海上风电遇成长烦恼 电网建设滞后造浪费

迅猛发展的风电正遭遇着电网建设跟不上的尴尬,如同造了大量汽车却发现没有公路可供行驶一样。

7月6日上午10时,风电场34台风机转动巨大叶轮,将东海清洁能源源源不断地送入上海市电网,标志着由中电新能源投资参股的我国也是亚洲首座大型海上风电场——上海东海大桥风电场全部风机并网发电,我国在海上风电领域又迈出了坚实的一步。

这并不容易。一直以来,迅猛发展的风电正遭遇着电网建设跟不上的尴尬,如同造了大量汽车却发现没有公路可供行驶一样。

中国可再生能源学会风能专业委员会副理事长施鹏飞认为,我国风电装机在连续几年翻番增长的基础上,未来10年还将保持超过20％的高速发展势头。如果以这个速度发展,对电网的需求将会更大更迫切。

我国风电从发展初始就出现大规模、高集中开发和远距离、高电压的输送要求,呈现出与国外风电发展模式显著不同的特点,由此带来的电网技术和经济问题尤为突出,更为复杂。

风能前景在海上

“中国新能源产业发展看风能,风能发展前景在海上,海上风能将成为中国风能未来发展方向和制高点。”一位业内专家对海上风能的重要性如此评价。

我国海上风资源储量非常丰富。根据最新风能资源评价,全国陆地可利用风能资源3亿千瓦,加上近岸海域可利用风能资源,共计约10亿千瓦,发展潜力巨大。

今年年初,据国家气象局完成的我国首次风能资源详查和评价,测得我国5米到25米水深线以内近海区域、海平面以上50米高度可装机容量约2亿千瓦。

海上风能的广阔前景让面临可再生能源配额压力的电力巨头展开了激烈争夺。由于东部沿海特别是江苏等沿海滩涂及近海具有开发风电非常好的条件,各大电力企业“跑马圈海”成风,中电投、国电、华电、中广核、大唐、华润电力、江苏国信集团、德国索拉CCE纷纷介入。

5月份,国家能源局正式推出的国内首轮海上风电特许权招标项目,无疑是第一声发令枪。华能、中广核、神华等大型电力巨头都已购买了标书,而各地政府、大小设备制造商、配套商等等市场利益主体也都积极跃身其中,招标结果预计9月底发布。

日前,国家能源局启动了江苏省4个海上风电项目的招标工作,并将于今年9月份完成投标工作。其海上风电上网定价政策“并非唯低价是取”的思路使得海上风电拥有比陆上风电更高的利润空间,这也让不少央企看到海上风电市场蕴含的巨大商机。

现在,海上风电正在成为中国风电领域的新宠。相比陆上风电,海上风电具有风能资源非常稳定、不占用土地资源、对环境影响很小等优点。

看上去很美

虽然前景美妙,不过,欲速则不达。在很多业内人士看来,海上风电犹如一个“早产的婴儿”,在还没有“发育完全”的情况下就匆匆面世,很多方面都潜藏着巨大的风险。或许,新一轮的产能过剩将在投资的欢宴中悄然酝酿。

相对于陆上风电而言,海上风电场建设不仅投资大、技术难度高,而且还要面临海上浮冰、台风等一系列不可控因素带来的风险。

“中国发展海上风电首先就面对着技术、设备可靠性和项目开发经验的制约,”周鹤良表示,开发海上风电我国还是新手,需要谨慎对待。在条件允许的情况下,可以优先考虑开发距离负荷中心近、风能资源条件特别好的近海示范项目。同时一旦决定开发,应适当提高开发规模,尽可能利用国内最为成熟的技术和装备。海上风电投资是陆上风电的2.5倍,而且海上风电设备维修费用极高。

而在我国,输电问题则寄望于正在规划建设的智能电网,海上风电的发展速度,很大程度上取决于电网技术的发展。由于风速的不稳定性造成风电的波动性,从而对电网的安全运行带来挑战。目前,电网吸纳风电比例为10％￣20％,超过此范围将会引起电网弃风情况发生。2009年冬天,内蒙古的一些风电项目由于电网弃风限电,造成一些风电场中20％—30％的电量被弃,这给风电场的运行带来巨大的损失。

目前,海上风电的成本很高,海上风电场分为潮间带和中、深海域。相对陆上风电场,海上风电场面临的主要问题有高成本、复杂的环境、需要较高的可靠性、海上电力配套措施等。据了解,国内陆地风力发电工程造价平均为8000元／千瓦,其中风力发电设备造价约5000元／千瓦,而海上风电的造价在2万元／千瓦左右,是陆上风电的两倍多。

