風電設備

風電設備

新能源設施
風電設備,利用風能發電或者風力發電的設備。風電技術裝備是風電産業的重要組成部分,也是風電産業發展的基礎和保障。
    中文名:風電設備 外文名:Wind power equipment 用途:發電 拼音:feng dian she bei

概況

區域新興産業的發展是經濟地理學的關注重點。尤其在全球氣候變化和能源危機背景下,新能源産業的發展和區位特征備受關注。

目前,中國風電設備整機市場正如其他行業一樣,不但要承受來自自身行業内部其他競争對手的威脅,而且要提防潛在的進入者、來自相關産業的替代品的競争,同時行業利潤還要受到上遊供應商和下遊客戶的擠壓。最初起步就置身于政策“保護傘”下的風電設備産業,如今将迎來更開放更公平的競争環境。

發展史

中國風力資源同樣豐富:據估計,中國陸上實際可開發風能資源儲量為2.53億千瓦,近海風場的可開發風能資源是陸上3倍,即中國可開發風能資源約10億千瓦。中國風電裝機加速增長:2006年,中國新增風電裝機1337MW,占全球新增裝機的8.9%,同比增長165.83%;至2006年中國風電累計裝機達到2604MW,占全球風電裝機的3.5%,累計裝機增長105.29%。中國政策環境趨好:國家通過要求風機國産化率、風電全額上網和财稅上扶持等政策大力推動風電和本土風機制造業發展。

其他國家的制造商在中國風機市場占據優勢地位:2006年占新增裝機55.10%,占累計中國總裝機65.92%。其中其他國家制造商前三位Vestas、Gamesa和GEWind分别占據中國總裝機的18.73%、18.63%和10.74%。相對本土廠商,他們有技術和資金優勢。中國風機制造商湧現出一批優秀企業:目前中中國資風機制造商主要有:金風、華銳、運達、東汽、哈電和惠德等。

除金風科技規模較大,具備與外國制造商競争實力,其餘中國風機制造商市場份額較小,處于起步階段。華銳和東汽等大型國企依靠雄厚的資金實力,良好的制造基礎,正迎頭趕上,相信會在外來市場中占據一席之地。中國風機制造業面臨良好發展機遇:在各類新能源中,風力發電是技術相對成熟、最具大規模商業開發條件、成本相對較低的一種,受到國家的高度重視。

中國風機制造業背靠中國巨大的市場,依托中國廉價的人工成本和雄厚的制造基礎,面臨良好的發展機遇,必将在中國國際兩個市場大有作為。風電設備制造業也存在諸多風險:政策風險,風電技術進步帶來的風險,行業激烈競争帶來的風險。近十年來,中國大型風機制造業基本從零起步,目前已經掌握了750KW機組整機和零部件的設計制造技術并實現了批量生産,目前國産MW級變速恒頻機組正在研制并有部分機組投入運行,MW級葉片、齒輪箱和發電機也完成了研制并投入小批量生産,但電控系統有賴于進一步研發。

2004年以來衆多實力雄厚的企業介入風電設備制造領域,可望在近期極大推動MW級先進機組的本地化生産供應能力和國産化水平,但總的來說,整機總體設計和關鍵零部件設計制造技術仍是中國風機制造業長期發展的最大瓶頸。1996年以前:中國風電設備從其他國家直接引進1996年以前,中國的大型并網發電處于試點和示範階段,主要以國際雙邊援助項目為主,這些項目的風電機組均來自其他國家制造企業。

1996年以來:國家支持風電技術引進和創新及規模化發展,以啟動和加速中國風電業在此期間,中國通過了“乘風計劃”、國家科技攻關計劃、“863”計劃以及國債項目和風電特許權項目等,這些項目支持了風電技術引進和自主創新及制造業的規模化發展。目前,中國企業已掌握了750KW以下容量風電機組的總裝技術和關鍵部件設計制造技術,并初步掌握了機組總體設計技術,實現了規模化生産;新型的MW級直驅式永磁風電機組和雙饋式變速恒頻風電機組也于2005年投入試運行。

