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    “中国风电元年”:风机国产化先要解决“有没有”

    1年前 | admin | 171次围观

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    北极星风力发电网讯:11月29日,据国家能源局消息,截至目前,我国风电并网装机容量达到30015万千瓦,突破3亿千瓦大关,是2020年底欧盟风电总装机的1.4倍、美国的2.6倍,已连续12年稳居全球第一。目前,风电占全国电源总装机比例约13%。

    我国风电并网装机容量在2015年首次突破1亿千瓦;2019年突破2亿千瓦,用时4年;此次突破3亿千瓦,用时仅2年。

    以下是历年中国风电累计装机量和新增装机量情况(数据来源:国家能源局)。

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    2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上首提“30·60”双碳目标。2021年3月召开的中央财经委员会第九次会议又提出“构建以新能源为主体的新型电力系统”。中国风电行业迎来新的发展契机。

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    据全球能源互联网发展合作组织预测,按照中国碳达峰、碳中和的战略目标,2025年我国风电装机有望达到5亿千瓦,2030年达到8亿千瓦,2050年达到22亿千瓦,2060年将突破25亿千瓦。

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    回顾风电发展,真正意义上的“中国风电元年”开始于2005年。这一年,国际上《京都议定书》正式生效,中国国内《可再生能源法》获得通过。同年,国家发改委出台政策,要求风电设备国产化率达到70%以上,不满足设备国产化率要求的风电场不允许建设。

    当时,国产风机在中国市场的市占率仅有25%左右。风机国产化,先要解决“有没有”,再去解决“全不全”、“强不强”。

    曾经有学者提出,不同行业的技术创新摸索出两种截然不同的成功模式:以通信为代表的“单峰模式”和以铁路为代表的“双峰模式”。其中风电行业采取的就是“双峰模式”,即运营商主导全局,为设备商创造稳定的市场环境与投资回报,二者紧密配合,协作攻坚。

    早年为推动“双峰模式”落地,国家发改委曾亲自出面,主持了“华能+华锐”、“龙源+金风”两组搭档的结对合作。

    “双峰模式”取得立竿见影的成绩。“龙源+金风”组合稳扎稳打。2006年,40台金风750千瓦风机在龙源在新疆的一个国产化示范项目中投产发电,这是国内首次大规模应用国产化风机。“华能+华锐”组合势头更猛。也是在2006年,华锐下线了中国第一台国产化1.5兆瓦风机,并成功并网发电。次年,中国第一个国产化兆瓦级风电场——华能威海一期13台风机一次性通过预验收。

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    在华锐和金风的引领下,本土风机公司如雨后春笋般大量涌现。国产化政策出台后不久,这个原本被外资巨头垄断的市场,已尽是本土风机公司的天下。维斯塔斯等外资巨头战略性放弃中国市场的一个关键原因就是价格。与其他行业一样,风机国产化带来的最显著的影响就是价格大幅下降。这也为风电日后承担起碳中和重任奠定基础。

    不过,早年风电“大跃进”中出现了一段令人痛惜的插曲。2011年春,甘肃酒泉、河北张家口等多地发生风机脱网事故,对当地电网造成严重威胁。关于风电“垃圾电”的指责汹涌而至,当时的行业龙头华锐也就此陨落。事故倒逼着风电行业开启全面“大体检”,下大力气提升风电并网技术的安全性、稳定性。

    华锐的坠落并没有阻挡中国风电产业继续腾飞。值得一提的是早年中国风电行业“双峰模式”的主导——龙源电力。龙源原隶属于五大发电集团之一的国电集团,后来国电与神华合并成国家能源集团,龙源现为国家能源集团旗下子公司。

    2005年至2009年间,龙源与金风合作,在新疆、甘肃、内蒙古、黑龙江等“三北”风资源富集区共同推动1.5兆瓦国产风机的技术研发和市场运营。

    解决完“有没有”的问题后,龙源开始琢磨在“全不全”上下功夫。2009年,龙源开启“上山、下海、低风速”的战略转型,把版图从“三北”扩张到全国各地,同时也将更多的本土风机公司纳入生态圈。

