2018年5月國家能源局發(fā)布《關于2018年度風電建設管理有關要求的通知》,要求從5月18日起,對集中式陸上風電項目和海上風電項目通過競爭配置方式組織建設。同時主管部門放開了對風電項目的“照顧”,推向競爭性市場。這標志著延續(xù)數(shù)年的風電標桿電價政策在這一年畫上句號,中國風電迎來產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上最大變革——競價。
2019年伊始,國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布《關于積極推進風電、光伏發(fā)電無補貼平價上網(wǎng)有關工作的通知》(簡稱《通知》)指出,隨著風電、光伏發(fā)電規(guī)模化和技術快速進步,在資源優(yōu)良、建設成本低、投資和市場條件好的地區(qū),已基本具備與燃煤標桿上網(wǎng)電價平價(不需要國家補貼)的條件。同時,從規(guī)模管理、電價補貼、電量交易等多個方面,明確了對光伏、風電平價上網(wǎng)的支持。
作為2019年出臺的第一個關于支持風電、光伏發(fā)展的政策,《通知》為新能源帶來了增量市場,加快推進平價上網(wǎng)項目成為風電、光伏建設新增量,加速新能源成本下降,提升無補貼項目投資收益,逐步擴大平價上網(wǎng)區(qū)域范圍,加快全面平價上網(wǎng)進程,極大提振了行業(yè)的信心。未來,風電、光伏有望告別政策補貼依賴,“跑步”進入平價上網(wǎng)時代。
風電降電價是大勢所趨。早在2015年底,國家發(fā)改委發(fā)布《關于完善陸上風電、光伏發(fā)電上網(wǎng)標桿電價政策》,確定“十三五”期間新能源發(fā)電補貼實施“退坡”機制。根據(jù)相關規(guī)劃,到2020年,風電與煤電上網(wǎng)電價相當,即所謂的“風火同價”,平價上網(wǎng)。2018年風電招標單價有的低至0.2~0.3元/千瓦時,較之多年前0.8元/千瓦時的水平降了一半還多。
但是推動平價(低價)上網(wǎng)項目并非立即對全部風電、光伏發(fā)電新建項目取消補貼,現(xiàn)階段的無補貼平價(低價)上網(wǎng)項目主要在資源條件優(yōu)越、消納市場有保障的地區(qū)開展。目前,在資源條件優(yōu)良、建設成本低、投資和市場條件好的地區(qū),風電、光伏發(fā)電成本已達到燃煤標桿上網(wǎng)電價水平,具備了不需要國家補貼平價上網(wǎng)的條件。
開啟競標機制,引入市場競爭,好比打開了潘多拉魔盒。面對多變的市場環(huán)境,將不得不冷靜思考,今后在新的政策環(huán)境下,風電“競價”上網(wǎng)將有效減少非技術成本和棄風率,提高項目收益率,降低財政補貼壓力,加速平價上網(wǎng)步伐。平價上網(wǎng)后,風電行業(yè)將作為能源結構中的重要組成部分,進入全新的高速發(fā)展階段。
可再生能源配額制落地實行,促進綠色電力證書交易
我國已向世界承諾,2020年和2030年,我國非化石能源占一次能源消費比重分別達到15%和20%,2030年碳排放達到峰值。建立可再生能源配額制(簡稱“配額制”)和綠色電力證書(簡稱“綠證”)交易制度,正是我國促進可再生能源發(fā)展、推動能源體制變革、實現(xiàn)非化石能源消費目標的重要途徑。
據(jù)中國綠色電力證書認購交易平臺網(wǎng)站統(tǒng)計顯示,截至2018年6月,我國核發(fā)風電和光伏綠證累計超過2180萬張,27185張的實際成交量僅占核發(fā)量的約0.12%。作為“完善可再生能源支持政策和創(chuàng)新發(fā)展機制的重大舉措”,由國家發(fā)改委、財政部和國家能源局聯(lián)合推出的綠證交易制度被定義為“有利于促進清潔能源高效利用和降低國家財政資金的直接補貼強度,對凝聚社會共識、推動能源轉型具有積極意義”的綠證,卻陷入了一種“無人問津”的境地。
2019年5月15日,經(jīng)歷三輪公開意見征求,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《關于建立健全可再生能源電力消納保障機制的通知》,至此,可再生能源電力配額制塵埃落定。
這個既有中國特色又有國際元素的消納保障機制,一方面對各電力市場消費主體的市場行為予以約束,另一方面通過超額消納量交易、綠證自愿認購等市場化方式,給予市場主體適度激勵,平衡全國范圍內(nèi)可再生能源消納差異,實現(xiàn)配額義務的有效履約,這將有望讓目前嚴峻的可再生能源消納形勢出現(xiàn)大改觀。
