文|光伏頭條
面對能源危機(jī)，風(fēng)電會是一個(gè)好選擇嗎？
近來，俄烏戰(zhàn)爭仍在持續(xù)，能源危機(jī)依舊嚴(yán)峻。未來，戰(zhàn)爭如何走向，世界格局如何演變，我們不得而知。但可以預(yù)見的是，這場戰(zhàn)爭給世界各國在能源問題上敲響了警鐘。
其實(shí)，自2021年以來，天然氣、油價(jià)、電價(jià)均飆漲。彼時(shí)，歐洲電價(jià)攀升至10多年來最高水平，日本高峰時(shí)段電力供應(yīng)現(xiàn)貨價(jià)格折合人民幣2.76元/千瓦時(shí)，印度煤炭供應(yīng)嚴(yán)重短缺，多個(gè)城市面臨停電窘境。
我國情況也不樂觀，隨著煤炭價(jià)格的飛漲以及能耗雙控等措施的落實(shí)，多個(gè)省份發(fā)布了限電政策，有地區(qū)甚至無奈對居民用電進(jìn)行了部分拉閘限制。
一場能源危機(jī)，席卷全球。
但誰也沒想到，全球疫情影響帶來的“能源荒”還未消化，俄烏戰(zhàn)爭又使得能源緊缺雪上加霜。
能源安全即國家安全，數(shù)次能源危機(jī)以及因?yàn)槟茉匆鸬膽?zhàn)爭，讓各國將目光逐步投向可再生能源，風(fēng)能、太陽能等更是被視為戰(zhàn)略資產(chǎn)，得到越來越多的認(rèn)可。
今天我們就來聊一聊可再生能源之一的風(fēng)能。
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談到對風(fēng)的利用，我們首先想到的是風(fēng)車。
歷史記載，公元前2世紀(jì)，古波斯人已經(jīng)開始利用垂直風(fēng)車來碾米。10世紀(jì)，伊斯蘭人發(fā)明風(fēng)車技術(shù)。11世紀(jì)，風(fēng)車已被廣泛普及于中東地區(qū)。13世紀(jì)，風(fēng)車已成為歐洲地區(qū)不可缺少的原動機(jī)，荷蘭更是以風(fēng)車之國著稱。18世紀(jì)，風(fēng)車對北美墾荒的成功實(shí)施起到了重要作用。
其實(shí)，人們最早利用風(fēng)能始于五千年前，古埃及人發(fā)明風(fēng)力驅(qū)動的帆船，沿尼羅河航行。
我國也在很早之前就利用風(fēng)帆為船舶提供動力，使用風(fēng)能提水、灌溉、磨面、舂米。
隨著人們對風(fēng)的認(rèn)識，風(fēng)能開始用于人們生產(chǎn)，但是風(fēng)的潛力還是未被充分認(rèn)識。
直至十八世紀(jì)初，橫掃英法兩國的一次狂暴大風(fēng)。據(jù)記載，這場暴風(fēng)吹毀了四百座風(fēng)力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。
僅就拔樹一事而論，風(fēng)在數(shù)秒鐘內(nèi)就發(fā)出了一千萬馬力（即750萬千瓦）的功率！
有人估計(jì)過，地球上可用來發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。即使當(dāng)前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，也只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。
這組數(shù)據(jù)準(zhǔn)確不準(zhǔn)確暫且不論，但風(fēng)的威力是再次引起了人類的注意，風(fēng)能等待人們?nèi)ラ_發(fā)。
1887年7月，蘇格蘭學(xué)者James Blyth在他的度假別墅里，建成了第一臺風(fēng)電機(jī)組，用于蓄電池充電和別墅照明。
1888年冬，美國人安裝了一臺被現(xiàn)代人認(rèn)為是第一臺自動運(yùn)行的且用于發(fā)電的風(fēng)力機(jī)。
同一時(shí)期，丹麥工程師Poul La Cour經(jīng)過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：轉(zhuǎn)速慢且葉片多的風(fēng)電機(jī)組性能低于轉(zhuǎn)速快且葉片少的風(fēng)電機(jī)組性能?；诖嗽?，他試制了一臺含4組葉片且額定容量為25 kW的風(fēng)電機(jī)組，為現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)組奠定了基礎(chǔ)。
但風(fēng)電并沒有廣泛應(yīng)用起來，一是煤炭等資源價(jià)格普遍低廉，發(fā)電成本低；二是風(fēng)力發(fā)電經(jīng)濟(jì)性較差且不穩(wěn)定，受到工業(yè)界冷遇。
直至1970年代后，隨著風(fēng)機(jī)制造和大興軍工技術(shù)的突破，延伸至風(fēng)力發(fā)電，風(fēng)電技術(shù)得到快速發(fā)展。
20世紀(jì)下半葉世界石油危機(jī)之后，在化石能源告急和生態(tài)環(huán)境惡化的背景下，風(fēng)能作為一種清潔高效的可再生能源，在西方國家得到迅猛發(fā)展。