“瓶颈”绕身

目前,中国风电行业面临三个发展瓶颈。首先,风电并网问题是目前我国风电产业发展的突出瓶颈。据中国电力企业联合会统计,2009年中国风电装机总量达2200万千瓦,并网机组仅有1613万千瓦,没有并网的机组超过1／4。同时,风电的特点决定了其负荷难以保持稳定,更不可能与用电负荷同步变化,必须有其他电源承担适应风电负荷变化要求,增加发电调整能力、调峰能力和储能能力。这就要求优化电源结构,增加抽水蓄能机组的投运,加大调峰电源建设规模。

为了加强测风的研究和预报,中国目前建成了测风观测塔约400座。但是,这还远远不够,而要建立风电的预测和预报体系,更需要促使风电场和电网企业实现协调合作。中国电工技术学会名誉理事长周鹤良告诉记者,要实现这一步,国家要考核上网电量,不要只考核装机容量。因为装机容易,而并网难。一旦上网电量达到考核指标,国家要对各个环节的单位进行奖励,提高积极性,包括风电场、电网公司等,特别是电网公司。因为风电并网,主要依靠电网公司来推动。

现在风能资源丰富的地区,大多是当地电网系统小,用电负荷少,对风电的消纳能力不足。要解决这一问题,关键在于加大跨区联网建设的力度。

周鹤良指出,发展风电要并网与非并网同步并重发展,形成多元化、均衡化的发展格局。在风能资源丰富的地区,建设大风电基地,建设大电网,还要因地制宜建设中小风电场,满足偏远、交通不便地区的用电需求。

其次,风电行业还存在整机厂商产能过剩、设备可靠性不足的问题。目前,国内风机整机厂家众多,全国已有上百家风电整机组装、制造企业。而市场总份额的60％主要集中在金风、华锐和东汽手中。这三家是国内具备年产200万kW以上的企业,剩下的40％市场份额为近百家产能较低的整机厂所激烈争夺。为防止低水平重复建设,工信部2010年3月发布了风电设备制造准入标准征求意见稿,以提高风电设备的准入门槛,压缩过剩产能。同时,国家电网也正在研究制定相关技术标准和入网规范。

对此,周鹤良认为,压缩过剩产能既要着眼于容量,又要向提高设备质量、性能、水平等方向努力。

近年,在政策大力支持下,通过技术引进,我国基本掌握了兆瓦级风电机组制造技术,初步形成了叶片、齿轮箱、发电机和控制系统等主要部件的风电设备产业链,但是由于大多数风电企业重制造、轻创新、重引进、轻吸收,使风电的关键设备及核心技术受制于国外,风电技术自主创新能力成为软肋,设备质量特别是关键部件的质量亟待提高。再加上我国风电产业急速发展,大量风机匆忙上马,设备从研发到实际运行的时间大大缩短,这样由于研发技术准备不足而导致风机在运行中出现了一系列问题。

周鹤良指出,设备可靠性问题将是影响我国风电发展的巨大隐忧。我国的风电设备制造企业必须注重风电的整机优化和主辅匹配,在提高设备可靠性上要下大工夫。

在我国风电数年间急速成长的背景下,多数企业集中于设备制造,而风电产业的研发平台和公共技术服务体系远远没有跟上行业的发展步伐,有效的产、学、研相结合的技术创新研发体系尚在襁褓之中。

第三就是风电场的运行管理水平太低。不少风电项目建设重视装机,而忽略了运行。好多风电场无论是维护、维修能力,还是保养、管理能力都有待提高。

对此,周鹤良建议,要探索组建专业性的风电运行技术服务公司,建立风电场维修工厂和区域风电场备件库,发展现代风电技术服务业。这就类似房地产领域里的物业管理,专门有专业的物业管理公司为业主提供全套的社会化服务。

总体看来,风电作为新兴产业,必然会存在一些问题,但这是产业本身发展过程当中的问题,是前进道路中的矛盾。专家建议,决不能因为这些问题而因噎废食,否定风电发展的作用和意义。风电产业还需要3￣5年的时间才能进入到成熟期。进入成熟期的标志就是以上矛盾能够得到基本解决,不存在突出的矛盾。同时风机年运行时间能够超过2000小时。周鹤良也认为,这五年,我们解决了兆瓦级风电从无到有的问题。而下一阶段,我们将解决风电的优化发展问题。只要我们循序渐进、稳健地发展风电,避免大起大落,风电产业必将气象一新,成为实现国家节能减排战略目标的一支重要力量。

来源：中国机电网

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