中國風(fēng)電,十倍增長的時代來了嗎?

時間:2021-09-10

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導(dǎo)語:1986年,山東半島最東端的榮成市,我國第一座風(fēng)電場——馬蘭風(fēng)力發(fā)電廠正式并網(wǎng)發(fā)電。

  為了建設(shè)這個風(fēng)電場,當(dāng)時相關(guān)部門從丹麥引進了3臺55千瓦機組,總裝機容量為165千瓦。其平均年發(fā)電量達到了26萬千瓦時以上,最高年發(fā)電量達33萬千瓦時。

  2015年,這些機組全部退役。5年后的2020年,我國風(fēng)電累計裝機量已達2.81億千瓦,多年位居世界首位;2021上半年,中國在海上風(fēng)電累計裝機這一指標(biāo)上超越英國,拿下新能源領(lǐng)域又一個“世界第一”。

  至此,我國成為名副其實的風(fēng)電第一大國。

  從依賴國外技術(shù),向海外學(xué)習(xí),到自主市場化探索,政策支持大規(guī)模擴張,再到成長為全球第一,數(shù)代風(fēng)電人的不懈努力下,中國的風(fēng)電技術(shù)、裝備和項目開發(fā)全部領(lǐng)先世界。

  當(dāng)下,我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)擺脫了對國外技術(shù)引進的長期依賴,不僅滿足國內(nèi)市場,許多整機和關(guān)鍵零部件,已能做到持續(xù)向國際市場供貨。

  風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國具有國際競爭力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一,這也讓我國迎來歷史上難得的、在風(fēng)電領(lǐng)域與自身國際地位相匹配的機會和形勢。

  一、風(fēng)電大戰(zhàn)略

  2030年碳達峰,2060年碳中和,這是中國向全世界的莊嚴承諾。

  “到2030年,中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右。風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上。”對風(fēng)能、光伏等可再生能源來說,這是一場歷史級別的發(fā)展大機遇。

  去年10月的北京風(fēng)能大會中,400 余家風(fēng)能企業(yè)聯(lián)合發(fā)布《北京風(fēng)能宣言》:保證“十四五”期間年均保證風(fēng)電新增裝機50GW以上,2025年后年均新增風(fēng)電裝機60GW以上,至2030年裝機總量達到8億千瓦(800GW);到2060年至少達到30億千瓦(3000GW)。

  2020年,我國風(fēng)電累計裝機量為2.81億千瓦,這意味著,10倍增長的風(fēng)電“黃金時代”來臨。

  凌云壯志需要統(tǒng)攬全局的行動方案。根據(jù)《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要》,“十四五”期間我國將建設(shè)九大大型清潔能源基地,即金沙江上下游、雅礱江流域、黃河上游和幾字灣、河西走廊、新疆、冀北、松遼等清潔能源基地。值得一提的是,九大基地中均有風(fēng)能的身影。

  此外,我國還將建設(shè)廣東、福建、 浙江、江蘇、山東等海上風(fēng)電基地。

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  實際上早在2010年,中國的風(fēng)電總裝機量就已經(jīng)超過了美國成為世界第一。

  隨著棄風(fēng)率快速下降,帶動裝機需求進入新一輪景氣周期,我國風(fēng)電新增裝機量于2020年達到頂峰,全年風(fēng)電裝機量大超預(yù)期,達到72GW,超越前三年的總和。

  幾大央企能源集團起到了領(lǐng)頭羊的作用。根據(jù)電力央企“十四五”新能源發(fā)展規(guī)劃,僅國家能源集團、國電投、華能、華電、大唐、三峽、中廣核、中核、華潤電力九大央企“十四五”期間將每年貢獻46.7GW的風(fēng)電裝機。

  考慮到各地大規(guī)模開發(fā)新能源的熱度,預(yù)計“十四五”期間風(fēng)電將保持年化60GW的裝機增量。

  無論從哪個方面看,風(fēng)電都正在迎來歷史最好時期。

  二、巨頭敗退,自主崛起

  產(chǎn)業(yè)鏈的完備也是中國風(fēng)機企業(yè)崛起的關(guān)鍵。

  8月27日,西門子歌美颯宣布退出中國陸上風(fēng)電市場。西方巨頭敗退的背后,則是一部中國風(fēng)電自主技術(shù)崛起的歷史。

  20世紀初,在國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展初期,憑借技術(shù)的先發(fā)優(yōu)勢,GE、維斯塔斯及西門子歌美颯三大國際巨頭的風(fēng)電裝機曾占據(jù)國內(nèi)市場的半壁江山。甚至到2006年,國內(nèi)風(fēng)電整機企業(yè)的市場占有率仍不足50%。