截止2020年年底全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)量約743GW，其中陸上風(fēng)電710.5GW，海上風(fēng)電裝機(jī)量約32.5GW。
我國風(fēng)電行業(yè)起步始于上世紀(jì)七八十年代，1986年，我國第一座風(fēng)電場——馬蘭風(fēng)力發(fā)電廠在山東榮成并網(wǎng)發(fā)電，是我國風(fēng)電歷史上的里程碑，標(biāo)志著中國風(fēng)電的開端。
此后，經(jīng)過三十多年產(chǎn)業(yè)化探索，到2008-2010年，中國風(fēng)電在經(jīng)歷跑馬圈地的高速發(fā)展后，風(fēng)電裝機(jī)量躍居世界第一。
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我國風(fēng)能資源豐富，無論是陸上還是海上。
但從資源稟賦上看，我國陸上風(fēng)電的開發(fā)主要集中在“三北”地區(qū)，電力耗量大的南部及中東南部地區(qū)則處在低風(fēng)速區(qū)域。
近年來，為促進(jìn)可再生能源發(fā)展，也為滿足中東南部電力負(fù)荷高峰區(qū)域供電需求，我國陸上風(fēng)電“開發(fā)地圖”明顯出現(xiàn)了“南移”。
這主要得益于技術(shù)進(jìn)步。據(jù)了解，目前我國可開發(fā)的風(fēng)速在不斷下探，現(xiàn)在5米/秒甚至以下的低風(fēng)速資源區(qū)也都進(jìn)入了可開發(fā)的風(fēng)區(qū)資源范圍。
國家能源局公布的2021年前三季度風(fēng)電新增并網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2021年1-9月期間，全國風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)1643萬千瓦，其中約有60%分布在中東部和南方地區(qū)，約40%分布于風(fēng)電傳統(tǒng)區(qū)域“三北”地區(qū)。
中國可再生能源學(xué)會公布的最新數(shù)據(jù)也顯示，2020年，國內(nèi)低風(fēng)速區(qū)域內(nèi)的風(fēng)電裝機(jī)主要分布在河南、安徽、江西、湖南和湖北五省，與2019年相比，安徽、河南兩省新增裝機(jī)增速超過100%，湖南、湖北兩省裝機(jī)同比增速均超過了80%。
陸上風(fēng)電進(jìn)入高速發(fā)展期。
相比陸上風(fēng)電，我國海上風(fēng)電起步更晚。
2007年11月，中海油渤海灣鉆井平臺實(shí)驗(yàn)機(jī)組建成運(yùn)行，標(biāo)志著我國海上風(fēng)電正式開始。
2010年6月，我國首個(gè)、同時(shí)也是亞洲首個(gè)大型海上風(fēng)電場——東海大橋100MW 海上風(fēng)電場并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)邁出了第一步。
這些年，我國海上風(fēng)電發(fā)展迅速，數(shù)據(jù)顯示，2020年海上風(fēng)電新增裝機(jī)量超過300萬千瓦，占全球新增裝機(jī)量的50.45%。此時(shí)，我國海上風(fēng)電總?cè)萘恳呀?jīng)超過德國，僅次于英國，成為全球第二大海上風(fēng)電市場。
近日，廣東、江蘇、浙江等多沿海省份陸續(xù)出臺“十四五”規(guī)劃，積極謀劃海上風(fēng)電開發(fā)，明確進(jìn)一步擴(kuò)大裝機(jī)規(guī)模，數(shù)據(jù)顯示，未來五年內(nèi)我國海上風(fēng)電裝機(jī)將突破30GW。要知道三峽水電站這種世界級的水電站裝機(jī)容量也才2250萬千瓦，這意思是，海上風(fēng)力發(fā)電的總裝機(jī)容量將會達(dá)到三峽水電站的約1.5倍。
雖然風(fēng)力發(fā)電的總裝機(jī)容量已很客觀，但只有少部分地區(qū)的群眾才能享受到風(fēng)電的“福利”。
2021年10月17日，多家風(fēng)電企業(yè)在“風(fēng)電伙伴行動”計(jì)劃中提出，力爭在2025年將近海和深遠(yuǎn)海風(fēng)電度電成本分別降至0.4元和0.5元。
海上風(fēng)電即將進(jìn)入平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代，但實(shí)現(xiàn)真正意義上的平價(jià)還需要時(shí)間。
畢竟海上風(fēng)電要想實(shí)現(xiàn)平價(jià)，首先需要降本增效，而這需要整機(jī)廠商和主要業(yè)務(wù)鏈條企業(yè)共同努力，其中，繞不開的就是技術(shù)問題。
