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              中國海上風電裝機量將登頂世界 能帶來什么?

              2021-08-12 來源:觀察者網作者:李煥宇 瀏覽數:314

              7月28日,國家能源局召開新聞發布會,稱今年上半年我國風電新增并網裝機1084萬千瓦,其中海上風電新增裝機214.6萬千瓦,同比去年增長102.45%。部分媒體甚至已經根據上半年的增速推算,我國的海上風電累計裝機已超過英國,躍居全球第一。

              中國海上風電裝機量將登頂世界 能帶來什么?

                7月28日,國家能源局召開新聞發布會,稱今年上半年我國風電新增并網裝機1084萬千瓦,其中海上風電新增裝機214.6萬千瓦,同比去年增長102.45%。部分媒體甚至已經根據上半年的增速推算,我國的海上風電累計裝機已超過英國,躍居全球第一。
                
                其實在海上風電領域,中國已經連續三年拿下了新增裝機容量第一的寶座。據全球風能理事會(GWEC)統計,中國截至2020年的累計裝機容量已達到9898兆瓦(下文均簡寫為MW),距第一名英國(10206MW)僅差308MW。
                
                如果再考慮到中國當年新增了3060MW的海風裝機而英國僅新增了483MW,中國今年的登頂確實只是時間問題。GWEC也在今年年初表示,預計中國在2021年將超過英國,成為全球最大的海上風電安裝市場。
                
                但對中國而言,在新能源的裝機量上傲視世界早已不是什么新鮮事。早在2010年,中國的風電總裝機就已經超過了美國成為世界第一;5年后,中國又在光伏總裝機上超過了德國成功登頂。如今,隨著國家提出“構建以新能源為主體的新型電力系統”,對新能源電力的討論正在從“發電”轉到“用電”。
                
                而這,正是海上風電的優勢所在。
                
                海上風電:東南沿海地區可就地消納,穩定性可比火電
                
                目前,我國新能源電力的消納受時空因素的制約。
                
                從時間上講,新能源電力波動性較大?!吨袊茉磮蟆吩龂覒獙夂蜃兓瘜<椅瘑T會委員王志軒的話稱,我國風電出力主要集中在春冬兩季,光伏出力主要集中在夏秋兩季。隨著新能源發電比例的提升,做到實時平衡難度越來越大。
                
                以陸上風光為例,2018年,新疆風電波動最長持續時間超過兩天,低于風電裝機容量20%的低出力最長持續時間超過8天;同年,陜西電網低于光伏裝機容量20%的低出力最長持續時間超過4天。
                
                相比之下,海上風電由于不受地形、城市規劃影響,享受著更多的資源量。據《中國工程科學》2021年第1期的院士文章介紹,海上風電年運行小時數最高可達4000小時以上,較陸上風電年發電量多出20%~40%。業內人士也表示,海上風電即便是在風量較低地區,運行時間也可以達到3000多小時。
                
                4000小時以上的運行時間是什么概念?根據中國電力企業聯合會發布的《中國電力行業年度發展報告2021》,我國電力系統的壓艙石——煤電在去年的運行時間同樣是在這一區間,個別煤電大省如內蒙古的煤電利用小時數會接近5000。
                
                有足夠的運行時間做保障,海上風電的波動性自然也要小于陸上風電和光伏。關于這一點,海上風電龍頭之一接受了觀察者網的采訪,該公司資本市場部總經理潘永樂表示,海上風電的波動性小于陸上風電,且遠小于光伏,畢竟風電不會因為晝夜變化導致發電量清零,甚至晚上發的電還可能更大一些。這么一來,海上風電的電網友好性無疑更加出色,電網方面也是比較愿意接受的。
                
                從空間上講,我國太陽能(7.410, -0.10, -1.33%)和陸地風能最豐富的地區多在西部,而用能集中地區多在東部沿海,這就需要建設特高壓等線路進行遠距離輸送。但海上風能不一樣,東部沿海省份可以在離岸大概30-50公里的區域直接開發本地的海上風能,不用擔心遠距離輸送問題。
                
                發改委能源研究所發布的《中國風電發展路線圖2050》,我國的海上風能資源極為豐富,各沿海地區間的風能資源差異也遠比陸地要小。其中,臺灣海峽一帶的風能資源最為豐富(6級以上),其次是廣東、廣西、海南(4-6級)。
                