  時移世易,從目前的市場份額情況看,西門子歌美颯在中國市場已喪失先發(fā)優(yōu)勢——其新增裝機規(guī)模僅有0.4GW。三大國際巨頭的市場份額僅占到4%,數(shù)據(jù)排名中已經(jīng)歸類到“其他”范疇。

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  風(fēng)機市場已經(jīng)由國外壟斷,徹底轉(zhuǎn)為國內(nèi)企業(yè)主導(dǎo)的格局。

  除了成本優(yōu)勢外,產(chǎn)業(yè)鏈的完備也是中國風(fēng)機企業(yè)崛起的關(guān)鍵。國產(chǎn)化提升的背后,關(guān)鍵材料和零部件必不可少。

  隨著風(fēng)電全面進入“平價時代”,風(fēng)機大型化是大勢所趨。而新型材料的應(yīng)用則推動風(fēng)機葉片長度達百米級。

  具有高強度、高模量、低密度的碳纖維材料正加速運用在風(fēng)機葉輪上。今年7月,明陽智能MySE11-99A1葉片成功下線,長度高達99米,風(fēng)輪直徑達到203米;該葉型主梁采用了新型的“碳?;觳牧稀保Y(jié)合了碳纖維與玻璃纖維的特點,突破了重量大技術(shù)難題,極大降低葉輪系統(tǒng)重量和整機系統(tǒng)載荷。

  而我國碳纖維的快速發(fā)展,將進一步提升風(fēng)電用碳纖維的性價比,助力葉片進一步大型化。

  此外,風(fēng)電是稀土永磁的應(yīng)用大戶,稀土正是我國在全球儲量最大的戰(zhàn)略資源。由于成本低、效率高、電網(wǎng)兼容性好等優(yōu)勢,直驅(qū)永磁在大型化風(fēng)機中的滲透率不斷提升,將帶動我國稀土永磁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

  風(fēng)機大型化的核心是零部件制造能力的提升,鑄件、軸承、齒輪、電機、葉片等領(lǐng)域的國產(chǎn)替代正加速進行。一批優(yōu)秀的龍頭企業(yè)涌現(xiàn)出來,如核心零部件風(fēng)電軸承領(lǐng)域的新強聯(lián),鑄件領(lǐng)域的日月股份,風(fēng)機塔筒龍頭天順風(fēng)能等。

  目前,我國已經(jīng)是世界上最大的風(fēng)機制造國,產(chǎn)量占全球的一半,為全球風(fēng)電提供“中國心”。

  產(chǎn)業(yè)大爆發(fā),帶動我國風(fēng)電整個產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展,零部件-風(fēng)機制造-投資運營,我國正從“風(fēng)電大國”向“風(fēng)電強國”邁進。

  三、海洋機遇

  海上風(fēng)電即將迎來“成人禮”。

  從陸地走向海洋,這是風(fēng)電乃至我國新能源的大機遇。

  在海上風(fēng)電領(lǐng)域,中國已經(jīng)連續(xù)三年問鼎全球新增裝機容量第一的寶座。據(jù)全球風(fēng)能理事會(GWEC)統(tǒng)計,中國截至2020年的累計裝機容量已達到9898兆瓦,距第一名的英國(10206MW)僅差308MW。

  來到2021上半年,我國風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機1084萬千瓦,其中海上風(fēng)電新增裝機214.6萬千瓦,一舉超越英國,拿下全球第一的位置。

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  相比陸上風(fēng)電,海上風(fēng)電具有獨特的優(yōu)勢。

  首先,海上風(fēng)電的波動性小于陸上風(fēng)電及光伏。海上風(fēng)電不會因為晝夜問題造成發(fā)電量“清零”,晚上發(fā)電的效果甚至還會更好一些。

  其次,地理區(qū)位上看,海上風(fēng)電可以實現(xiàn)“就地消納”。我國能源供給一直存在地理區(qū)位錯配的問題,供給集中在中西部,而消耗地多在東部沿海。這就要建設(shè)特高壓等線路進行遠距離輸送。