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眾所周知，歐洲是全球最早商業(yè)化發(fā)展海上風(fēng)電的地區(qū)，技術(shù)、供應(yīng)鏈、政策和資金體系發(fā)展相對成熟。我國風(fēng)電起步晚，技術(shù)上幾乎一片空白，尤其風(fēng)機(jī)制造技術(shù)。
有著“海上風(fēng)電之父”之稱的Stiesdal A/S首席執(zhí)行官Henrik Stiesdal在2019全球海上風(fēng)電發(fā)展大會談起第一次與中國合作海上風(fēng)電項(xiàng)目時(shí)，感慨地說，30多年前，中國剛啟動海上風(fēng)電項(xiàng)目，因?yàn)槭堑谝淮卧囁?，沒有人知道怎么建設(shè)，怎么安裝，怎么運(yùn)維，一切都是從頭開始 ，都是摸著石頭過河。
既然沒有技術(shù)我們就從外面引進(jìn)，早年國內(nèi)一些主要知名企業(yè)的核心技術(shù)一般都是從國外引進(jìn)，尤其是從丹麥、德國、西班牙這樣現(xiàn)代風(fēng)機(jī)比較先進(jìn)的國家引進(jìn)。
就拿我國第一座風(fēng)電場——馬蘭風(fēng)力發(fā)電廠來說，其機(jī)組是相關(guān)部門從丹麥引進(jìn)的。丹麥的維斯塔斯曾長期雄踞全球風(fēng)力發(fā)電機(jī)霸主，至今地位顯著。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)初，占據(jù)國內(nèi)風(fēng)機(jī)市場半壁江山的仍然是GE、維斯塔斯及西門子歌美颯三大國際巨頭。直到2006年，國內(nèi)風(fēng)電整機(jī)企業(yè)的市場占有率還不足50%。
但進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴，后續(xù)服務(wù)跟不上，最主要的是核心技術(shù)缺失制約了我國企業(yè)發(fā)展，我國風(fēng)電發(fā)展急需破局。
為了擺脫對國外技術(shù)引進(jìn)的長期依賴，更為了促進(jìn)我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，真正掌握核心的陸上和海上大型風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)與研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)成為我們必須盡快解決的關(guān)鍵任務(wù)。
“九五”和“十五”期間，我國政府組織實(shí)施了“乘風(fēng)計(jì)劃”、國家科技攻關(guān)計(jì)劃，以及國債項(xiàng)目和風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目，支持建立了首批6家風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)，進(jìn)行風(fēng)電技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收。
2006年，我國政府實(shí)施了《可再生能源法》，風(fēng)電正式進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)應(yīng)用的階段。
在科技部主導(dǎo)下，我國針對風(fēng)電整機(jī)技術(shù)水平低、自主研制能力差、產(chǎn)業(yè)不完整、可持續(xù)發(fā)展能力弱等問題，規(guī)劃了風(fēng)電整機(jī)成套設(shè)備、關(guān)鍵零部件、海上風(fēng)電、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系等4個(gè)主要研究方向，由全國23家單位共同承擔(dān)，項(xiàng)目直接推動了中國風(fēng)電配套產(chǎn)業(yè)鏈及其產(chǎn)品創(chuàng)新機(jī)制的建立、發(fā)展和完善。
此后，我國陸續(xù)制定出臺了促進(jìn)風(fēng)電等可再生能源發(fā)展的相關(guān)法規(guī)和扶持政策，眾多國內(nèi)外企業(yè)大舉投入中國風(fēng)電制造業(yè)，大多瞄準(zhǔn)了風(fēng)電整機(jī)制造。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在2008年，進(jìn)入風(fēng)電整機(jī)制造業(yè)的國內(nèi)企業(yè)一度多達(dá)80家，其中代表企業(yè)有金風(fēng)、運(yùn)達(dá)風(fēng)電、東方電氣、華銳、國電聯(lián)合動力、廣東明陽、上海電氣等，他們利用自身相關(guān)技術(shù)和工業(yè)基礎(chǔ)，通過聯(lián)合設(shè)計(jì)或引入戰(zhàn)略合作方從事發(fā)展風(fēng)電機(jī)組的整機(jī)設(shè)計(jì)和制造。
