迅猛發展的風電正遭遇著電網建設跟不上的尷尬,如同造了大量汽車卻發現沒有公路可供行駛一樣

7月6日上午10時,風電場34臺風機轉動巨大葉輪,將東海清潔能源源源不斷地送入上海市電網,標志著由中電新能源投資參股的我國也是亞洲首座大型海上風電場——上海東海大橋風電場全部風機并網發電,我國在海上風電領域又邁出了堅實的一步。

這并不容易。一直以來,迅猛發展的風電正遭遇著電網建設跟不上的尷尬,如同造了大量汽車卻發現沒有公路可供行駛一樣。

中國可再生能源學會風能專業委員會副理事長施鵬飛認為,我國風電裝機在連續幾年翻番增長的基礎上,未來10年還將保持超過20％的高速發展勢頭。如果以這個速度發展,對電網的需求將會更大更迫切。

我國風電從發展初始就出現大規模、高集中開發和遠距離、高電壓的輸送要求,呈現出與國外風電發展模式顯著不同的特點,由此帶來的電網技術和經濟問題尤為突出,更為復雜。

風能前景在海上

“中國新能源產業發展看風能,風能發展前景在海上,海上風能將成為中國風能未來發展方向和制高點。”一位業內專家對海上風能的重要性如此評價。

我國海上風資源儲量非常豐富。根據最新風能資源評價,全國陸地可利用風能資源3億千瓦,加上近岸海域可利用風能資源,共計約10億千瓦,發展潛力巨大。

今年年初,據國家氣象局完成的我國首次風能資源詳查和評價,測得我國5米到25米水深線以內近海區域、海平面以上50米高度可裝機容量約2億千瓦。

海上風能的廣闊前景讓面臨可再生能源配額壓力的電力巨頭展開了激烈爭奪。由于東部沿海特別是江蘇等沿海灘涂及近海具有開發風電非常好的條件,各大電力企業“跑馬圈海”成風,中電投、國電、華電、中廣核、大唐、華潤電力、江蘇國信集團、德國索拉CCE紛紛介入。

5月份,國家能源局正式推出的國內首輪海上風電特許權招標項目,無疑是第一聲發令槍。華能、中廣核、神華等大型電力巨頭都已購買了標書,而各地政府、大小設備制造商、配套商等等市場利益主體也都積極躍身其中,招標結果預計9月底發布。

日前,國家能源局啟動了江蘇省4個海上風電項目的招標工作,并將于今年9月份完成投標工作。其海上風電上網定價政策“并非唯低價是取”的思路使得海上風電擁有比陸上風電更高的利潤空間,這也讓不少央企看到海上風電市場蘊含的巨大商機。

現在,海上風電正在成為中國風電領域的新寵。相比陸上風電,海上風電具有風能資源非常穩定、不占用土地資源、對環境影響很小等優點。

看上去很美

雖然前景美妙,不過,欲速則不達。在很多業內人士看來,海上風電猶如一個“早產的嬰兒”,在還沒有“發育完全”的情況下就匆匆面世,很多方面都潛藏著巨大的風險。或許,新一輪的產能過剩將在投資的歡宴中悄然醞釀。

相對于陸上風電而言,海上風電場建設不僅投資大、技術難度高,而且還要面臨海上浮冰、臺風等一系列不可控因素帶來的風險。

“中國發展海上風電首先就面對著技術、設備可靠性和項目開發經驗的制約,”周鶴良表示,開發海上風電我國還是新手,需要謹慎對待。在條件允許的情況下,可以優先考慮開發距離負荷中心近、風能資源條件特別好的近海示范項目。同時一旦決定開發,應適當提高開發規模,盡可能利用國內最為成熟的技術和裝備。海上風電投資是陸上風電的2.5倍,而且海上風電設備維修費用極高。

而在我國,輸電問題則寄望于正在規劃建設的智能電網,海上風電的發展速度,很大程度上取決于電網技術的發展。由于風速的不穩定性造成風電的波動性,從而對電網的安全運行帶來挑戰。目前,電網吸納風電比例為10％￣20％,超過此范圍將會引起電網棄風情況發生。2009年冬天,內蒙古的一些風電項目由于電網棄風限電,造成一些風電場中20％—30％的電量被棄,這給風電場的運行帶來巨大的損失。

目前,海上風電的成本很高,海上風電場分為潮間帶和中、深海域。相對陸上風電場,海上風電場面臨的主要問題有高成本、復雜的環境、需要較高的可靠性、海上電力配套措施等。據了解,國內陸地風力發電工程造價平均為8000元／千瓦,其中風力發電設備造價約5000元／千瓦,而海上風電的造價在2萬元／千瓦左右,是陸上風電的兩倍多。