                其實,我國資源的生產區遠離主要消費區這一情形不僅是對新能源而言,對水電、火電而言同樣如此,而海上風電可以實現“就地消納”。
                
                對于“就地消納”的優勢,《中國能源報》援引中國工程院院士余貽鑫的話稱,“風光”發電(指光伏和陸上風電,觀察者網注)具有強烈的間歇性、多變性和不確定性,它們不能獨立向負荷地區供電。根據電力系統的運行原理,西部送端系統的風電和光伏發電需要與當地的火電、水電等出力可控機組打捆成比較平穩的功率,再輸送給終端的電力用戶??紤]到這些成本,就地開發與消納一度“風光”電的全社會供電成本優勢顯著。
                
                余院士還指出,“風光”就地開發與消納可以降低中東部省份的電能對外依存度,“電從身邊來”是提高電力系統韌性、保障供電安全的根本保證。
                
                不僅如此,相比陸上風電和光伏,海上風電還不用擔心土地問題。風電龍頭遠景能源高級副總裁田慶軍認為,海上風電是沿海經濟發達地區實現碳中和的必然選擇。未來“電從身邊來”會成為一種趨勢,長距離的“外來電”只能作為一種補充,各個省份必須重新思考如何自給自足。沿海經濟發達地區用能體量大,土地資源稀缺,陸上風光資源不能有效解決“雙碳”目標,海上風電是必然選擇。
                
                他說,國家電網相關負責人透露,未來電網60%以上的新能源上網將來自中東南部,尤其是海上集中式風電。在田慶軍看來,海上風電具備成為新煤炭、新石油的戰略先決條件。
                
                明陽智能潘永樂認為,從自然稟賦上講,海上風電解決了新能源原來面臨的一個瓶頸,因此它不會僅僅承擔一個救火的作用,從中長期來看,可以替代煤電承擔發電主力的角色。據他介紹,目前中國在離海岸100公里以內的范圍內可供開發的海上風能資源量有200萬MW,基本可以在很大程度上替代煤電。
                
                另外,深海范圍的海上風電開發也已啟動。據陽江廣播電臺5月報道,由我國自主研發擁有完全知識產權的首臺漂浮式海上風電機組在明陽智能陽江產業基地下線,這是全球第一臺抗臺風型海上漂浮式風機,單機功率5.5MW,風輪直徑達到158米,每年可以為3萬戶家庭提供綠色清潔能源。
                
                潘永樂表示,漂浮式機組可以在岸上完成組裝,無需海上和水下建造工程,直接整體托運到目標海域,讓大規模部署海上風電成為可能,是引領我國海上風電行業走向深海的重大成果。
                
                大型海上風機國產化:成本越來越低
                
                當然,對于已經在建設新型電力系統的中國來說,不管是看似多么美好的新能源,成本始終是一道繞不過去的坎。而海上風電在這方面也有足夠的底氣,因為風機正變得越來越大。
                
                大型化是海上風電降低成本的核心。
                
                九方智投的研究報告解釋稱,在收入端,大容量機組意味著更大的掃風面積和更高的輪轂高度,機組切入風速更低,單位容量在同一位置的利用小時數更高。同時,在成本端,使用大容量機組可以大幅減少風電場的機組臺數,從而有效降低分攤到單位容量的原材料、基礎、吊裝、線路和土地等投資成本,并降低后期運維和管理成本。
                
                西部證券研報援引通用電氣的測算結果稱,按照中國海域水深25米、風速9米/秒、規模為400MW風電場的情況進行估算,與安裝6MW機組相比,安裝12MW機組每千瓦可降低27.89%的造價成本。而從2007-2019年,我國海上風電的主流機型從1.5MW提升到5-6MW,對應的海上風電造價從2.67萬元/千瓦下降到1.57萬元/千瓦,造價下降41%。
                
                目前,明陽智能已經研發出國內功率最大的11MW海上風機,東方電氣也研發出了10MW的風機。
                
                潘永樂介紹,國內現在已經具備了推廣大型風機的條件,等到明年國家補貼取消,海上風電進入平價階段后,廠商出于進一步降本的考慮也會主動去推廣更大的風機。他還補充道,現在的新增招標都是8-10MW的機器。
                
                去年,陸上風電率先實現平價,已經把成本降到非常低的水平。據《上海證券報》報道,國投甘肅新能源與三一重能近日完成國投瓜州北大橋第七風電場B區項目采用的是6.25MW的風電機組,項目成本控制在4500元/千瓦以下,年等效小時數3400時左右,據此測算等效小時平準化度電成本(LCOE)為0.098元/度,有望成為我國首個度電成本低于0.1元/度的風電項目。
                