截止2006年,内資主要有11家大型風機總裝企業,當年内資占新增市場份額達到41.20%,累計達到25.68%。但是這11家企業發展很不平衡,其中金風科技遙遙領先,華銳等多家企業剛剛起步。

2004年以來,衆多企業在風機市場誘人前景吸引下加入了MW級風電機組的技術引進和研制,以圖搶占市場進入這一時期,受《可再生能源法》和《可再生能源中長期發展規劃》的鼓舞,中國衆多企業看好巨大的潛在風電設備市場,意欲憑借雄厚的經濟實力和技術積累進入并搶占市場份額。

目前,已經明确進入風機整機制造的企業有20多家;另外,還有一些公司正在開展進入風機制造業的前期準備工作,包括市場調研、技術研發和合作談判工作等。因為十分看好市場,出于追趕先進和搶占市場的動機,這些新來者決策和行動十分迅速,其中相當一部分企業更偏好“無論如何先把産品生産出來、盡快占領市場”的發展思路,向意圖深入中國風機市場的其他國家風機制造企業購買生産許可,直接引進國際市場主流的1MW以上單機容量、變槳變速恒頻風電機組的總裝制造技術,并力求迅速投入批量生産。

發展現狀

目前,中國風電設備整機市場正如其他行業一樣,不但要承受來自自身行業内部其他競争對手的威脅,而且要提防潛在的進入者、來自相關産業的替代品的競争,同時行業利潤還要受到上遊供應商和下遊客戶的擠壓。

1.風電整機制造内部競争程度較低

由于存在着市場的供不應求,中國的風電設備市場偏向于賣方市場。因此,目前中國的風電整機制造内部的競争程度較低,主要體現在于四股力量之間。

(1)行業的先行者憑着對該行業發展的敏銳觸覺,很早就意識到風電設備制造領域中的機會,搶先介入這個市場,完成了最初的技術積累,形成完整的供應鍊,在客戶中初步樹立自己的品牌,具備先發優勢。

(2)傳統設備制造商看到風電設備市場中的機會和在企業轉型的壓力下,強勢介入風電整機制造業。這些企業大多經濟和技術實力雄厚、具有長期的工業基礎和豐富經驗,從一開始就瞄準國際主流的MW級先進機組,具有很強的追趕實力;而且,長期穩定的中國風電設備市場将為這些新進入者提供了較為充足的追趕時間。

(3)風力發電企業向上遊産業鍊延伸。在投資風電項目中,風力發電企業注意到風機制造中的巨大機會,也紛紛通過向上遊延伸介入風機制造業。這些風機企業具有先天的貼近市場優勢,先擁有市場,然後才組織制造。

(4)外國風機制造商看到中國風力發電巨大的市場後,受制于風機設備國産化率的規定,紛紛在中國獨資或合資建廠。其他國家制造商攜先進的技術、管理和雄厚資金實力,将在中國風機制造市場占據重要位置,成為本土風機制造企業的最具威脅的對手。

2.潛在進入者的威脅力一般

目前,中國三大發電設備制造商已進入風電設備行業,其他國家主要風機制造商也已在中國設廠,中國該行業已經基本沒有較大威脅的潛在進入者。但是,由于中國風電行業快速發展、風機制造業高速增長,仍有相當多的其他企業垂涎于該行業良好的發展前景,想進入風電設備制造業。由于風機制造具有較高的技術壁壘,并有一定的政策壁壘(在特許權招标中要求具有消化吸收引進技術能力)。因此,潛在進入者并不會對中國風電設備制造業構成較大的威脅。

