風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)前技術(shù)最成熟、最具規(guī)模化開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的可再生能源發(fā)電方式之一。大型化、智能化、專業(yè)化成為風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的顯著特點(diǎn)。我國要打造更具韌性和競爭力的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈,趕超世界先進(jìn)水平,引領(lǐng)綠色發(fā)展,必須著力解決“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)難題,消除發(fā)展瓶頸,加快前瞻性新技術(shù)、新裝備、新材料的研發(fā)應(yīng)用。
■鄂爾多斯市烏審旗風(fēng)光融合綠氫化工示范項(xiàng)目
該項(xiàng)目應(yīng)用場景為綠電制氫耦合煤化工領(lǐng)域,并網(wǎng)型,采用風(fēng)力和光伏發(fā)電,通過堿性電解水工藝生產(chǎn)綠氫,氫氣作為生產(chǎn)原料全部供應(yīng)中天合創(chuàng)使用。項(xiàng)目總投資約55億元,新建光伏發(fā)電裝機(jī)容量270兆瓦、風(fēng)電裝機(jī)容量450兆瓦,電解水制氫能力3萬噸/年、儲(chǔ)氫規(guī)模36萬標(biāo)準(zhǔn)立方米、儲(chǔ)氧規(guī)模18萬標(biāo)準(zhǔn)立方米。項(xiàng)目分兩期建設(shè),預(yù)計(jì)一期年上網(wǎng)外售電量1.25億千瓦時(shí)、減排二氧化碳133.12萬噸。2023年2月16日,中國石化在北京、呼和浩特、鄂爾多斯三地以云方式舉行項(xiàng)目啟動(dòng)儀式。
■烏蘭察布10萬噸/年風(fēng)光制氫一體化示范項(xiàng)目
該項(xiàng)目屬于并網(wǎng)型,采用風(fēng)力和光伏發(fā)電,通過堿性電解水工藝生產(chǎn)綠氫,氫氣通過約400千米的長輸管道送至燕山石化,為燕山石化及周邊企業(yè)供應(yīng)穩(wěn)定、綠色的氫氣。項(xiàng)目總投資約205億元,新建風(fēng)電裝機(jī)容量1.74吉瓦、光伏發(fā)電裝機(jī)容量804兆瓦,電解水制氫能力10萬噸/年。該項(xiàng)目于2024年1月27日獲批,預(yù)計(jì)投產(chǎn)時(shí)間2027年6月。
作為一種理想的可再生能源,風(fēng)能以清潔、可持續(xù)的特點(diǎn)在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。風(fēng)電機(jī)組通過葉輪吸收風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,再由發(fā)電機(jī)組將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,最終輸出交流電。風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)前技術(shù)最成熟、最具規(guī);_發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的可再生能源發(fā)電方式之一。
風(fēng)能是最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗?
近年來,我國出臺(tái)了多項(xiàng)政策為風(fēng)力發(fā)電行業(yè)健康發(fā)展提供支持,如國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部等部門相繼發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)退役風(fēng)電、光伏設(shè)備循環(huán)利用的指導(dǎo)意見》《關(guān)于加快推動(dòng)制造業(yè)綠色化發(fā)展的指導(dǎo)意見》《關(guān)于組織開展“千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)行動(dòng)”的通知》《電力裝備行業(yè)穩(wěn)增長工作方案(2023~2024年)》等一系列政策文件。
隨著風(fēng)力發(fā)電行業(yè)國家政策引導(dǎo)力度加大,北京、貴州、河南、云南、廣東、上海、山東等地紛紛發(fā)布相關(guān)政策規(guī)劃,積極探索與布局,為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。
我國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)“趕超式”的發(fā)展,得益于我國超大市場需求帶來的顯著“規(guī)模經(jīng)濟(jì)”,進(jìn)而產(chǎn)生的成本攤銷效應(yīng)。依據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)(BNEF)研究發(fā)布的信息,2023年全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量為118吉瓦,比上年增長36%。其中,陸上風(fēng)電裝機(jī)容量107吉瓦,比上年增長37%;海上風(fēng)電裝機(jī)容量11吉瓦,比上年增長25%。全球風(fēng)電裝機(jī)容量的增長主要來自我國。2023年我國風(fēng)電新增裝機(jī)容量77吉瓦,約占全球新增份額的2/3,比上年增長58%,創(chuàng)歷史新高。其中,陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量69.4吉瓦,比上年增長59%;海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量7.6吉瓦,比上年增長48%。