    就在这一年,龙源在江苏如东建设全球首座海上(潮间带)试验风电场,为明阳、联合动力、远景、上海电气、海装、三一重工、金风、华锐等8家当时中国主力风机公司提供海上风机试验平台。中国陆上风能资源富集区与高耗电区域呈逆向分布,“三北”地区的风电输往经济发达地区,需要大规模建设特高压工程等输电线路。而海上风能资源富集区却恰好与高耗电区域重合,沿海发达省份大多对海上风电兴趣热烈。但海上风电比陆上风电技术含量更高,产业链更为复杂,龙源此举算是开创了“中国海上风电的黄埔军校”。

    2010年,龙源又与远景、联合动力在安徽来安试验开发低风速风电场,开中国低风速地区风电开发之先河。中国风资源60%以上为低风速地区,低风速风机在用电需求量较大的中东部地区具有广泛适用性,但国产风机在低风速领域却长期缺位。随着次年远景99台和联合动力33台低风速风机全部投产发电,国产风机终于填补此项空白。远景也凭借低风速,弯道超车成为当今中国第二大风机公司。

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    2012年,龙源又与联合动力合作,建设西藏那曲高海拔试验风电场,这个平均海拔4600米的风电场是目前全球海拔最高的风电场。

    “双峰模式”在中国风电行业掀起国产化浪潮。国家能源局首任局长张国宝在《筚路蓝缕——世纪工程决策建设记述》中评论道:“(中国风电)在不到十年的时间里跃居世界首位,建立起完整的风电工业体系,以至于外国人惊呼,一个国家建立起完整的行业体系往往需要几十年时间,而中国不到十年就办到了。这不能不说是个奇迹。”

    在这个过程中,“运营商”与“设备商”相辅相成。龙源自2015年起稳居全球最大风电开发商之位;金风一度成为全球年度新增装机量最大的风机商;而2020年全球前十大风机商中中国公司占据七席,它们分别是金风(第二)、远景(第四)、明阳(第六)、上海电气(第七)、运达(第八)、中车风电(第九)、三一重能(第十)。

    放眼全球,如今已只剩下维斯塔斯、GE和西门子歌美飒三家外资巨头。不过风速预测及风电接入对电力市场备用容量的影响,我们需要承认,这三巨头无论在技术上还是国际市场的渗透上仍领先于中国企业。本土企业稳固如今之地位,主要还是依靠庞大的中国市场。这也导致风电领域中国市场与国际市场的长期割裂:三巨头很难打入中国市场,而中国企业在国际市场也举步维艰。

    中国风机界在“强不强”的问题上还任重而道远。其中一项重点便是风机大兆瓦化的技术攻坚。风机大兆瓦化被视为降低成本的主要手段之一。2021年起新核准的陆上风电项目取消国家补贴,海上风电的国家补贴也将于2022年取消。降成本成为风电行业在“后补贴时代”和“双碳目标时代”提升竞争力的重中之重。如果一台风机的功率变大,那么一座体量已定的风电场所需的风机数量就会变少,这可以有效降低用地、运输、安装、运维等方面的成本,这些优势在海上风电领域体现得尤为突出。

    全球风机大兆瓦浪潮至今仍由三巨头引领。2018年,维斯塔斯率先推出10兆瓦海上风机,把全球海上风电引入“两位数”竞争时代。2019年,GE的12兆瓦海上风机样机在荷兰鹿特丹并网发电风速预测及风电接入对电力市场备用容量的影响,成为目前全球已安装的最大风电机组。其13兆瓦和14兆瓦海上风机也已接连拿下订单。西门子亦不甘示弱,2020年,该公司发布一款15兆瓦机型,刷新全球最大风机记录,其14兆瓦海上风机也于2020年拿下大单。

    重压之下,“双峰模式”推动中国风机公司奋起直追。这一次,最亮眼的主角是三峡集团和东方电气,二者曾在水电领域长期合作攻坚,现在他们把这一模式移植到风电领域。2019年,东方电气成功研制出我国首台10兆瓦海上风机。次年,三峡集团为其提供了第一份批量订单,目前这台风机已在福建兴化湾并网发电。

    近年来,越来越多的“运营商”加入到风电大开发的浪潮之中。华能、国电投、三峡是其中最为突出的代表。在碳中和大背景下,这些电力央企是国家能源转型的主力军。他们具备比龙源更强大的资源整合能力,因而也肩负着与“设备商”一道在风电技术“强不强”上继续攻坚克难的重任。

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