3.替代品的威脅力較弱

近年來,風電的成本呈現持續下降态勢,每千瓦時風電成本由20世紀80年代的20美分下降到現如今的4美分左右。随着技術的進步和風機制造中規模效應的發揮,風力發電成本仍具有很大的下降空間。預計到2010年,風力發電成本還可以下降30%,已經接近常規能源成本。

根據中國能源發展戰略,中國未來将逐步優化電力裝機結構,大力發展可再生能源發電,逐步縮小火電等化石能源發電在中國電力裝機結構中的比例。但是,太陽能和生物質發電在中國剛剛起步,要在短時間内實現大規模商業化應用則會存在較大的技術瓶頸和過高成本的難題。因此,短期内風力發電将是最具商業化條件的替代能源,風電設備制造業面對的替代品威脅力較弱。

4.下遊需求影響較大

目前,中國風電場的投資主體以國有大型電力集團為主,較為多元化,許多投資商的可持續發展能力不高。由于風電機組占風電項目總投資的70%,因此風電場投資商對風機價格應該說非常敏感。為了大規模商業化開發風電,國家發改委從2003年起推行風電特許權項目,每年一期,通過招标選擇投資商和開發商。

在風電特許權招标中,投标商的實際投标價格是從自身的發展策略制訂的。但一些投标商為了搶占風電場資源,以虧損的價格中标,導緻風電上網電價過低,整個項目虧損,進而導緻風電場運營商不具有持續發展能力,最終将損害上遊的風電設備制造業。

5.關鍵零部件瓶頸制約嚴重

目前,中國風電設備制造業剛剛興起,産業鍊發展并不是很完善,風電整機制造受關鍵零部件瓶頸制約較為嚴重。兆瓦級以下的風力發電機組主要零部件已經實現了國産化,并且可以批量供應。但兆瓦級以上風機的核心配件仍然存在較大缺口,本土廠商生産的部件質量上還不夠可靠。此外,鋼鐵、銅線、碳纖維等原材料價格的上漲也使得風電機組成本下降趨緩。

伴随國家政策支持,中國的風電産業快速發展,已成為國際、中國風電投資最為活躍的場所。國際上,丹麥的VESTAS、西班牙的GAMESA、美國的GE、德國的NORDEXTT和印度的SUZION等國際風電行業巨頭,競相進軍中國市場,紛紛在天津、呼和浩特、沈陽和西安等城市投資建廠或與中國本土企業合作。

中國的上海、天津、沈陽等重要經濟中心城市,以國家調整能源結構為契機,通過政策引導、财力支持等措施,大力發展風電設備制造産業,積極引進中國外先進風力發電設備制造企業,做大做強風電産業。中國主要從事裝備制造的上海電氣、東方汽輪機和中船重工等大企業,也把發展的觸角伸向風電設備制造産業領域。

如中船重工以重慶船舶為核心,在重慶、西安、武漢三地大舉發展,從事生産風塔、減速器、發電機等風力發電設備零部件,目前已形成了規模大、鍊條完整的産業體系。由此可見,中國風電設備制造産業還處于初步發展階段,市場發展前景廣闊,中國相互競争發展的趨勢還将在今後幾年進一步擴大或深入。要把握機遇,大力培育,引導發展壯大。

趨勢

2010年後,中國将成為世界上最大的風電市場和風能設備制造中心。中國正逢發風電的大好時機。按“十一五”規劃,到2010年,中國風電裝機容量将達到500萬千瓦,2015年達到1000萬千瓦,2020年達到3000萬千瓦。中國風電市場将越來越大,成為世界最大的風電市場指日可待。

