想说点啥丨我国风电行业发展回顾及趋势分析
想说点啥丨我国风电行业发展回顾及趋势分析
在全球风电发展及中国“双碳”政策背景下,可再生清洁能源发电作为中国未来发展的重点领域和主要布局点,风力发电行业步入快车道,未来发展环境将持续向好。其中,深远海将成为我国海上风电开发的重要组成部分,预期相关政策及规划有望在2024年逐步落地,将进一步打开海风发展空间。
一、风电行业基本信息介绍
风力发电是一种清洁能源技术,风力发电的原理是利用风力带动风机叶片旋转,再透过增速装置提升转速,驱动发电机发电,将风能转化为机械能源,然后再转变成电力。一套风电机组(风机)由叶片、齿轮箱、电机、轴承、风塔、机舱罩、控制系统等部件组成,依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电可以分为*上风力发电和海上风力发电。
(一)风电行业发展历程
从发展历程上看,我国风电主要经历了五个阶段:
1.建立阶段:1986年-2002年。初期示范及产业化建立阶段,我国风电场建设始于1986年一一马兰风电场在山 (略) 发电,标志着中国凤电的开端。在其后的十余年中,我国风电建设经历了初期示范和产业化建立阶段,装机容量缓慢增长。
2.上行阶段:2003年-2010年。政策驱动行业快速上行,机型跨越升级。在此阶段,我国风电新增装机激增,年均复合增速达112.1%。2003年起,随着国家发改委出台《风电特许权项目前期工作管理办法》,推出“风电特许权项目”,风电场建设进入规模化及国产化阶段,装机容量增长迅速。
3.洗牌阶段:2011年-2012年。行业调整洗牌——“适者生存”。此前风电行业发展过快,使 (略) 建设滞后于风电建设、国产风电机组质量安全问题频发等问题逐渐凸显。
4.复苏阶段:2013年-2015年。走出寒冬,复苏回暖。调整洗牌后,中国风电产业过热势头已基本遏制,2013-2015年风电新增装机复合增速为38.3%,发展模式基本实现了从重规模、重速度、重装机到重效益、重质量、重电量的转变。
5.求质阶段:2016年-至今。政策频出改善弃风限电难题,受2015年抢装透支影响,2016-2017年行业新增装机规模放缓,弃风限电现象再次加剧。此时国内政策端对风电产业的支持力度在不断加码,弃风限电在2017年开始缓解, (略) 场改革为新能源成长打开新的空间。
通过复盘我国风电装机周期变迁,综合不同阶段影响装机的主要因素,可以看到国家政策性 (略) 消纳水平是影响风电装机的两大核心因素。
(二)风力发电设备种类简介
1.水平轴风力发电机
对于风力发电,多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置,能随风向改变而转动。是目前应用最广泛的类型。
2.垂直轴风力发电机
与水平轴型相比,垂直轴风力发电机最大的不足在其功率很难坐到兆瓦级别。垂直轴风力发电机主要特点如下:风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向,垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风,在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势,它不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力。主要分为阻力型和升力型。阻力型垂直轴风力发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力的,而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力的。由于叶片在旋转过程中,随着转速的增加阻力急剧减小,而升力反而会增大,所以升力型的垂直轴风力发电机的效率要比阻力型的高很多。主要类型有达里厄型和马格努斯型、S型等三种。
3.径流双轮效应风轮