經(jīng)過多年發(fā)展，涵蓋原材料加工、零部件制造、整機(jī)制造、開發(fā)建設(shè)、技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)和檢測認(rèn)證體系等各個(gè)環(huán)節(jié)的風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)有了相當(dāng)大的提高，一個(gè)具有競爭力的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系已初步形成。
2021年5月22日，中國華能牽頭，與中國海裝聯(lián)合研制的國內(nèi)首臺華能-海裝H171-5兆瓦型國產(chǎn)化高速永磁式海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在江蘇如東基地成功生產(chǎn)下線，標(biāo)志著國內(nèi)首次全面掌握了海上風(fēng)電機(jī)組關(guān)重部件的核心技術(shù)，打破了國外的技術(shù)壟斷和封鎖，對實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電平價(jià)意義重大。
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目前，我國風(fēng)電已進(jìn)入平價(jià)時(shí)代，但風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)之路并非一帆風(fēng)順。
隨著風(fēng)電裝機(jī)成本及運(yùn)營成本的下降，近些年來我國政府在不斷調(diào)低了風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)。
2021年1月1日開始，根據(jù)國家發(fā)展改革委等有關(guān)部門文件，新核準(zhǔn)的陸上風(fēng)電項(xiàng)目全面實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，國家不再補(bǔ)貼。
我國陸上風(fēng)電迎來平價(jià)時(shí)代。
雖然海上風(fēng)電也到了平價(jià)時(shí)代，但業(yè)內(nèi)人士表示，要實(shí)現(xiàn)真正意義上的平價(jià)還需要兩三年時(shí)間。
因?yàn)榕c陸上風(fēng)電不同，海上風(fēng)電成本構(gòu)成來源更多元，降本涉及的環(huán)節(jié)更復(fù)雜。
數(shù)據(jù)顯示，在海上風(fēng)電成本構(gòu)成中，風(fēng)機(jī)葉片、傳動系統(tǒng)以及塔筒分別占比為6%、18%、8%，安裝成本為20%，海上電力設(shè)施以及海上風(fēng)電基座等成本占比25%，其余還包括前期勘察、工程維護(hù)管理、保險(xiǎn)等費(fèi)用。
行業(yè)普遍認(rèn)為風(fēng)機(jī)大型化是降低海上風(fēng)電成本最有效的途徑，于是肉眼可見地，風(fēng)機(jī)的容量和單個(gè)葉片都在變得越來越大。
海上風(fēng)機(jī)不但要能抵御大風(fēng)，抗腐蝕，更重要的是故障率低。因?yàn)槠渚S護(hù)成本太高，大約占到度電成本的25%。這就對機(jī)組的可靠性，對風(fēng)機(jī)企業(yè)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力都提出了更高的要求。
盡管廣東、浙江等省份陸續(xù)出臺了力度不一的地補(bǔ)政策，但對于海上風(fēng)電開發(fā)而言，電價(jià)沒有辦法完全覆蓋投資及建設(shè)成本，投資收益率較難保證仍然是目前面臨的最大問題。
補(bǔ)貼發(fā)展不是長久之計(jì)，風(fēng)電行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)市場化，終究還是需要“斷奶”。
此外，還值得的注意的是，我們在關(guān)注設(shè)備制造成本、度電成本、運(yùn)營成本的時(shí)候，也應(yīng)該關(guān)注一個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目的融資成本。
畢竟風(fēng)電項(xiàng)目投資大，回報(bào)周期長，若想完全市場化，還需要社會資本更多參與。
構(gòu)建綠源金融體系，實(shí)現(xiàn)股權(quán)融資、債務(wù)融資等融資渠道多元化，以降低風(fēng)電項(xiàng)目融資門檻和融資成本。
在建設(shè)成本及融資成本雙雙降低情況下，風(fēng)電市場化會更加順暢，這也為我國在面對全球能源危機(jī)下，提供了更多籌碼。此外，在實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，風(fēng)電還將發(fā)揮更大的作用。