                海上風電現階段的成本還比較高。目前,海上風電的標桿電價為0.85元/度,每度電享受著0.4元左右的補貼。不過,由于海上風電的電機可以做得比陸上風電要大得多,因此海上風電的降價空間也要更大,未來可以追平陸上風電的電價。
                
                潘永樂向觀察者網表示,中國的海上風電還處在一個起步的階段,正在經歷從補貼到平價的過程。如果要追平陸上風電價格(0.1元/度左右)的話,起碼需要每年1-2萬MW的裝機規模做支撐,這個數字相當于去年中國新增陸地風電裝機量的四分之一。
                
                盡管中國去年新增的海上風電裝機量相比這一數字還有不少差距,但這并不遙遠。一方面,中國每年的新增海上風電裝機量都在增長,2019年還是2395MW,2020年已經到了3060MW,而風機的大型化還在加速這一過程。
                
                另一方面,中國現有的海上風電裝機能力其實還要受安裝船數量不足的制約,因為無論風機的大小,安裝船一次只能裝一臺風機。但反過來看,就算安裝船數量保持不變,只要把要安裝的風機功率從6MW提到8MW,一年下來的新增裝機量也可以提升50%。
                
                除了大型化,國產化降本也在有序推進當中。潘永樂稱,如果說中國風電在幾年前還在追趕,那么到今年是可能實現超越的。比如我國的陸上風電基本上已經全部實現了國產化,海上風電還有個別核心零部件仍在進口,但在他看來這只是一個過程:
                
                “因為中國的制造能力,不管在任何行業,都是這樣的一個規律,一開始模仿學習,然后逐步追趕,最后超越。”
                
                明年“斷奶”,海上風電進入調整期?
                
                不過,對于仍享受著國家補貼的海上風電而言,明年的“斷奶”是一場大考。
                
                2020年1月3日,國家財政部組織召開了一次可再生能源領域的通氣會,宣布2021年之后將取消海上風電國家補貼,大大超出了業界對海上風電平價的預計。
                
                田慶軍認為,3-5年內中國所有海域基本都可以實現平價,到十四五末部分地區度電成本可以做到3毛錢;潘永樂也表示,現在輿論主要是2-3年實現平價,但停補后明年就要做平價了,所以他們只能以最快的速度做到平價,展現企業的核心競爭力;中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海巖甚至說道,2022-2023年,中國海上風電將迎來最困難時期。
                
                那么,海上風電會在迎來“斷崖式”的調整期嗎?
                
                潘永樂認為,取消補貼不會對海上風電的裝機增長產生太大影響,業界強調“調整期”,也有希望政府能盡快出臺其他有利政策的意思在里面。
                
                他以陸上風電為例,稱今年是陸上風電的平價第一年,盡管宣布停補的時候也有過不少關于風電要進入“調整期”的焦慮,但從數據上看,今年不管是新增的招標規模還是并網數量、建設口徑,都是在去年高位的基礎上繼續增長。
                
                比如今年上半年陸地風電新增招標量就超過了3萬MW,相比去年有了很大增長,同陸上風電搶裝潮的2019年全年規模相當;新增并網達到1萬多MW,比去年同期增長了4千多MW。鑒于這些數據,以及他們所掌握的情況,明陽智能對于明年的海上風電裝機量保持樂觀。
                
                同為綠電,海上風電制氫前景如何?
                
                由于目前氫能以及燃料電池車的熱度再次升溫,以及明陽集團董事長張傳衛曾在做客央視時多次提及了海上風電制氫的前景,有著臨近市場無需長途運輸這一優勢的海上風電的制氫前景同樣受到關注。
                
                對此潘永樂表示,他們認為氫是作為一種儲能形態出現的。等到未來可再生能源裝機規模越來越大的時候,氫的利用一定是一種趨勢,不過在現階段還是一種前瞻性的布局。
                
                另外對海上風電而言,它最大的優勢就是有著幾乎為零成本的海水,因此若要讓海上風電進軍制氫,還需要海水制氫等關鍵技術。

              標簽:

              海上風電
              閱讀上文 >> 關于智慧運維的實踐和思考
              閱讀下文 >> 可再生能源補貼欠賬兌現有多難?

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