风电行业设备管理
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二、我国风电行业发展依然强劲

1.风电在装机容量与发电量中占有一定比例

随着我国经济持续发展,能源消费逐年增长,造成能源缺口加大。通过发展清洁新能源是大力推进节能减排,减少温室气体排放最有效途径之一,充分利用我国风力资源,发展我国风电行业是保护环境的重要手段,更有助于提高能源安全性和减缓气候变化。

2015年,全国风电产业继续保持强劲增长势头,全年风电新增装机容量3297万kW,新增装机容量再创历史新高,累计并网装机容量达到1.29亿kW,占全部发电装机容量的8.6%;风电发电量1863亿kWh,占全部发电量的3.3%;新增风电核准容量4300万kW,同比增加700万kW,累计核准容量2.16亿kW,累计核准在建容量8707万kW。另外,我国非化石能源发电装机比重已达30%,2020年非化石能源占一次能源消费15%;2030年风电装机容量达到4亿kW,2050年风电装机容量达10亿kW,可满足17%的电力需求。

2005~2014年我国新增与累计风电装机容量如图1-6所示;2014年我国不同功率风电机组累计装机容量占比如图1-7所示,从图1-7反映其中1.5MW的风电机组占总装机容量的61%,仍占据主导地位;2015年我国内蒙古自治区新建风电场如图1-8所示;2015年我国东海新建海上风电场如图1-9所示。

图1-6 2005~2014年我国新增与累计风电装机容量

图1-7 2014年我国不同功率风电机组累计装机容量占比图

图1-8 2015年我国内蒙古自治区新建风电场

图1-9 2015年我国东海新建海上风电场

截至2014年年底,我国电力总装机容量为13.6亿kW,其中火电、水电、风电、核电和太阳能发电分别占总装机容量的67.4%、22.2%、7.0%、1.4%和2.0%;在发电总量中,火电、水电、风电、核电和太阳能发电量分别占75.1%、19.3%、2.8%、2.3%和0.5%,2014年我国发电装机容量和发电量构成如图1-10所示。

2.风电基地发展迅猛

按照《国务院办公厅关于印发能源发展战略行动计划(2014~2020年)的通知》,未来几年,我国重点规划建设酒泉、内蒙古自治区西部、内蒙古自治区东部、冀北、吉林、黑龙江、山东、哈密、江苏等9个大型现代风电基地及配套送出工程。以南方和中东部地区为重点,大力发展分散式风电,稳步发展海上风电。到2020年,风电装机达到2亿kW,风电与煤电上网电价相当。

我国通过加快发展风力发电,以实现减排。如我国第一个百万千瓦风电基地———单晶河200MW国家特许风电项目已于2007年4月底在河北省张北县奠基开工,到2008年北京奥运会开幕前,由这个风电基地提供的电能并入华北电网,从而提高清洁能源在电网中的比例,为北京科技奥运做出了贡献。单晶河风电场位于张北县的西南部。这里风能资源比较丰富,65m高度年平均风速7.64m/s,平均风功率密度378.6W/m2,开发风电的条件较好。该项目总装机容量为200MW,每年可发电4.4亿kW·h与相同发电量的火电相比,每年可节约约16.6万t(标煤),折合原煤为23.3万t,可相应减排SO2为7454t、NO2为2115t、CO2为39.5万t、CO为53.6t,比外还可以减少废渣排放4万t、减少耗水1万多t,对改善大气环境有积极的作用。

图1-10 2014年我国发电装机容量和发电量构成

我国风能资源丰富,可开发利用的风能储量约10亿kW,其中,陆地上风能储量约2.53亿kW(陆地上离地10m高度资料计算),海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW。由于风能储量大、分布广,陆地和海上可开发的风能资源储量分别为2.5亿kW和7.5亿kW,大大超过可利用的3.78亿kW水能资源。2010年中期我国风电装机容量2175万kW,2010年年底我国风电装机容量为4183万kW,2014年我国风电累计装机容量11460.9万kW,2020年我国并网风电装机容量将达到2亿kW,2020年我国风电装机容量的设备投资总额7700亿元。

(1)首个十万千瓦级风电基地一期工程完成 我国首个千万千瓦级风电基地———酒泉风电基地一期工程516万kW装机9月底已经全部完工。在风电场建设的带动下,我国风电装备制造业也快速发展。仅酒泉风电设备产业制造园就落户29家企业,其中我国风电设备总装的前三强———华锐、金风、东气,以及叶片制造前三强———中材、中复、中航等全部落户园区,2010年前7个月销售收入就突破百亿元。

按照国家规划,酒泉风电基地一期2010年底已实现装机516万kW,2015年实现装机1271万kW。在一期建设工程完成的同时,二期工程755万kW风电项目也完成测风、规划选址、预可研等前期工作。