一种新型的风力发电设备,其核心技术是利用风轮上下两个转轮间的径流双轮效应来提高发电效率。传统的风力发电设备只有一个水平转轮,风向发生变化时会导致转轮受到侧向风力影响,从而影响发电效率。而径流双轮效应风轮则在水平转轮的上下方分别增加了一个竖直转轮,通过对风的分流作用来减小侧向风力对转轮的影响,从而提高发电效率。该设备的优点还包括:可以利用低速风资源发电、噪音低、对环境影响小等。因此,径流双轮效应风轮被认为是未来风力发电的一个重要发展方向。
(三)风电核心部件介绍
风力发电机主要由叶轮、机舱、塔筒三部分构成。其中,叶轮负责将风能转化为机械能,继而通过发电机转化为电能,风电叶片的尺寸、形状直接决定了能量转化效率,也直接决定了机组功率和性能,是风电发电机的“灵魂”,占风力发电机成本的22%。
风电叶片是风电机组中将自然界风能转换为风力发电机组电能的核心部件,也是衡量风电机组设计和技术水平的主要依据。随着风电行业的加速发展,风力发电整机容量不断增长,对风电叶片的体积、长度、质量等方面要求愈来愈高,叶片制作、生产过程工艺控制、叶片维护等方面实际操作难度日益提升,风电叶片行业技术、工艺创新需求持续增长。
二、风电行业发展现状
随着“十四五”规划、碳达峰和碳中和政策的推出,可再生清洁能源发电成为了中国未来发展的重点领域和主要布局点,风力发电、清洁能源等行业的大力发展而步入快车道,未来行业的发展环境将持续向好。国家政策层面也将持续推进支持建设。在“十四五”规划中,国家明确2030年风电和太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。在空间布局上,要以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点加快建设大型风电,同时稳妥推进海上风电基地的建设。
(一) (略) 场高速发展
全国能源消费量保持高速增长。数据显示,2022年,我国生产总值超*亿元。各产业经济规模的快速发展,拉 (略) 场消费总量保持高速增长。
根据国家统计局数据,2023年,我国规模以上企业生产原煤46.6亿吨,同比增长2.9%,进口煤炭4.7亿吨,同比增长61.8%,国内煤炭供应累计51.3亿吨,创历史新高。水电、核电、风电和太阳能发电等清洁能源发电2.*亿千瓦时,比上年增长3.1%。全国水电、风电和太阳能发电等可再生能源发电装机规模再创新高,超过14亿千瓦,占比过半。2023年全社会能源消费总量比上年增长5.7%,非化石能源占能源消费总量的比重稳步提升,比上年提高0.2个百分点。
2023年可再生能源成为保障电力供应新力量,总装机年内连续突破13亿、14亿大关,达到14.5亿千瓦,占全国发电总装机比重超过50%,历史性超过火电装机。 (略) 场的发展特点为风电行业提供了良好的发展环境。
(二) (略) 场迎来快速增长
风电作为一种可再生能源发电技术,受到越来越多国家的重视,其发展和应用已遍布全球,根据全球风能理事会(GWEC)预测,全球风电装机将迎来快速增长,预计到2027年年新增装机将达到157GW。海风装机未来几年也将高速增长,2023-2025年,装机预计分别达到15、17、26GW,其中2024 (略) 场、2025 (略) 场贡献增量。从2026年开始欧洲海风装机将达到10GW级别,2029年达到20GW级别。此外,2025年开始,亚太地区(除中国)海风装机也将起量, (略) 场有望为国内海风产业贡献明显的订单增量。
近年来,在全球“双碳”政策背景下,风力发电已经成为除光伏外全球经济体能源转型的重要新方向,要完成各省十四五规划目标,对应2024-2025 (略) 需达30GW,当前存量海风项目加快审批与开工节奏,预计2024年海风开工规模将达到15GW, (略) 在10GW以上。此外,在2023年国家能源局表示,将出台《深远海海上风电开发建设管理办法》并制定全国深远海海上风电规划,深远海将成为海上风电开发的重要组成部分,预期相关政策及规划有望自2024年起逐步落地,该系列工作将进一步打开海风发展空间。
