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风电技能经济远景瞻望 2015-09-12 18:08:40

择要:现在,风电技能愈加成熟,新型技能不时呈现,专项技能有所打破,顺应范畴愈加普遍,运转程度逐渐提拔。

  风电技能开展趋向
       (一)天下风电技能趋向
       比年来,列国在加微风电技能推行使用的同时,持续注意技能研发。现在,风电技能愈加成熟,新型技能不时呈现,专项技能有所打破,顺应范畴愈加普遍,运转程度逐渐提拔。总体来看,天下列国的风电技能开展出现单机容量不时增大、容量系数与风速区间不时进步、顺应温度愈加普遍、风功率预测精度稳步提拔、可用率不时进步等特点。
       (二)我国风电技能趋向
       我国风电技能开展趋向与天下趋于分歧,同时我国又具有本身的特点。高海拔地区风电技能逐步打破。高海拔地域氛围淡薄,风功率密度低,电机绝缘功能较差,电机散热不良。相比低海拔地区,高海拔地区风机建立、运营以及维护面对更大应战。鉴于高海拔地区具有较好的风力资源,我国相干科研机构、当局部分以及企业结合技能攻关,曾经在云贵高原、青藏高原等高海拔地域建立并运营风电项目,推进了技能提高,同时也促进了外地经济的开展。
       单机容量添加更为敏捷。我国新增风电装机单机容量呈逐年下跌态势,2005年新增风机单机容量849.7千瓦,2013年添加至1720千瓦,添加近一倍。2013年新增装机中,1.5兆瓦机型5466台,其他3692台单机功率均大于1.5兆瓦,1.5兆瓦机型曾经成为根本机型。
       直驱式技能失掉推行。直驱风力发电机由风力间接驱动发电机,省略齿轮这一部件,亦称无齿轮风机。直驱风机可无效增加风机运转毛病,并且具有高服从、低乐音以及遐龄命等长处。现在,我国局部风电制造企业与外企协作,曾经为少数风电运营企业供给了少量直驱风机,如金凤科技与德国Vensys公司协作研制出了1.5兆瓦直驱式风机,现在曾经运转数千台;湘电公司研制的2兆瓦直驱式风机也已进入市场,此中5兆瓦直驱式风机也曾经开端运转。2013年新增大型风电机组中,永磁式直驱式风电机组约占33%。我国低风速的三类风区占到全部风能资源的50%左右,直驱式风机具有较大的开展空间。
       变桨变速功率调理技能失掉普遍使用。变桨距功率调理方法具有载荷控制颠簸、平安和高效等长处。风机接纳变桨距技能后,可经过改动桨距角获取风机需求的转矩,即调解桨距角予以改动气流对叶片的攻角,从而改动风电机组对氛围动力的获取,坚持功率波动(高风速),或进步风能应用服从(低风速)。变速恒频技能容许风机转速变革,而输入频率坚持波动,通常与变桨距技能结合使用。2013年,我国装置的风电机组全部接纳了变桨变速恒频技能,并且2兆瓦以下风电机组大多接纳三个独立的电控调桨机构,经过三组变速电机和加速箱对桨叶辨别停止闭环控制。
       全功率变流技能失掉使用。全功率变流技能是指在发电机定子与电网之直接入变频器(功率与发电机相反),发电机电流颠末整流、逆变后成为与电网电压以及频率相反的365bet官网。全功率变流技能在发电机毛病时可停止无功输入,维持电压波动。此种技能可较好处理低电压穿越题目,完成与电网敌对型开展,是风电技能开展的一种趋向。
       现在,我国风电机组叶片长度不时添加,要害零部件毛病率不时低落,风电机组牢靠功能日趋提拔。随着我国风电装机范围不时扩展,新型技能无望持续呈现,同时本钱将无望持续低落。
       二、风电本钱研讨
       (一)天下次要国度风电本钱特点
       风电本钱逐步降落。从投资本钱(包罗风机、并网、基建、其他设备以及装置等等)来看,2009年环球风电投资本钱为每千瓦1450~2600美元。随着原资料(钢铁、铜)本钱逐步降落、供需状况呈现逆转以及制造商竞争剧烈等要素影响,现在环球风电本钱有所降落并且范畴愈加广泛,到达每千瓦1100(中国)~2600美元(日本),此中美国与西欧辨别为每千瓦1600美元以及1700美元。相比2008年,2013年,环球(不含亚洲)风电投资本钱曾经降落近1/3,详细如图1所示。
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在局部风力资源丰厚的国度,风电曾经简直可以和惯例电源竞争。比方,巴西、澳大利亚、智利、墨西哥、新西兰、土耳其以及南非等国度的陆下风电简直可以和新建燃煤机组以及新建燃气机组竞争。
       列国风电本钱差别明显。列国情况差别明显,开展范围纷歧,技能研发状况有所差别。在多种要素影响下,中国、美国、丹麦以及西班牙等风电大国本钱较低,而日本等国均匀本钱依然较高。2012年,中国风机均匀本钱为每千瓦436.6欧元,单元造价(即投资本钱)为每千瓦1220欧元。相比之下,日本风机本钱为1740欧元/千瓦,造价为每千瓦2610欧元(海下风电本钱较高也是影响其他国度风电本钱较高的局部缘由)。
       风电造价范围效益分明。伯克利实行室对美国2012年制作的局部电站停止剖析,后果表现,电站装机范围从小于5兆瓦到50-100兆瓦,单元投资本钱随范围添加分明降落;大于100兆瓦时,范围经济逐步消逝。别的,风电单机容量也出现出肯定的范围效应,即风电均匀单元造价随着单机容量添加而低落,尤其在低容量时这一景象尤为分明。
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       (二)我国风电本钱近况
