机容量为万千瓦2010年6月全部并网发电。上海东海大桥海上风电场
海上风电场建设Construction of offshore wind power其他海域安装的风电机组。辽宁渤海湾绥中油田 金风 机组× 1台江苏如东潮间带 明阳 机组×2台, 国电联合 机组×2台 上海电气 2MW机组×2台江苏如东潮间带示范项目 远景能源 机组×2台 三一电气 2MW机组× 1台
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。
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2009年一年新增风电装机容量就达到1300多万千瓦,累计装机容量突破了2500万千瓦,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。
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。
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。
可再生能源法的修改 The revision of Renewable Energy Law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-配额制
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。
可再生能源法的修改 The revision of Renewable Energy Law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。
大规模风电的输送我国未来电力流向-资料来源:国网北京经济技术研究院
大规模风电的输送千万千瓦级风电基地电量跨区域消纳方案东北 吉林哈密蒙东蒙西辽宁西北 酒 泉河北三“西华藏 受”端江苏电网南方
大规模风电的输送纯送风电与风电火电“打捆”远距离输电方案之一±800kV特高压直流输电,甘肃酒泉 – 江苏泰州输电距离 2400km,最大输电功率720万kW()。风电最大出力按装机容量95%考虑,不参与受端电网调峰。火电标杆电价:送端甘肃元/kWh,受端江苏元/kWh 。输电价:纯送风电元/kWh ,风火“打捆”元/kWh (当输电利用小时数为5400)。落地电价:纯送风电元/kWh ,比江苏风电标杆电价元/kWh 低。风火“打捆”元/kWh,比江苏火电标杆电价低元/kWh。资料来源:国网北京经济技术研究院等,《西北电网风电与其它电源协调发展及风电消纳市场研究》,2009年1月
大规模风电的输送
±800kV特高压直流输电甘肃酒泉桥湾 –湖南株洲输送距离约2700公里
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,上网电价元/kWh到元/kWh。机组价格4500元/kW到5500元/kW,项目建设投资9000元kW到10000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 Planning of integration wind power with electric power system 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。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。
将风电纳入电力系统进行统筹规划 Planning of integration wind power with electric power system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,抽水蓄能和天然气调峰电源的配置。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。
将风电纳入电力系统进行统筹规划 Planning of integration wind power with electric power system1995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
电源结构 – 1995数据来源:中电联1995电源装机容量电量(GW)(%)(TWh)(%)煤电16175%81281%水电5124% 17317%核电%%风电%%合计214100%1000100%
电源结构 – 2009数据来源:中电联2009 电源装机容量电量(GW)(%)(TWh)(%)煤电65275%298782%水电19723%51314%核电%%风电%%合计874100%3664100%
电源结构 – 2020 (猜测) 假设一次能源约49亿吨标煤,电量万亿kWh,折合24亿吨标煤2020 (猜测)电源装机容量电量(GW)(%)(TWh)(%)煤电115367%%水电35020%%核电%6028%风电%3004%合计1733100%7670100%
风电电量的强制性市场份额目标Mandated market share of electricity from wind2007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
风电电量的强制性市场份额目标Mandated market share of electricity from wind2007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,电网覆盖范围内的非水电可再生能源的电量:2010年达到1%,2020年达到3%。 估计2010年全国电力总装机容量9亿kW,电量万亿kWh。风电电量应达到450亿kWh。预测2020年全国电力总装机容量17亿kW ,电量万亿kWh。风电电量应达到2280亿kWh。
风电电量的强制性市场份额目标Mandated market share of electricity from wind2020 – 原来规划非水电可再生能源的电量达到3% - 2280亿kWh现在这个目标不够非化石能源比重15%的承诺,风电需要3000亿kWh风电装机要达到 到2亿kW2015年就要达到1600亿kWh,装机 9000万kW未来十年要求每年平均新增260亿kWh 风电电量每年平均新增风电装机1200 - 1500万kW较为合适
风电是朝阳产业Wind power is a sunrise industry