我国在风电技术研发和生产方面也不断增加投入、提升技术水平和产能,已成为全球领先的风电制造国家。截至2022年底,累计装机超过*台,容量超3.9亿千瓦,同比增长14.1%;其中,*上累计装机容量3.6亿千瓦,占全部累计装机容量的92.3%,海上累计装机容量*千瓦,占全部累计装机容量的7.7%。
2024年1月26日,国家能源局发布2023年全国电力工业统计数据。截至2023年12月底,全国累计风电装机容量约4.4亿千瓦,同比增长20.7%,新增。2023年1-11月,风电设备累计利用2029小时,比上年同期增加21小时,风电工程投资额完成2020亿元,同比增长33.7%。在全球风电发展及中国“双碳”政策背景下,未 (略) 场将继续保持增长趋势。
三、行业发展趋势
总体上,中国风电行业未来发展的主要趋势体现为以下几点:
一是海上风电快速发展。中国拥有丰富的海上风能资源,尤其是在东海和南海地区。未来,海上风电将成为风力发电的主要增长领域。政府鼓励海上风电项目的开发,并投资于海上风电基础设施。
二是装机容量的持续增加。随着技术 (略) 场需求的增加,中国的风力发电装机容量将继续增加。政府设定了各种目标,如“十四五”规划中的可再生能源目标,这将推动更多的风力发电项目的建设。
三是技术创新和成本下降。风力发电技术将继续创新,以提高效率和可靠性。同时,生产规模扩大和经验积累将有助于降低风力发电的生产成本,使其更具竞争力。
其中,技术创新是最为核心与关键的部分,是推动风电行业更强更好发展的重要动力, (略) 径可概括为以下四个方向:
1.风机大型化。风机的单机容量不断增大,从而降低了单位电量的成本和风场的占地面积。
2.风机智能化。随着数字化、 (略) 、人工智能等技术的发展,风机的智能化水平不断提高,从而提高了风机的性能和可靠性,降低了运维成本和风险。
3. (略) 线的多样化。风 (略) 线主要分为两种:直驱和半直驱。直驱风机是指风机的叶轮直接连接发电机,无需齿轮箱,从而降低了风机的重量和噪音,提高了风机的效率和可靠性。半直驱风机是指风机的叶轮通过一级齿轮箱连接发电机,相比于传统的多级齿轮箱,半直驱风机的齿轮箱更小更轻,也更容易维护。目前, (略) (略) 线呈现出多样化的趋势,不同的风机企业根据自身的 (略) 场需求选择不 (略) 线。
4.风机创新设计。风机的创新设计也是提升风机性能的重要手段。例如,双转子风机是一种将两个相反旋转的风轮安装在同一轴上的风机,可以有效降低风机的尾流损失,提高风机的功率系数和效率。目前,双转子风机还处于研发阶段,但已经引起了风机企业和研究机构的关注。
我国风电行业发展 (略) 场的支撑,我国风力发电企业将继续积 (略) 场竞争出口风力发电设备并参与全球风力发电项目。相关技术和设备 (略) 场上得到了验证并取得了成功,是我国风电行业在国际竞争中的新优势,并对国内电力行业是新机会。对优化电力生产结构和电力上下游产业起到了
四、行业发展建议
在双碳政策严格落实的背景下,风电行业作为我国的优势领域,势必成为新能源、清洁能源体系发展的重点。针对目前的具体情况,本文给出以下三方面的发展建议:
一 (略) 的升级和扩容。 (略) 的接入能力和灵活性;推进跨区域和跨国家的电力互联和贸易,实现风能风电的优化配置和平衡消纳;发展多元化的 (略) 场机制,增加风能风电的消纳渠道,给予发用电两侧价格激励;促进风能风电与储能、氢能等技术的融合发展,提高风能风电的可调度性和可储存性。
二是加快风机的技术进步和创新。持续提高风机的性能和可靠性,降低风机的制造成本和维护成本;推进风场的规模化和集约化,提高风场的效率和利用率,降低风场的建设成本和运营成本;发展风能风电的融资渠道和模式,降低风能风电的融资成本和风险;完善风能风电的政策支持和补贴机制,提高风能风电的收益水平和稳定性。
三是加强风能风电的环境影响评估和监测。减少风能风电的负面影响,提高风能风电的环境友好性;加强风能风电的社会沟通和参与,增加风能风电的社会支持和共识,提高风能风电的社会合法性;加强风能风电的社会效益和公益,增加风能风电的社会价值和贡献,提高风能风电的社会影响力。