落實政府計劃的配額制與可再生能源證書市場交易制度相結合,可有機地統(tǒng)籌政府規(guī)劃與市場效率,是促進可再生能源發(fā)展的變革性機制,有利于促進可再生能源發(fā)電成本的降低,加快可再生能源補貼退坡速度。以配額制的手段盤活綠證交易市場,以綠證的方式保障可再生能源的消納,兩者相輔相成,共同促進新能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,為平價上網(wǎng)時代的能源和電力市場贏得了新的發(fā)展空間。
環(huán)境友好 深入推進
習近平總書記曾多次強調“生態(tài)文明建設是關系中華民族永續(xù)發(fā)展的根本大計”。在我國環(huán)境容量有限、生態(tài)系統(tǒng)脆弱,污染重、損失大、風險高的生態(tài)環(huán)境狀況還沒有根本扭轉的現(xiàn)實下,任何一個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展稍不注意就會對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的破壞。
風電屬于清潔的可再生能源,充分利用可減少對常規(guī)石化能源的消耗,符合國家生態(tài)文明建設、能源發(fā)展戰(zhàn)略和世界能源發(fā)展方向,是安全、可再生、可循環(huán)使用、具備規(guī)?;l(fā)展的高性價比能源。風電場向大氣排放的污染物為零,實現(xiàn)固體、氣體零排放,對保護大氣環(huán)境有積極作用,尤其對改善目前的霧霾天氣有積極的作用。
但是隨著風電的大力發(fā)展,風電對生態(tài)及環(huán)境的負面影響也逐漸凸顯出來:風電項目施工過程中的環(huán)境保護、水土保持、生態(tài)恢復等問題;風電場運行中光污染、聲污染、電磁污染、視覺(景觀)污染、化學污染、海洋污染等,都會使包括居民、鳥類、森林植被和氣候在內(nèi)的群體受到不同程度的影響。
2018年3月國家林業(yè)局發(fā)布的《在國家級自然保護區(qū)修筑設施審批管理暫行辦法》指出,禁止在國家級自然保護區(qū)修筑光伏發(fā)電、風力發(fā)電、火力發(fā)電等項目設施。9月國家林業(yè)局和草原局起草的《關于規(guī)范風電場項目建設使用林地的通知(征求意見稿)》,重點指出風電場建設中土地林地等使用要求和注意事項等。
針對風電與環(huán)保的沖突問題,也相繼有大省試行生態(tài)環(huán)境損害賠償制度,河南省成為“領頭羊”,第一個發(fā)文2018年正式全面試行該制度,接著是福建省,最近江蘇這一沿海大省也發(fā)布了《江蘇省生態(tài)環(huán)境損害賠償制度改革實施方案》。事后彌補不如事中控制,事中控制不如事前預防。進入2018年來,國家部門(國家林業(yè)和草原局)、福建、山東、山西等紛紛出臺相關政策明令禁止,將環(huán)境治理及水土保護作為質量紅線嚴格要求。
隨著國家及地方政府不斷出臺環(huán)境保護政策,綠色生態(tài)發(fā)展理念已經(jīng)深入風電建設的各個環(huán)節(jié)。在風電場建設中,堅持“節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復為主”的方針,結合近自然設計和近自然施工技術、在項目全生命周期內(nèi)實現(xiàn)項目開發(fā)與當?shù)厣鷳B(tài)和人文環(huán)境的融合;推進基于智能集控系統(tǒng)的無人/少人值守風電場建設,減少由于人的活動對于風電場生態(tài)環(huán)境的破壞,縮短項目生態(tài)恢復期;在無人值守的前提下,實行區(qū)域化運維,并在運維、檢修過程中加入生態(tài)監(jiān)測和生態(tài)補償?shù)沫h(huán)節(jié),幫助加速風電場周邊區(qū)域內(nèi)的生態(tài)恢復以及保持生態(tài)平衡;推進基于硬件的快速無功及電壓控制技術,提高機組自身的高電壓穿越能力,提升并網(wǎng)適應水平,建設環(huán)境友好、電網(wǎng)友好型風電場。
“綠水青山就是金山銀山”,風電的發(fā)展需要兼顧環(huán)境,我國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展正逐步走向成熟,隨著技術經(jīng)驗進一步提高,制度、標準和規(guī)則更加明確,相信未來風電建設過程實現(xiàn)效益和生態(tài)并重毋庸置疑。
因地制宜 普遍共識
中電聯(lián)發(fā)布《2018年前三季度全國電力供需形勢分析預測報告》中提到:通過因地制宜發(fā)展分布式光伏、分散式風電,以開發(fā)項目為依托,既助力清潔能源發(fā)展,又可切實促進地方經(jīng)濟社會發(fā)展、基礎設施建設、百姓就業(yè),大力提升能源惠民利民力度。