  東部沿海省份可以在離岸大概30-50公里的區(qū)域直接開發(fā)本地的海上風(fēng)能,不用擔(dān)心遠距離輸送問題。

  而且,相比陸上風(fēng)能,海上風(fēng)能穩(wěn)定性更強。海上風(fēng)電由于不受地形、城市規(guī)劃影響,享受更多資源量。由于風(fēng)力強勁,海上風(fēng)電年運行小時數(shù)最高可達4000小時以上,較陸上風(fēng)電年發(fā)電量多出20%~40%。即便是在風(fēng)量較低地區(qū),運行時間也可以達到3000多小時。

  4000小時已接近我國電力系統(tǒng)的壓艙石——煤電,其在去年的運行時間同樣是在這一區(qū)間。

  國家政策的扶持之下,我國海上風(fēng)電裝機量飆升。但海上風(fēng)電是建設(shè)、運維成本較高的發(fā)電方式,高經(jīng)營成本主要依賴電價補貼進行疏導(dǎo)。以0.85 元/千瓦時的上網(wǎng)電價為例,度電補貼0.45元,補貼比例高達53%。

  長期依賴補貼不可持續(xù),我國海上風(fēng)電即將迎來“成人禮”。

  去年1月3日,國家財政部組織召開了一次可再生能源領(lǐng)域的通氣會,宣布2021年之后將取消海上風(fēng)電國家補貼,大大超出了業(yè)界對海上風(fēng)電平價的預(yù)計。

  明年“斷奶”的海上風(fēng)電將正式進入“平價時代”。這對風(fēng)機運營的成本提出更高的要求,對風(fēng)機廠商其實是更大的機遇。

  大型化是海上風(fēng)電降本增效的關(guān)鍵。

  大容量機組意味著更大的掃風(fēng)面積和更高的輪轂高度,機組切入風(fēng)速更低,利用小時數(shù)更高。使用大容量機組可以大幅減少風(fēng)電場的機組臺數(shù),從而有效降低原材料、基礎(chǔ)、吊裝、線路和土地等投資成本,并降低后期運維和管理成本。

  風(fēng)機大型化的核心是葉片的大型化,160米以上葉輪直徑即將成為行業(yè)主流。2018年我國新增裝機葉輪直徑平均約120米,而今年以來招標(biāo)的風(fēng)電項目中,160米及以上葉輪直徑已經(jīng)成為主流。

  目前,明陽智能已經(jīng)研發(fā)出國內(nèi)功率最大的11MW海上風(fēng)機,東方電氣也研發(fā)出了10MW的風(fēng)機。而運達新推出的鯤鵬平臺,葉輪直徑的最小值達175米(對應(yīng)的葉片長度 85.6米)。

  我國并網(wǎng)發(fā)電的最大風(fēng)機,應(yīng)用在三峽集團福建福清興化灣二期海上風(fēng)電場,其所使用的扇葉長度達90米。整個風(fēng)輪直徑可達185米,掃風(fēng)面積相當(dāng)于三個半足球場大小。風(fēng)輪的吊裝高度達115米,相當(dāng)于38層樓的高度。

  這臺機組于2020年7月成功并網(wǎng)發(fā)電,是目前單機容量亞太地區(qū)最大、全球第二大的海上風(fēng)電機組。

  值得一提的是,該風(fēng)機由東方電氣自主研發(fā),具有我國的完全自主知識產(chǎn)權(quán)。與火電相比,該機組每年可為國家節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤43萬噸,減少二氧化碳和二氧化硫排放量75萬噸。

  “大國重器”,莫過于此。

  四、寫在最后

  在新能源這一賽道,中國已經(jīng)是名副其實的最大玩家,光伏、風(fēng)電、新能車均問鼎全球。

  新能源技術(shù)不再是投入重資不見成效的“富國游戲”,也不再仰人鼻息,依賴國外技術(shù)了。從上游原材料,到中游制造,再到下游市場,中國已經(jīng)遙遙領(lǐng)先。

  寧德時代市值超越中石油,比亞迪市值超越奔馳寶馬,隆基股份市值超越5大發(fā)電集團之和,能源產(chǎn)業(yè)的大變局呼之欲出??梢哉f,新能源的“奇點”已經(jīng)到來。


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