在全球风电发展及中国“双碳”政策背景下,可再生清洁能源发电作为中国未来发展的重点领域和主要布局点,风力发电行业步入快车道,未来发展环境将持续向好。其中,深远海将成为我国海上风电开发的重要组成部分,预期相关政策及规划有望在2024年逐步落地,将进一步打开海风发展空间。
一、风电行业基本信息介绍
风力发电是一种清洁能源技术,风力发电的原理是利用风力带动风机叶片旋转,再透过增速装置提升转速,驱动发电机发电,将风能转化为机械能源,然后再转变成电力。一套风电机组(风机)由叶片、齿轮箱、电机、轴承、风塔、机舱罩、控制系统等部件组成,依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电可以分为*上风力发电和海上风力发电。
(一)风电行业发展历程
从发展历程上看,我国风电主要经历了五个阶段:
1.建立阶段:1986年-2002年。初期示范及产业化建立阶段,我国风电场建设始于1986年一一马兰风电场在山 (略) 发电,标志着中国凤电的开端。在其后的十余年中,我国风电建设经历了初期示范和产业化建立阶段,装机容量缓慢增长。
2.上行阶段:2003年-2010年。政策驱动行业快速上行,机型跨越升级。在此阶段,我国风电新增装机激增,年均复合增速达112.1%。2003年起,随着国家发改委出台《风电特许权项目前期工作管理办法》,推出“风电特许权项目”,风电场建设进入规模化及国产化阶段,装机容量增长迅速。
3.洗牌阶段:2011年-2012年。行业调整洗牌——“适者生存”。此前风电行业发展过快,使 (略) 建设滞后于风电建设、国产风电机组质量安全问题频发等问题逐渐凸显。
4.复苏阶段:2013年-2015年。走出寒冬,复苏回暖。调整洗牌后,中国风电产业过热势头已基本遏制,2013-2015年风电新增装机复合增速为38.3%,发展模式基本实现了从重规模、重速度、重装机到重效益、重质量、重电量的转变。
5.求质阶段:2016年-至今。政策频出改善弃风限电难题,受2015年抢装透支影响,2016-2017年行业新增装机规模放缓,弃风限电现象再次加剧。此时国内政策端对风电产业的支持力度在不断加码,弃风限电在2017年开始缓解, (略) 场改革为新能源成长打开新的空间。
通过复盘我国风电装机周期变迁,综合不同阶段影响装机的主要因素,可以看到国家政策性 (略) 消纳水平是影响风电装机的两大核心因素。
(二)风力发电设备种类简介
1.水平轴风力发电机
对于风力发电,多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置,能随风向改变而转动。是目前应用最广泛的类型。
2.垂直轴风力发电机
与水平轴型相比,垂直轴风力发电机最大的不足在其功率很难坐到兆瓦级别。垂直轴风力发电机主要特点如下:风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向,垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风,在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势,它不仅使结构设计简化,而且也减少了风轮对风时的陀螺力。主要分为阻力型和升力型。阻力型垂直轴风力发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力的,而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力的。由于叶片在旋转过程中,随着转速的增加阻力急剧减小,而升力反而会增大,所以升力型的垂直轴风力发电机的效率要比阻力型的高很多。主要类型有达里厄型和马格努斯型、S型等三种。
3.径流双轮效应风轮
