我国风电设备的发展途径及建议
东方电气东方汽轮机有限公司 王兵
一、我国风电市场现状
据国家第三次风能资源普查,我国陆地可以开发6亿~10亿千瓦,海上估计达1亿~2亿千瓦,风电可以开发总量在7亿~12亿千瓦,主要集中在“三北”地区和沿海及滩涂地区。
我国的风电在最近两年有突破性的发展,连续两年的增长率超过100%,到2007年累计装机6458台,5890兆瓦,居世界第5,提前3年实现国家提出的2010年5000兆瓦装机目标。
预计今后数年内将保持4000兆瓦/年的增长,2010年前可以累计装机14000兆~15000兆瓦;并预测若2010年后每年新增7000兆~8000兆瓦,2020年保守估计可以实现0.8亿~1.0亿千瓦装机,甚至达1.2亿~1.5亿千瓦。这样的发展速度远远超过国家发改委《可再生能源发展“十一五”规划》提出的目标。
表1 中国2010年风电设备市场规模预测
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2007年装机容量(万千瓦)
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2010年规划装机容量
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新增装机容量(万千瓦)
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类别
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万千瓦
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589
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国家规划
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1000
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411
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589
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保守估计
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1500
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911
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589
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乐观估计
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2000
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1411
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表2 中国2020年风电设备市场规模预测
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2010年装机容量(万千瓦)
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2020年规划装机容量
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新增装机容量(万千瓦)
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类别
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万千瓦
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1500
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国家规划
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3000
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1500
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1500
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保守估计
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10000
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8500
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1500
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乐观估计
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15000
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13500
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二、我国风电技术发展分析
近年来,全球风电技术和市场发展十分迅猛。风电机组的技术发展趋势主要有以下特点:
1、单机容量持续增大
目前,兆瓦级风电机组已成为风电市场中的主流机型,1.5兆瓦机型在我国新开工项目中占主导地位,如我公司的1.5兆瓦机型今年产量已突破800台。近年来,由于欧洲陆地风能资源紧张,近海风能资源的开发进一步加快了大容量风电机组的发展,德国REPOWER公司5兆瓦风电机组也已研制成功。国内各主流厂家均有开发3兆瓦以上风机的计划。
2、风电机组型式多样化
二十世纪八、九十年代,失速型风电机组奠定了现代风力发电机组技术基础。失速技术使风力发电机组的可靠性和寿命大大提高,直到现在都还有一定的生命力。
由于变速变桨风电机组的风能转换效率更高,风电机组的载荷大大小于失速型风电机组,且具有更好的电能质量,使得风电机组功率重量比提高,成为当今风力发电机组的主流技术。目前,市场上主流的变速变桨恒频型风电机组技术为双馈式变桨变速恒频技术。我公司生产的1.5兆瓦机组就是采用了该技术。
三、我国风电设备的发展路线
我国的兆瓦级风电机组从2004年开始起步并进入了较快的发展阶段。分析国内主流厂商如华锐及东方等企业的发展过程,均经过以下几个阶段:
1、引进技术,消化吸收
风电技术是一项综合性很强的技术。涉及空气动力学、结构力学、材料学、声学、机械、动力、电气、控制、气象学、环境科学等多个学科和多种领域的相互交叉。由于我国兆瓦级风电起步较晚,技术水平落后,为适应快速发展的风电市场以及得到一个高的起步,引进技术,消化吸收是一个不错的选择。通过引进具有当代水平的兆瓦级风机技术,使我们在起步阶段就有一个高的起点,与世界先进水平的差距不至于太大而且可以迅速产出适应市场要求。如我公司从2004年引进德国REPOWER1.5兆瓦风机技术,经过短短4年时间的发展,2008年产量就达到了800台,近500台风机投入商业运行。
通过引进技术,消化吸收,我们培养出一批风电方面的专业人才,为以后的自主创新,自主开发打下了良好的基础。
2、国产化阶段
为推进我国风电事业的发展,国家推出了多项促进国产化的措施,对风机产业链的国产化起到了极大的推动作用。国内涌现出一大批风机部件制造商,为风机部件的国产化做出了极大的贡献。但是,由于以前没有制造及研发兆瓦级风机部件的经验,在国产化过程中出现了不少的问题。同时由于我国风机部件的相关标准不完善,在国产化过程中缺少指导文件,也给风机部件制造厂造成不小的困惑。目前,仍有部分部件的研发能力我们未能掌握。风机部件的国产化还有很长的路要走。
3、变形设计阶段
国外的风机均是按照本国的环境要求设计,引入国内后,由于中国地域宽广,气候条件差异较大,原设计机型不一定能适应国内复杂的气象条件。国内综合实力较强的企业对原机型进行变形设计,以适应我国的气象条件。如低温型风机。
4、联合设计阶段
联合设计即国内风机制造厂和国外设计公司联合开发新型风机,开发出的产品具有知识产权。
5、自主开发阶段
经过以上几个阶段的锤炼,国内已有少数几个综合实力较强的企业具备了自主开发新型风机的能力,并已开始实施。如我公司目前正在国内自主研发1兆瓦风机,预计2009年上半年出产品。由于自主研发需要投入大量的人力物力,且周期较长,这方面还需得到有关方面的大力支持。但要突破国外公司的技术壁垒,促进我国风电事业的健康发展,自主研发是我们不二的选择。
四、对国内风电设备发展的建议
1、大力促进风电设备的自主研发
技术是推动风力发电发展的动力,目前,世界风电技术迅速发展,竞争激烈。国外拥有雄厚科技研发力量,具有改变风电市场格局的能力。为确保中国风电产业的健康发展,必须高度重视关键技术的掌握,促进技术的不断进步,逐步拥有自主知识产权设计体系。
2、促进设备制造国产化
目前,我国的部件国产化已经取得了一定的成绩,但与国外公司相比差距仍然不小,一些关键技术仍然没有突破。如何抓住机遇和国家提供的良好的政策取得良好的发展是摆在我们面前的课题。
3、完善人才培养机制
目前,我国的风电人才比较缺乏,已成为制约风电发展的一个重要因素,因此,应加快风电人才培养,健全风电产业服务体系,在有条件的大学设立风电专业。
4、解决资金安全问题
风电是一个资金密集型行业,且具有一定的质量风险。一旦资金链断裂就会引起制造厂的严重问题,甚至破产。这样就会给发电企业带来巨大损失,对于小型企业来说风险更大。希望能在资金供给上有一些政策。