海上风电发展迅速前景可观
海上风力发电厂,是利用海上风力资源发电的新型发电厂。在石油资源形势日益严峻的情况下,各国均将眼光投向了风力资源巨大的海域,欧洲多个国家已建立了多个海上风力发电厂而且规模巨大。中国也逐渐涉及海上风力发电领域。
风电行业的真正发展始于1973年石油危机,20世纪80年代开始建立示范风电场,成为电网新电源,此后20年里,风电发展一直保持着世界增长最快的能源地位。21世纪初十年来全球风电累计装机容量的年均增长率接近30.00%,风电技术日臻成熟,最近两年我国发展迅速。
世界上已经有海上风电场和正在开发中的国家包括英国、德国、瑞典和法国等。在海上风电场的建设方面,德国的规划可谓气势宏伟,累计安装容量排名第一,称得上是欧洲地区的主阵地。丹麦在风力发电领域占有领导地位,丹麦最开始有世界上最大的海上风电厂。但是前不久全球最大海上风电场Walney Extension正式开放投运。
据英国卫报消息,位于英国坎布里亚海岸的全球最大海上风电场Walney Extension近日正式投运。该风电场占地面积为145平方公里,相当于2万个足球场,装机容量为695兆瓦,能够提供近60万家庭所需的电力。
据悉,Walney Extension风电场共有87台涡轮机,每台涡轮机高度约为190米,大约两个大本钟那么高。与著名的英国海上风电场“伦敦阵列”相比,它涡轮机数量更少,发电能力却更强,且装机容量超越“伦敦阵列”的630兆瓦,成为全球最大海上风电场,标志着过去五年英国风电技术的飞速进步。
有数据显示,海上风电发电每年可满足英国大约十分之一的用电需求。英国能源部长克莱尔·佩里(Claire Perry)表示,该项目巩固了英国“海上风电装机量最大国家”的地位,并创造了上千个高质量的就业机会。
风机的单机出力也从4MW到8MW,到10MW,在前不久德国汉堡举行的汉堡国际风能展上,维斯塔斯-三菱重工隆重发布了风电史上首款商业化功率突破两位数的海上机型:V164-10.0 MW。真可谓是“十”破天惊,单台风机可供电5977户德国家庭,说明风机和燃机、煤机一样朝着大容量高参数方向发展。
我国海上风电发展迅速,在世界海上风电开始进入大规模开发阶段的背景下,中国海上风电场建设也拉开了序幕。在海上风电方面,中国东部沿海的海上可开发风能资源约达7.5亿千瓦,不仅资源潜力巨大且开发利用市场条件良好,只是由于中国沿海经常受到台风影响,建设条件较国外更为复杂。
早在2004 年,广东南澳总投资达2.4亿元的海上2万千瓦风电场项目已经获得批准立项,这是中国首个海上风电场建设项目。2005年中,河北省沧州市黄骅港开发区管委会与国华能源投资有限公司签署协议,合作建设总装机容量约100万千瓦的国内第一个大型海上风力发电厂。2007年底,上海市东海大桥10万千瓦风电场投资业主的招标评标工作在上海圆满闭幕。2007年11月28日,地处渤海辽东湾的中国首座海上风力发电站正式投入运营,这为今后中国海上风电发展积累了技术和经验,标志着中国风电发展取得新突破。
上海东海风力发电有限公司开发东海大桥100兆瓦海上风电场项目,工程总投资22.5亿元,2010年投入使用,将成为亚洲最大规模的海上风力发电厂,可满足上海20万户居民的生活用电。
2012年,国家能源局对《河北省海上风电场工程规划》作出批复,同意河北省海上风电场按照总装机容量560万千瓦进行规划建设,其中唐山区域430万千瓦,沧州区域130万千瓦。“十二五”期间,河北省优先开发唐山部分风电场,装机容量50万千瓦。
今年部分已经并网发电的浙江六横海上风电,采用单机为4MW的风机,整个风电场装机容量约30万千瓦,届时将具备调峰和调频能力。海上风电在全国沿海区域得到迅速发展,广东等沿海都有海上风电建设和投运。
海上风电市场前景及产业链格局解读,风能开发和利用不受资源约束,环境影响小,可以大规模和可持续发展。
全球的风能约为2.74×10^9MW,其中可利用的风能为2×10^7MW。在现有风电技术条件下,我国风能资源足够支撑10亿千瓦以上风电装机,风力发电将是未来能源和电力结构中的一个重要的组成部分。
同时,发展风力发电对于解决能源危机、减缓气候变化、调整能源结构有着非常重要的意义。
我国海上风能资源丰富,近海风能可供开发资源达到5亿千瓦。
我国海岸线辽阔,海上风能资源丰富,主要集中在东南沿海地区。
我国东南沿海及附近岛屿的有效风能密度为200-300瓦/平方米以上,全年大于或等于3米/秒的时数约为7000多小时,大于或等于6米/秒的时数约为4000小时。
根据发改委能源研究所发布的《中国风电发展路线图2050》报告,中国水深5-50米海域,100米高度的海上风能资源开放量为5亿千瓦,总面积为39.4万平方千米。
不同省份的海上风力资源和地质条件差异明显。
我国风能资源最丰富的区域出现在台湾海峡,由该区域向南、北两侧大致呈递减趋势。
具体而言,江苏、山东等长江以北属于典型的低风速、无台风风险市场,需求大叶轮机组,河北、辽宁等更北部海域还要考虑海冰的影响;
广东、浙江等属于典型的低风速、有台风风险市场,需求的是大叶轮抗台风机组;
福建、粤东部分区域、台湾海峡等属于典型的高风速、有台风风险市场,需求的是更大容量抗台风机组。