一种新型的风力发电设备,其核心技术是利用风轮上下两个转轮间的径流双轮效应来提高发电效率。传统的风力发电设备只有一个水平转轮,风向发生变化时会导致转轮受到侧向风力影响,从而影响发电效率。而径流双轮效应风轮则在水平转轮的上下方分别增加了一个竖直转轮,通过对风的分流作用来减小侧向风力对转轮的影响,从而提高发电效率。该设备的优点还包括:可以利用低速风资源发电、噪音低、对环境影响小等。因此,径流双轮效应风轮被认为是未来风力发电的一个重要发展方向。
(三)风电核心部件介绍
风力发电机主要由叶轮、机舱、塔筒三部分构成。其中,叶轮负责将风能转化为机械能,继而通过发电机转化为电能,风电叶片的尺寸、形状直接决定了能量转化效率,也直接决定了机组功率和性能,是风电发电机的“灵魂”,占风力发电机成本的22%。
风电叶片是风电机组中将自然界风能转换为风力发电机组电能的核心部件,也是衡量风电机组设计和技术水平的主要依据。随着风电行业的加速发展,风力发电整机容量不断增长,对风电叶片的体积、长度、质量等方面要求愈来愈高,叶片制作、生产过程工艺控制、叶片维护等方面实际操作难度日益提升,风电叶片行业技术、工艺创新需求持续增长。
二、风电行业发展现状
随着“十四五”规划、碳达峰和碳中和政策的推出,可再生清洁能源发电成为了中国未来发展的重点领域和主要布局点,风力发电、清洁能源等行业的大力发展而步入快车道,未来行业的发展环境将持续向好。国家政策层面也将持续推进支持建设。在“十四五”规划中,国家明确2030年风电和太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。在空间布局上,要以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点加快建设大型风电,同时稳妥推进海上风电基地的建设。
(一) (略) 场高速发展
全国能源消费量保持高速增长。数据显示,2022年,我国生产总值超*亿元。各产业经济规模的快速发展,拉 (略) 场消费总量保持高速增长。
根据国家统计局数据,2023年,我国规模以上企业生产原煤46.6亿吨,同比增长2.9%,进口煤炭4.7亿吨,同比增长61.8%,国内煤炭供应累计51.3亿吨,创历史新高。水电、核电、风电和太阳能发电等清洁能源发电2.*亿千瓦时,比上年增长3.1%。全国水电、风电和太阳能发电等可再生能源发电装机规模再创新高,超过14亿千瓦,占比过半。2023年全社会能源消费总量比上年增长5.7%,非化石能源占能源消费总量的比重稳步提升,比上年提高0.2个百分点。
2023年可再生能源成为保障电力供应新力量,总装机年内连续突破13亿、14亿大关,达到14.5亿千瓦,占全国发电总装机比重超过50%,历史性超过火电装机。 (略) 场的发展特点为风电行业提供了良好的发展环境。
(二) (略) 场迎来快速增长
风电作为一种可再生能源发电技术,受到越来越多国家的重视,其发展和应用已遍布全球,根据全球风能理事会(GWEC)预测,全球风电装机将迎来快速增长,预计到2027年年新增装机将达到157GW。海风装机未来几年也将高速增长,2023-2025年,装机预计分别达到15、17、26GW,其中2024 (略) 场、2025 (略) 场贡献增量。从2026年开始欧洲海风装机将达到10GW级别,2029年达到20GW级别。此外,2025年开始,亚太地区(除中国)海风装机也将起量, (略) 场有望为国内海风产业贡献明显的订单增量。
近年来,在全球“双碳”政策背景下,风力发电已经成为除光伏外全球经济体能源转型的重要新方向,要完成各省十四五规划目标,对应2024-2025 (略) 需达30GW,当前存量海风项目加快审批与开工节奏,预计2024年海风开工规模将达到15GW, (略) 在10GW以上。此外,在2023年国家能源局表示,将出台《深远海海上风电开发建设管理办法》并制定全国深远海海上风电规划,深远海将成为海上风电开发的重要组成部分,预期相关政策及规划有望自2024年起逐步落地,该系列工作将进一步打开海风发展空间。