“瓶頸”繞身

目前,中國風電行業面臨三個發展瓶頸。首先,風電并網問題是目前我國風電產業發展的突出瓶頸。據中國電力企業聯合會統計,2009年中國風電裝機總量達2200萬千瓦,并網機組僅有1613萬千瓦,沒有并網的機組超過1／4。同時,風電的特點決定了其負荷難以保持穩定,更不可能與用電負荷同步變化,必須有其他電源承擔適應風電負荷變化要求,增加發電調整能力、調峰能力和儲能能力。這就要求優化電源結構,增加抽水蓄能機組的投運,加大調峰電源建設規模。

為了加強測風的研究和預報,中國目前建成了測風觀測塔約400座。但是,這還遠遠不夠,而要建立風電的預測和預報體系,更需要促使風電場和電網企業實現協調合作。中國電工技術學會名譽理事長周鶴良告訴記者,要實現這一步,國家要考核上網電量,不要只考核裝機容量。因為裝機容易,而并網難。一旦上網電量達到考核指標,國家要對各個環節的單位進行獎勵,提高積極性,包括風電場、電網公司等,特別是電網公司。因為風電并網,主要依靠電網公司來推動。

現在風能資源豐富的地區,大多是當地電網系統小,用電負荷少,對風電的消納能力不足。要解決這一問題,關鍵在于加大跨區聯網建設的力度。

周鶴良指出,發展風電要并網與非并網同步并重發展,形成多元化、均衡化的發展格局。在風能資源豐富的地區,建設大風電基地,建設大電網,還要因地制宜建設中小風電場,滿足偏遠、交通不便地區的用電需求。

其次,風電行業還存在整機廠商產能過剩、設備可靠性不足的問題。目前,國內風機整機廠家眾多,全國已有上百家風電整機組裝、制造企業。而市場總份額的60％主要集中在金風、華銳和東汽手中。這三家是國內具備年產200萬kW以上的企業,剩下的40％市場份額為近百家產能較低的整機廠所激烈爭奪。為防止低水平重復建設,工信部2010年3月發布了風電設備制造準入標準征求意見稿,以提高風電設備的準入門檻,壓縮過剩產能。同時,國家電網也正在研究制定相關技術標準和入網規范。

對此,周鶴良認為,壓縮過剩產能既要著眼于容量,又要向提高設備質量、性能、水平等方向努力。

近年,在政策大力支持下,通過技術引進,我國基本掌握了兆瓦級風電機組制造技術,初步形成了葉片、齒輪箱、發電機和控制系統等主要部件的風電設備產業鏈,但是由于大多數風電企業重制造、輕創新、重引進、輕吸收,使風電的關鍵設備及核心技術受制于國外,風電技術自主創新能力成為軟肋,設備質量特別是關鍵部件的質量亟待提高。再加上我國風電產業急速發展,大量風機匆忙上馬,設備從研發到實際運行的時間大大縮短,這樣由于研發技術準備不足而導致風機在運行中出現了一系列問題。

周鶴良指出,設備可靠性問題將是影響我國風電發展的巨大隱憂。我國的風電設備制造企業必須注重風電的整機優化和主輔匹配,在提高設備可靠性上要下大工夫。

在我國風電數年間急速成長的背景下,多數企業集中于設備制造,而風電產業的研發平臺和公共技術服務體系遠遠沒有跟上行業的發展步伐,有效的產、學、研相結合的技術創新研發體系尚在襁褓之中。

第三就是風電場的運行管理水平太低。不少風電項目建設重視裝機,而忽略了運行。好多風電場無論是維護、維修能力,還是保養、管理能力都有待提高。

對此,周鶴良建議,要探索組建專業性的風電運行技術服務公司,建立風電場維修工廠和區域風電場備件庫,發展現代風電技術服務業。這就類似房地產領域里的物業管理,專門有專業的物業管理公司為業主提供全套的社會化服務。

總體看來,風電作為新興產業,必然會存在一些問題,但這是產業本身發展過程當中的問題,是前進道路中的矛盾。專家建議,決不能因為這些問題而因噎廢食,否定風電發展的作用和意義。風電產業還需要3￣5年的時間才能進入到成熟期。進入成熟期的標志就是以上矛盾能夠得到基本解決,不存在突出的矛盾。同時風機年運行時間能夠超過2000小時。周鶴良也認為,這五年,我們解決了兆瓦級風電從無到有的問題。而下一階段,我們將解決風電的優化發展問題。只要我們循序漸進、穩健地發展風電,避免大起大落,風電產業必將氣象一新,成為實現國家節能減排戰略目標的一支重要力量。