《國務院關于印發(fā)打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃的通知》提出,有序發(fā)展水電,安全高效發(fā)展核電,優(yōu)化風能、太陽能開發(fā)布局,因地制宜發(fā)展生物質能、地熱能等。在具備資源條件的地方,鼓勵發(fā)展縣域生物質熱電聯(lián)產(chǎn)、生物質成型燃料鍋爐及生物天然氣;內(nèi)蒙古因地制宜使用供暖熱源;寧夏自治區(qū)科學規(guī)劃風電場布局和規(guī)模,鼓勵企業(yè)引進推廣微風發(fā)電技術,建設滿足區(qū)域供電需求的小型風電項目,形成集中開發(fā)與分散開發(fā)相結合的風電發(fā)展格局,引導企業(yè)在項目開發(fā)地就近發(fā)展風機、葉片等裝備制造及新能源檢修基地;甘肅省組織全省風能資源詳查,優(yōu)化風電開發(fā)布局,堅持集中式與分散式并舉,因地制宜發(fā)展生物質能、地熱能等;山東省按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、陸海并舉”的原則,圍繞山東半島東部、北部沿海、海上風電帶以及魯中、魯西南內(nèi)陸山區(qū)風電帶,科學有序推進風電規(guī)?;l(fā)展,并以青島、煙臺、東營、濰坊、威海、日照、濱州等市為重點建設高端海上風電裝備制造基地等,從這些國家及地方政策可以看到,因地制宜發(fā)展風電建設已經(jīng)成為各級政府及風電企業(yè)的普遍共識。
未來的風電發(fā)展將會根據(jù)風資源分布、地形地貌、配套政策等方面的區(qū)域性差異進行因地制宜的個性化開發(fā)。在區(qū)域發(fā)展的宏觀層面上,根據(jù)不同地區(qū)的資源條件、政策導向可定制集中與分散并舉的個性化風電開發(fā)模式。
因地制宜發(fā)展風電建設不僅可以確保長遠能源平衡,保持能源發(fā)展的可持續(xù)性,還可以充分發(fā)揮各地區(qū)的能源優(yōu)勢,緩解不同種類發(fā)電方式之間的矛盾。還將大大減少對周圍環(huán)境的污染,起到利用清潔可再生資源、節(jié)約不可再生的化石能源、減少污染及保護生態(tài)環(huán)境的作用,具有明顯的社會效益和環(huán)境效益。
技術引領 日益凸顯
近年來,風機制造在大容量、長葉片、高塔筒、精準測風等技術方面有了較大的突破。此外,基于大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)的智能智慧風電場技術也有了長足進步,增強了機組在低風速條件下的盈利能力,為風電項目提質增效、降成本、提升設備可靠性以及環(huán)境適應性等方面奠定了堅實的基礎。
風電機組大型化趨勢
目前,正在運行的最大容量風電機組為Vestas公司V164 8.0兆瓦海上風力發(fā)電機組。對于10兆瓦風電機組,開展前期研發(fā)的研究機構很多,其中已經(jīng)完成概念設計的公司有Windetec、Clipper、Sway、Windpower、聯(lián)合動力等。另有一些研究機構已開始預研20~50兆瓦巨型風電機組。
此外,適用于低風速、極低風速的風電機組風輪的大型化趨勢也十分明顯,其中主流的1.5兆瓦和2.0兆瓦風電機組風輪直徑變化趨勢如圖所示。同時隨著風輪大型化,塔筒高度也從90米增長到120米,部分項目已經(jīng)采用140米塔筒,部分廠家正在研發(fā)160米塔筒。
風電機組與風電場管理智能化趨勢
風電機組智能化技術與整機設計技術結合,研究風電機組的最優(yōu)運行和控制規(guī)律,通過智能化的控制技術減少和避免風電機組運行在極限載荷和疲勞載荷,是風電控制技術發(fā)展的主要方向之一。
此外有資料預測,2050年電能或將占到終端用能的60%左右,形成以電力為核心的終端能源供應系統(tǒng)。因此,以風電技術為代表的新能源技術也是未來能源互聯(lián)網(wǎng)技術的雛形,其智能化技術發(fā)展是未來能源互聯(lián)網(wǎng)控制技術的基礎組成部分。
風電機組與儲能技術結合
電力系統(tǒng)是一個動態(tài)平衡系統(tǒng),發(fā)輸變電與配用電必須時刻保持平衡。而風能是一種間歇性能源,且風速預測存在一定的誤差,因此風電場不能提供持續(xù)穩(wěn)定的功率,發(fā)電穩(wěn)定性和連續(xù)性較差。大容量儲能系統(tǒng)與風電機組結合,可以有效抑制或緩解風電的波動性,減小風電對電網(wǎng)的影響。只要儲能裝置容量足夠大而且響應速度足夠快,就可以實現(xiàn)任何情況下系統(tǒng)功率的完全平衡,從而達到一種主動致穩(wěn)的狀態(tài)。
智能發(fā)展 勢在必行