我国在风电技术研发和生产方面也不断增加投入、提升技术水平和产能,已成为全球领先的风电制造国家。截至2022年底,累计装机超过*台,容量超3.9亿千瓦,同比增长14.1%;其中,*上累计装机容量3.6亿千瓦,占全部累计装机容量的92.3%,海上累计装机容量*千瓦,占全部累计装机容量的7.7%。
2024年1月26日,国家能源局发布2023年全国电力工业统计数据。截至2023年12月底,全国累计风电装机容量约4.4亿千瓦,同比增长20.7%,新增。2023年1-11月,风电设备累计利用2029小时,比上年同期增加21小时,风电工程投资额完成2020亿元,同比增长33.7%。在全球风电发展及中国“双碳”政策背景下,未 (略) 场将继续保持增长趋势。
三、行业发展趋势
总体上,中国风电行业未来发展的主要趋势体现为以下几点:
一是海上风电快速发展。中国拥有丰富的海上风能资源,尤其是在东海和南海地区。未来,海上风电将成为风力发电的主要增长领域。政府鼓励海上风电项目的开发,并投资于海上风电基础设施。
二是装机容量的持续增加。随着技术 (略) 场需求的增加,中国的风力发电装机容量将继续增加。政府设定了各种目标,如“十四五”规划中的可再生能源目标,这将推动更多的风力发电项目的建设。
三是技术创新和成本下降。风力发电技术将继续创新,以提高效率和可靠性。同时,生产规模扩大和经验积累将有助于降低风力发电的生产成本,使其更具竞争力。
其中,技术创新是最为核心与关键的部分,是推动风电行业更强更好发展的重要动力, (略) 径可概括为以下四个方向:
1.风机大型化。风机的单机容量不断增大,从而降低了单位电量的成本和风场的占地面积。
2.风机智能化。随着数字化、 (略) 、人工智能等技术的发展,风机的智能化水平不断提高,从而提高了风机的性能和可靠性,降低了运维成本和风险。
3. (略) 线的多样化。风 (略) 线主要分为两种:直驱和半直驱。直驱风机是指风机的叶轮直接连接发电机,无需齿轮箱,从而降低了风机的重量和噪音,提高了风机的效率和可靠性。半直驱风机是指风机的叶轮通过一级齿轮箱连接发电机,相比于传统的多级齿轮箱,半直驱风机的齿轮箱更小更轻,也更容易维护。目前, (略) (略) 线呈现出多样化的趋势,不同的风机企业根据自身的 (略) 场需求选择不 (略) 线。
4.风机创新设计。风机的创新设计也是提升风机性能的重要手段。例如,双转子风机是一种将两个相反旋转的风轮安装在同一轴上的风机,可以有效降低风机的尾流损失,提高风机的功率系数和效率。目前,双转子风机还处于研发阶段,但已经引起了风机企业和研究机构的关注。
我国风电行业发展 (略) 场的支撑,我国风力发电企业将继续积 (略) 场竞争出口风力发电设备并参与全球风力发电项目。相关技术和设备 (略) 场上得到了验证并取得了成功,是我国风电行业在国际竞争中的新优势,并对国内电力行业是新机会。对优化电力生产结构和电力上下游产业起到了
四、行业发展建议
在双碳政策严格落实的背景下,风电行业作为我国的优势领域,势必成为新能源、清洁能源体系发展的重点。针对目前的具体情况,本文给出以下三方面的发展建议:
一 (略) 的升级和扩容。 (略) 的接入能力和灵活性;推进跨区域和跨国家的电力互联和贸易,实现风能风电的优化配置和平衡消纳;发展多元化的 (略) 场机制,增加风能风电的消纳渠道,给予发用电两侧价格激励;促进风能风电与储能、氢能等技术的融合发展,提高风能风电的可调度性和可储存性。
二是加快风机的技术进步和创新。持续提高风机的性能和可靠性,降低风机的制造成本和维护成本;推进风场的规模化和集约化,提高风场的效率和利用率,降低风场的建设成本和运营成本;发展风能风电的融资渠道和模式,降低风能风电的融资成本和风险;完善风能风电的政策支持和补贴机制,提高风能风电的收益水平和稳定性。
三是加强风能风电的环境影响评估和监测。减少风能风电的负面影响,提高风能风电的环境友好性;加强风能风电的社会沟通和参与,增加风能风电的社会支持和共识,提高风能风电的社会合法性;加强风能风电的社会效益和公益,增加风能风电的社会价值和贡献,提高风能风电的社会影响力。
最近搜索
无
热门搜索
无