風力發電機大型化

這可以減少占地,降低并網成本和單位功率造價,有利于提高風能利用效率。現單機容量已達5MW,可以預見兆瓦機将在風電市場特别是海上風電場中占主導地位。

采用變槳距和變速恒頻技術

變槳距和變速恒頻技術為大型風力發電機的控制提供了技術保障其應用可減小風力發電機的體積重量和成本,增加發電量,提高效率和電能質量。

風力發電機直接驅動

直接驅動可省去齒輪箱.減少能量損失、發電成本和噪聲,提高效率和可靠性。

中國風電場概況

甘肅省位于中國西北大陸腹地,地處青藏高原、内蒙古高原和黃土高原的交彙處,盛行風向穩定,風能資源蘊藏量豐富,地勢平坦,适合開發建設大型并網型風力發電場。大唐甘肅公司在該地區現在擁有三座大中型風電場,截止2011年4月總裝機容量393.8MW。2010年玉門、景泰兩個風電場裝機143.8MW的容量,實現年發電量29922萬kwh(其中玉門19333萬kwh、景泰10589萬kwh)。大唐甘肅公司所轄的風電場分布在景泰、玉門、昌馬三個地域。風資源、裝機和接入系統情況如下:

風電場接入電網的模式

風電運營公司承擔運營的大唐玉門風電場和大唐景泰風電場的電網接入模式均是由風機就地箱變将風機出口電壓690伏升壓至10千伏後經架空線路引入110千伏升壓站,最後經110千伏出線送至當地電網。大唐昌馬風電場是通過将風機出口電壓升壓至35千伏後引入330千伏變電站,通過330千伏出線送至當地電網。

風電場的風資源特征

通常情況下,景泰地區年内3~5月風速最大,9月~翌年1月風速較小,也就是說,春季風大,秋冬季風小。玉門地區11月~翌年4月風速較大,7~9月風速較小,即冬春季風大,夏季風小。玉門、景泰風速均為白天大,晚間小。在實際運行中各風電場的風資源情況都有所下降,玉門風電場實際年平均風速為6.80m/s,年有效風速(3.0m/s-20.0m/s)時數為7509h;景泰風電場年平均風速為4.99m/s,年有效風速(3.0m/s-20.0m/s)時數為5620h。

景氣度

首先,預計風電支持政策的力度将持續,中央、地方、電網對風電的态度不會發生反複。目前風電并網的技術問題已經解決,在節能減排的大背景下,大規模棄風限電的問題一定會得到徹底解決。國家能源局新任局長是原電監會主席,長期從事電力工作,其上任之初即将解決棄風問題列為其工作重點的第二位,政策的力度和持續性也會有所保證。

其次,可再生能源配額政策即将出台,将為風電、光伏行業帶來持續穩定的強制性需求。該政策已經醞釀數年,目前能源局正在研究制訂《可再生能源電力配額管理辦法》的最終版,已經征求了數輪意見,保守估計一年内即可出台。配額政策将要求從2015年開始按省完成配額消納指标,這一強制性要求将使新能源的裝機需求更加穩定和可預期。

第三,電網輸送能力将有持續改善。國家電網在未來五年計劃投資6200億元修建20條特高壓線路,每條容量大約7.5GW。預計特高壓直流和交流建設在一年内均能見到明顯提速,電網對新能源發電的送出能力将由持續快速增長。2013年哈密-鄭州特高壓直流即将投運,線路設計容量為7.5GW;目前在哈密地區的風電場建設活動已有所增加,預計本地區年内即将産生一波建設高潮。

按照2012年各省的發電量計算,在征求意見稿所要求的配額下,電網要接納可再生能源3000億kwh,占全國發電量的6.2%。按照發電量平均每年增長6%測算,2015年可再生能源發電要達到3600億kwh。

預計至2015年中國光伏累計裝機約為32GW,年發電量約為400億kwh;按照“十二五”規劃,至2015年生物質能累計裝機13GW,年發電量780億kwh;則風電2015年發電量約為2420億kwh,約合累計裝機容量121GW。至2012年年底,風電累計吊裝容量75GW,與可再生能源配額要求之間的缺口為46GW;則2013年-2015年每年平均新增風電裝機至少要達到15GW,這一規模是風電新增裝機量的底線。

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