(2)海上风电项目全面启动 我国首个100MW海上风电特许权项目多家央企电力集团报出超低价,以及0.6101元/kWh的全场最低电价。这一价格已逼近目前我国陆上风电价格。与陆上风电相比,海上风电虽具有风速高、风资源稳定、发电量大等特点,但因其技术和所处的运行环境远较陆上风电复杂,因此其发电成本应比前者更高。

我国沿海省份工业发达、耗电量大,同时缺少传统资源,电力供应始终难以完全满足。除了太阳能光伏发电,在沿海省市,风能发电是未来发展可替代能源的主要方向。事实上,东部沿海风能发电已有先例:我国第一个海上风电示范项目———上海东海大桥10万kWh海上风电场项目的税后上网电价为0.978元/kWh。该项目总投资约23.65亿元,2010年7月已实现并网发电。

随着我国风电产业的发展,特别是海上风电特许权招标项目的全面启动,风电机组大型化已成为行业发展的趋势。2010年6月8日,由我国自主研发的34台3MW海上风电机组在第一个国家示范工程———上海东海大桥海上风电场项目全部成功并网发电,并于8月31日全部通过240h预验收,由此揭开了自主建设海上风电项目的序幕。

2015年11月25日,上海东海大桥100MW海上风电示范项目又迎来特殊时刻;上海东海大桥100MW海上风电示范项目机组出质保及后服务合作签约仪式在上海成功举办。至此,由华锐风电提供全部34台3MW风电机组的东海大桥海上风电场成为国内唯一经过5年运行检验并顺利出质保的海上风电项目。

上海东海大桥100兆瓦海上风电示范项目是我国第一个国家海上风电示范项目,也是欧洲以外全球第一个海上风电场。截止到2014年12月,上海东海大桥风电场一期工程发电量已累积超过10.94亿kWh,取得了良好的经济效益。

上海东海大桥100兆瓦海上风电示范项目成功建设,取得了多项技术突破,为我国海上风电建设积累了宝贵经验,首先,打破了国际巨头的技术垄断和封锁,标志着我国大功率风电机组装备制造业跻身世界先进行列;其次,采用海上风机整体吊装工艺,大大缩短了海上施工周期,填补了我国海上风电机组海上运输和安装空白;再次,全球每一次使用高桩承台基础设计,有效解决了高耸风电机组承载、抗拔、水平移位的技术难题;最后,全部设计和建设工作由国内企业和研究院所完成,也填补了我国海上风电场设计、基础设计和施工空白。

该项目的开工建设及并网发电,其意义不仅仅体现在经济效益和社会效益方面,在促进、推动我国海上风电的发展具有标杆示范作用。据业界专家介绍,当时国家所有关于海上风电的政策包括电价的制订,都取决于东海大桥项目建成后的实际运行效果。目前我国海上风电建设呈现出良好的发展态势也与该项目的成功建设密不可分。

我国风电设备行业已经从消化引进海外技术阶段发展至自主技术创新阶段,风电设备具备技术和价格等方面的优势。

我国首台低风速风力发电机投入运行。中国南车株洲电机有限公司日前宣布,成功研制出了我国首台适用于风速低于7m/s的2MW低风速风力发电机。这一大功率风力发电装备的问世,将激活我国中部和东南部风能资源。

中国南车株洲电机有限公司,科研人员经过技术攻关,采用新型齿轮传动、轻量化、高绝缘等级、低开路电压等技术,设计并生产出了一台功率达2MW的低风速风力发电机。这种装备能在不足7m/s的低风速下运转并发电,将被首先应用于湖南境内的渌口风电场,并实现小批量生产。

长期以来,我国大型风力发电装备只能利用边远、高海拔地区高速风能资源,并网难、输送难成为制约风力发电产业的瓶颈。2MW低风速风力发电机的问世,使经济发达、人口稠密且耗电量大的华东、华南、华中等占我国面积68%以上的低风速地区风能资源可就地利用,对新能源开发和环保减排具有重大意义。

3.风电后服务市场成效显著

上海东海大桥100MW海上风电示范项目机组出质保及后服务合作顺利签约,也从侧面说明风电运维后服务市场已取得了突破。

风电行业将随着大批风电机组质保期的临近,市场规模将进一步放量增长。如华锐风电已形成一整套运维服务体系供业界参考:现场服务标准进一步细化,完善了客户管理体系,以集团客户服务部为核心,整合集团技术服务部、集团运维工程部和区域公司的优势,对现场服务进行全面支持,形成了双向反馈、响应迅速的客户服务流程。与此同时,还组建了一支近1000人的运维服务团队,专注于给业主及客户提供周到、完善的风电运维服务。