互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術在風電場設計、運維階段將發(fā)揮重要作用。
在風電場的規(guī)劃階段,在全球氣象數(shù)據(jù)GFS等數(shù)據(jù)的基礎上,通過WRF算法,結合氣象局數(shù)據(jù)以及測風塔實測數(shù)據(jù)進行加密修正,在風電項目宏觀選址階段,立塔測風之前實現(xiàn)對規(guī)劃地區(qū)資源情況、風電場發(fā)電量以及經(jīng)濟性進行較為準確的評估,對風電項目前期工作可以起到重要的指導作用。
微觀選址階段,利用復雜地形風電場微觀選址軟件進行復雜地形風電場風資源分析與微觀選址工作。針對國內(nèi)風電場的實際情況,采用CFD算法設計、湍流尾流模型建立、資源參數(shù)設置、與其他軟件模塊接口調試等多個核心技術,實現(xiàn)測風數(shù)據(jù)處理、生成地形拼接與計算域網(wǎng)格、進行風資源分析與風機出力計算系統(tǒng)及風電場優(yōu)化選址,并使用容量系數(shù)分布圖代替風功率密度分布圖進行微觀選址。
智能管控運維是風電發(fā)展趨勢。風電場群遠程集中監(jiān)控技術,通過視頻監(jiān)控、設備狀態(tài)監(jiān)測、電網(wǎng)智能化等先進技術手段,逐步實現(xiàn)風電場實現(xiàn)少人值守或無人值守、遠程控制;通過大數(shù)據(jù)挖掘技術,優(yōu)化風電場運行、設備故障預判、設備狀態(tài)分析、事故分析處理、數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計、風資源狀況評估等,實現(xiàn)智能管理,效益提升。
海上風電 迎來爆發(fā)
我國海上風能資源豐富,5~25米水深、50米高度海上風電具備2億千瓦的開發(fā)潛力,5~50米水深、70米高度具備5億千瓦的開發(fā)潛力,另外近岸潮間帶、深遠海也具備較為豐富的風能資源。近年來我國海上風電異軍突起,裝機規(guī)模連續(xù)5年快速增長,已躍居全球第三。
經(jīng)過11年發(fā)展,截至2017年,中國海上風電新增裝機容量116萬千瓦,累計裝機容量達到279萬千瓦。海上風電場實現(xiàn)多點開花。行走在江蘇、福建、廣東等多個省份的海岸線,都能看見白色風機的身影。隨著開發(fā)技術和產(chǎn)業(yè)鏈實力的持續(xù)進步,我國海上風電穩(wěn)妥推進。2018年中國海上風電新增裝機容量116萬千瓦,累計達到363萬千瓦。預測2019年中國海上風電累計裝機容量將達423萬千瓦,未來五年(2019~2023)年均復合增長率約為26.02%,預計在2023年中國海上風電累計裝機容量將突破千萬千瓦,達到1067萬千瓦?!吨袊L電發(fā)展路線圖》中明確提出:2020年前,積極有序開發(fā)陸上風電,開展近海風電示范;2021~2030年,陸上、近海風電并重發(fā)展,并開展遠海風電示范;2031~2050年,實現(xiàn)在東中西部陸上風電和近遠海風電的全面發(fā)展。
目前我國核準在建海上風電項目穩(wěn)步推進,裝機規(guī)模不斷擴大,海上風電關鍵技術取得突破,并具備了一定的海上風電運維經(jīng)驗,產(chǎn)業(yè)服務體系不斷完善,同時在海上風電國際合作方面進行了有益的探索。國家發(fā)改委、國家海洋局以及一些沿海地區(qū)的城市包括山東、上海、海南、江蘇、廣東、福建等都印發(fā)了關于海上風電建設的相關政策,為中國海上風電建設做出相應的政策支持。
海上風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅覆蓋北歐區(qū)域,開始向北美洲、東亞、印度和其他地區(qū)擴展。中國海上風電產(chǎn)業(yè)也將會有進一步的推動。在可預見的未來,盡管歐洲仍將繼續(xù)稱霸海上風電市場,但目前的趨勢表明,在政策及技術的雙重支持下,未來幾年中國海上風電將很有可能呈現(xiàn)全面騰飛的局面。
新能源在中國乃至全球電力市場中占比大幅上升是顯而易見的,風電作為非水可再生能源中的大明星,增勢將會尤為顯著。作為可再生能源發(fā)電技術中最成熟、最具大規(guī)模開發(fā)和最有商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式,在政策及市場的雙面激勵下,風力發(fā)電將繼續(xù)在改善生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化能源結構、促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮突出作用。