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观点 | 平价上网形势下 发展风电要有新思路

时间:2020/3/26 1:47:24 来源:中国能源网 责编:采编 阅读量:942

‍‍我国风力发电建设成就巨大,截至2019年底,并网装机总容量达到2亿千瓦以上,居全球各国首位,装机量在我国发电方式中在火电、水电之后位居第三名,年发电量占总发电量5%强。风力发电为我国电力能源本土化、多元化、降煤减排和带动经济发展做出了重要贡

我国风力发电建设成就巨大,截至2019年底,并网装机总容量达到2亿千瓦以上,居全球各国首位,装机量在我国发电方式中在火电、水电之后位居第三名,年发电量占总发电量5%强。风力发电为我国电力能源本土化、多元化、降煤减排和带动经济发展做出了重要贡献。

经过近20年的发展,我国建成了比较完整的产业链,成为可为全球风电整机制造商供货的“世界工厂”,完成了相当的人才、知识、装备、资本的积累,在设备国产化、制造技术国际化、单机容量大型化、提高效率、降低成本等诸多方面成绩巨大。应该说,我国风电事业开局良好,陆上、海上风电双双实现了全球新增最多,完成了一场精彩的序幕,为下一个20年做优、做强,拉动中国经济、促进能源转型的更大发展奠定了良好基础。

在全球能源转型和气候变化压力形势下,风电替代煤电的比例必须加大。今后20-30年,风电占比应该达到20%以上,也就是需要增加风电装机10-20亿千瓦(年平均增长速度至少30GW),任务相当艰巨。

当前,在取得成绩的同时,也要看到我国风电存在下列主要问题:

首先,我国风力发电成本较高,还没有完全脱离财政的补贴,暂时还不能反哺国家财政。为实现可持续发展和提高竞争优势,风电的度电成本应该降到0.20元/千瓦时以下。因此,风电需要大幅度降低制造和运维成本,进一步提高发电效率。

其次,大规模长距离风电送出问题还没有得到有效解决。由于电力送出的局限性,建场条件最佳的边远地区大片资源没有得到充分开发,大量风电场建在风能资源条件相对较差的地区,发电成本居高不下,环境、社会矛盾日益突出。结果导致中部、东部和南部的可开发资源快用完了,已经建成的许多风电项目,如甘肃省、吉林省的风电场出力限制严重。风电场电力输送问题不解决,风电大规模、长远发展就难以实现。

第三,由于风电的分散性发展,且技术、管理水平门槛不高,小企业也能搞风电,致使我国风电开发企业规模总体偏小。头部开发商基本上是央企、国企附属的二级企业,至今尚没有形成如中石油、五大电力、中广核等那样的集团级国家队,没有形成面对全球风电开发的国际化领军企业,造成了低水平重复投资,人力、资金浪费严重;企业信誉不高,融资成本高;缺乏长远打算和国际化视野等弊端。

为了克服上述问题,提出下列设想:

一、采用大规模基地化建设发展模式,发电成本可有望降到0.20元/度以下。这在我国已经有丰富的经验,建议规模还要更大。单个连片风电场规模可达到数千万千瓦到亿千瓦等级,包括海上风电的连片大规模集中开发建设,从而更加深入地发掘规模效益,充分发挥国家制度优势红利。风电场选址优先考虑面积足够大、风资源良好、人口稀少、戈壁或者沙漠,这种场地环境和社会矛盾比较少,相应的成本也会低很多,还能结合边远地带开发和治理荒漠促进当地经济发展。

同时,结合大规模开发模式,选择较大功率的机型,如单机5兆瓦及以上。大规模开发还可以采用特大、特重部件如桨叶、机舱、塔筒等现场制作或组装的方式来大幅降低制造成本和运输费用。

二、重点解决远距离电力传输问题。风电场规模足够大,发电成本足够低,但是风电场距离电力负荷太远,这样大规模长距离的能源输送还没有先例。这是我国国情带来的,是必须面对和解决的课题。

现有的空气绝缘架空线路,既使是特高压送电,在容量上比需求还是差一个数量级。目前单回路输电能力在600万千瓦,要输送几千万千瓦电力就要许多回路。线路走廊占地过多,从经济性方面不具备优势。

现有较有希望的可能替代方案有:

• 气体绝缘管廊送电GIL。

我国已经建成淮南到上海1000千伏过长江苏通段GIL管廊输电线,这是一个很好的样本。比起架空线输电安全性大幅提高,线路损失电量大幅度降低,大地景观不受影响,节省地面空间,好处多多。目前的问题是造价偏高,将来如果大规模建设,多回路集束在一个管廊内,並且利用现有特高压输电线路走廊,可以实现数千万千瓦甚至亿千瓦的集中输送,成本有望大幅降低,这将成为“输电高铁”,是世界首创。开始阶段,GIL管廊输电线比架空线贵,可采用组合方式,比如在开阔旳地段仍用架空线,在土地资源紧张的地段采用地埋GIL输电。在GIL管廊输电线综合成本降低到一定程度(技术进步和规模效应,这将是完全可能的),再全程采用。

• 风电制氢,全国的制、存、输、充氢气网络和氢燃料利用。

氢能源和电力一样属于二次能源,氢能源的开发利用需要像电力一样,建成全国的网络。可以先行建立一个示范网络,规模小一点,但必须五脏俱全。氢能和电能互相转换,密不可分。国内已经有多家研发机构投入,当前力量比较分散,还没有形成系统和规模。

风电制氢场景更适合深远海情况,发出来的电就地转换成氢气,就近提供航运动力燃料,促进航运减排。

无论是国家电力大动脉技术改进,还是氢能源大动脉构建,都属于国家战略工程,需要倾全国之力来完成。发挥制度优势,集中力量打歼灭战,发展两三个亿千瓦级规模的风电集团,组建国家氢能源集团,国家队的建设应该尽快提上日程。

作者简介:

陈涛,1937年出生,毕业于清华大学动力系,是早期投入我国风电开发的专家之一。退休前任职于福建省电力系统,退休后长期担任中节能风力发电股份有限公司顾问。



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