       2006~2013年,我国风电造价总体呈降落趋向。此中,2007~2009时期风电投资本钱有所上升,一方面由于风机本钱下跌,另一方面与休息力本钱以及并网本钱上升等要素相干。2009~2013年,我国风机求过于供场面失掉缓解,随着范围化使用以及技能不时提高,风电造价重新回归降落趋向,2013年曾经跌至每千瓦8000元左右。
       (三)风电本钱预测
       1.研讨办法引见
       从国际次要研讨机构(IEA、PCC、EIA等)研讨办法来看,可将范围效应作为影响投资本钱的紧张要素。别的,从天下以及我国风电开展进程来看,天下风电装机每年以近20%的范围增长(2003~2011),我国多年累计风机增长速率超越100%,并且中临时目的表现出分明的范围潜力。基于以上思索,本文假定例模效应是影响价钱的主导要素,联合相干机构研讨效果,应用学习曲线对我国风电投资本钱停止预测,即依据风电装机范围预测风电本钱。若学习率为10%,即风电范围添加一倍,单元本钱降落10%。度电本钱是投资者思索的次要要素之一。思索到投资本钱、运转本钱以及贴现率等多种要素对度电本钱的影响,本文接纳国际上常用评价办法——平准化发电本钱——停止研讨(Levelized Cost of Electricity, LCOE),即各项用度思索贴现率后,单元电量的均匀本钱。
       2.外洋风电学习曲线及风电本钱研讨停顿引见
       美国动力部对美国风电造价停止了统计剖析,1982~2012年时期,美国风电学习率为7.2%,982~2004时期学习率为14.1%,将来风电造价仍有降落空间。IPCC汇总了次要文献关于风电造价学习率的效果,天下列国风电造价学习率位于4%~32%区间(最早时期为971年左右),从最新时期来看,风电造价学习率为9%~19%。
       IEA指出,经过优化设计、风机构造改革以及优化运转等手腕,2030年风电平准化发电本钱可低落20%(相比2010年);同时IEA对次要专家关于平准化发电本钱的研讨效果停止了汇总,依据详细状况,2030年LCOE可比2011年低落0~40%。
       3.我国陆下风电本钱研讨
       思索到晚期风电技能处于研发树模阶段、2006~2008时期风电无序开展以及其他要素影响,本文以2009~2013年风电造价为根底对2020年停止预测。综合多种要素影响,接纳多种学习率情形停止了剖析。此中:
       8.8%学习率情形:假定将来本钱契合2009~2013年趋向,学习率为8.8%。
       0%学习率情形以及5%学习率情形:思索到市场供求干系对价钱影响、地形条件影响以及不妥竞争影响,将来学习率能够偏低,本文以0%以及5%学习率予以替换。
       2009~2013年新增风电学习系数E=0.132,学习率LR=8.8%。各情形上风电造价预测如下表所示。
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       \0%学习率情形表现,2020年我国陆下风电造价为每千瓦8298元,LCOE为每千瓦时0.406,相应电价为每千瓦时0.593元;在2020年目的完全完成的条件下,并且年装机范围开展颠簸,5%学习率情形能够完成,届时风电造价将为每千瓦7141元,LCOE以及电价辨别为每千瓦时0.349元以及每千瓦时0.509元;受天文情况、人工本钱等要素影响,2009~2013时期风电本钱低落趋向难以复制,8.8%学习率情形难以完成。
       三、发起
       依据天下以及我国风电技能开展趋向,以及对我国风电经济特性剖析,提出发起如下:
       统筹财产链开展。现在风电财产曾经不只仅限于发电范畴,还触及到信息通讯、控制以及气候预测等范畴,发起以风电财产链为根底,统筹思索各范畴对风电的影响,加大各部分各范畴对技能研发的投入,推进触及风电行业的各范畴配合并积极到场风电相干技能研发,进步风电技能全体竞争力,促进风电与电网敌对型开展,同时也为进步风电国际竞争力打下坚固根底。
       美满技能研发体系建立。学习曲线效应表现,依照现在开展速率,2020年新建风电依然难以与煤电相竞争,进步风电竞争力,必需进一步经过技能提高低落本钱。我国风电企业数目较多,竞争较为剧烈,招致反复性技能研发频仍发作,资源糜费严峻,发起国度应树立大型大众研发树模平台,结合多家气力较强企业,加大对先辈技能的研发以及攻关;同时加大对国度重点实行室资金投入,并尽快推进科研效果向实践使用转化;进一步树立美满的技能评级制度以及知识产权维护制度,进步企业技能研发积极性以及进一步放慢企业间技能交换;进一步美满技能规范,引导企业公道竞争。
       充沛发扬学习曲线最大效应。受多种要素影响,列国学习曲线均不相反。我国风电开展范围相比其他国度较大,并且开展速率较快,提拔我国风电学习率潜力较大。研讨后果表现,我国陆下风电8.8%学习率情形相比5%学习率情形条理造价低11.3%左右。为充沛发扬学习曲线效益,需公道计划财产开展,注意地区结构,公道衔接财产各个关键,订定过度年度目的,进步休息者技艺,改良加工工艺,不时积聚任务经历,推进财产颠簸开展,低落财产本钱。
       从各个关键低落风电LCOE。在项现在期进程中,注意资源选择,注重微观选址,落实电量保送与消纳;在建立施工阶段,应注意优化条理设计,注重工程质量;在设置装备摆设推销关键注意价钱控制与质量把控,同时注意先辈技能的使用与推行;在运营进程中,注重功率预测条理的使用,进步运营职员本质,强化办理,进步条理牢靠性;在运营形式方面,应不时创新,开展风景互补或习尚互补等新型形式;在融资方面,应创新贸易形式,改进融资构造,夺取国度支持。(《
华能团体》)

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