利用风能资源发展风电,为实现非化石能源占一次能源消费比重达到15%的目标提供重要支撑。
在国家相关部门重视和多重政策的支持下,风电已成为我国第三大电源,从补充能源进入替代能源的发展阶段。
《风电发展“十三五”规划》指出,“十三五”期间风电建设总投资将达到7000亿元以上,到2020年底,风电年发电量要确保达到4200亿千瓦时,约占全国总发电量的6%。
增加可再生能源在一次能源消费结构中的比例,并以最终和清洁煤电价匹配为发展目标。
风电发展向非限电地区转移,海上风电优势显著
陆上风电发展增速趋缓,弃风限电现象略有好转。
2017年陆上风电新增装机18.50GW,相比较2016年22.78GW的新增装机量,同比下降18.79%,陆上风电发展增速有所放缓。
2018年一季度,全国平均利用小时数592小时,同比增加124小时;全国弃风电量为91亿千瓦时,同比下降44亿千瓦时;弃风率为8.5%,同比下降7.9个百分点,与2017年相比弃风限电情况明显好转;但国家电网提出的目标是在2020年弃风率控制在5%以内。
陆上风电发展受限使得海上风电成为风电发展新出路。
陆上风电发展主要受限于弃风消纳问题,弃风现象严重主要在于系统调峰能力严重不足,新能源发电与送出工程建设进度不同步和体制机制的问题。
新能源富集地区不同程度地存在跨省、跨区通道能力不足问题,已成为制约新能源消纳的刚性约束。
而海上风场基本都建设在沿海100-200公里以内,距离负荷中心较近,减少电力传输损失,并且常年有风,所以很适合电负荷中心的需求。
海上风电的发展,有望满足行业发展增量需求,成为风电发展新出路。
海上风电利用小时数超陆上风电,发电量优势显著。陆上风电年均利用小时数为2200左右,海上风电根据资源条件不同,利用小时数一般也不同,但是平均利用小时数可以达到3000小时以上。
相较于陆上风电,目前我国海上风电单机容量以2.5-5MW为主,高于陆上风电以2MW类型为主的单机容量。
随着技术水平提高,单机规模持续扩大,更强更稳的风力以及更高的利用小时数,海上风电的发电优势将更加显著。
海上风电能够为我国东南沿海省份提供有效的能源补充。
海上风能资源主要处于东部沿海地区,以福建、浙江、山东、江苏和广东五个省份为主。
东部沿海省市是国内经济最发达的地区,用电领先并处于电负荷中心,为大规模发展海上风电提供了足够的市场空间。
同时,这些省市电力供应紧张,用电增长速度较快,随着火电装机量的进一步走弱,用电缺口将进一步扩大,海上风电可以作为目前常规使用能源的有效补充。
2017年,海上风力资源所在的主要五个东南沿海省份(福建、浙江、山东、江苏和广东)总用电量为23502亿千瓦时,是西北地区的6.1倍左右,消纳能力强。
海上风电全面启动,市场空间超千亿
风电行业新增装机量短期下滑,长期看行业发展稳定向上。
受2015年风电抢装带来的需求透支、红六省限装的影响,2016年与2017年风电行业新增装机需求量持续下滑。
2017年全国新增风电并网装机容量19.66GW,较2016年的23.37GW,同比下降15.88%。
不同于2010-2012年的风电行业,在平价上网日趋临近的大背景下,风机行业需求不存在大幅下滑的风险,长期看风电行业总体发展稳定。
风电投资重心逐渐向非限电地区转移,海上风电有望受益。2017年三北地区新增装机占比呈小幅下滑,由2016年53%降为2017年51%。
同时中东部及南方地区新增装机由2016年的47%增至2017年的49%。
“三北”地区弃风限电严重,同时由于技术进步使低风速区域可利用率提升,风电投资重心逐渐向中东部地区转移。海上风能资源区多集中于非限电地区,海上风电有望直接受益。
海上风电装机实现大幅度增长。
根据中国风能协会的统计,2017年,我国海上风电新增装机(吊装量)319台,容量达到1160MW,比上年增长97%,海上风电装机增速有较明显的优势。
海上风电累计装机量呈现爆发式增长,由2010年150MW增长至2017年的2790MW。
海上风电新增装机占综合新增装机的比重迅速上升,由2010年的0.74%增长至2017年的5.90%,占比逐步提升。
海上风电全面启动,发展前景广阔。
2017年海上风电全面启动,海上风电装机规模持续扩大,2017年国内海上风电项目招标3.4GW,同比增长81%,占全国招标量的12.5%。
根据国家《风电发展“十三五”规划》,到2020年全国海上风电开工建设规模达到10GW,力争累计并网容量达到5GW以上,重点推动江苏、浙江、福建、广东等省的海上风电建设。
我国未来四年海上风电装机容量年复合增长率超过75%。
结合“十三五”海上风电发展目标,风能咨询机构MAKE预计,截至2020年中国海上风电累计装机容量将达到15.78GW(吊装量)。按照预计,未来3年海上风电累计装机容量复合增长率超过75%。
以海上风电投资开发成本14000元/KW测算,结合2020年我国海上风电累计装机容量15.78GW的估计值,预计到2018-2020年我国海上风电建设投资市场空间约1800亿元。
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