面向未來,我國風(fēng)電市場潛力依舊巨大,根據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》,預(yù)計(jì)到2025年我國累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到581吉瓦,“十四五”期間,新增風(fēng)電裝機(jī)容量超過300吉瓦,累計(jì)裝機(jī)容量實(shí)現(xiàn)翻倍增長。
大型化、智能化、專業(yè)化成為風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的顯著特點(diǎn)
風(fēng)電機(jī)組大型化能有效提高風(fēng)能利用效率,持續(xù)降低度電成本;基于大數(shù)據(jù)人工智能的全生命周期管理等技術(shù)應(yīng)用,將進(jìn)一步提升發(fā)電能力和風(fēng)場運(yùn)營效率;風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、安裝施工、運(yùn)行維護(hù)等提出了更高更專業(yè)的要求,需要各市場參與主體攜手推進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用、先進(jìn)裝備的設(shè)計(jì)與制造。
依據(jù)《每日風(fēng)電》等機(jī)構(gòu)發(fā)布的研究信息,近年來,伴隨著風(fēng)電行業(yè)的蓬勃發(fā)展,我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在外形尺寸、單機(jī)容量、市場價(jià)格、技術(shù)應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)鏈分工方面均有顯著變化。
塔筒高度不斷增加。2019年,新裝風(fēng)電機(jī)組的平均塔筒高度為96米,較2018年增長了5米,最大塔筒高度達(dá)147米;2022年,在低風(fēng)速大切變場景項(xiàng)目中,已出現(xiàn)了150米、160米以上的塔筒高度,塔筒高度的增加有利于獲得較好且穩(wěn)定的風(fēng)力資源。
葉輪直徑變大。葉輪直徑是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵參數(shù)之一,直接關(guān)系風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率和效率。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的迭代速度加快,葉輪直徑越來越大。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2021年葉輪直徑平均增長了27米,增長量相當(dāng)于2017至2020年4年的總增長量。2022年,190米以上葉輪直徑的機(jī)型占據(jù)投標(biāo)市場主體;2023年200米直徑的葉輪成為市場主體。當(dāng)前陸上10兆瓦機(jī)組普遍配置230米直徑的葉輪,海上16兆瓦以上機(jī)組配置的葉輪直徑達(dá)到了260米。
單機(jī)容量增大。2022年市場投標(biāo)機(jī)型平均單機(jī)容量為5.47兆瓦,與2021年初3.5兆瓦的平均單機(jī)容量相比,提高了56%。2023年,我國陸上風(fēng)電投標(biāo)機(jī)型平均單機(jī)容量為5.9兆瓦左右。2023年底,國內(nèi)多個(gè)頭部風(fēng)力發(fā)電整機(jī)商已分別取得陸上10兆瓦的中標(biāo)業(yè)績,可以預(yù)見未來陸上風(fēng)電機(jī)組將繼續(xù)朝著大型化、高效化的方向發(fā)展,這將有助于降低單位能量成本,提高風(fēng)能資源的利用效率。
市場價(jià)格下降。隨著風(fēng)電技術(shù)的快速發(fā)展,受益于風(fēng)機(jī)大型化、產(chǎn)能不斷提升、供應(yīng)鏈日益完善等因素,自2003年以來,我國風(fēng)電機(jī)組單位千瓦價(jià)格整體呈現(xiàn)明顯的走低趨勢,至2022年底,陸上風(fēng)電機(jī)組價(jià)格降至約2003年的1/4。
智能化創(chuàng)新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。沒有創(chuàng)新,難以形成規(guī);_發(fā),就不能帶動(dòng)可再生能源成本下降,更談不上新增裝機(jī)“全面登頂”。比如國內(nèi)廠家研發(fā)的超大型海上風(fēng)機(jī)、漂浮式風(fēng)機(jī)、風(fēng)漁融合系統(tǒng)等抗臺(tái)風(fēng)機(jī)型,能全面分析臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速風(fēng)向、湍流強(qiáng)度、風(fēng)切變、陣風(fēng)系數(shù)、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)。再如國內(nèi)廠家開發(fā)的智能風(fēng)機(jī)產(chǎn)品,能實(shí)現(xiàn)“能感知、會(huì)思考、自學(xué)習(xí)、可判斷和決策”的功能,不斷提升風(fēng)電利用效率,加速全球可再生能源利用。