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风力发电行业发展现状及其环境效益评估

  当前全球面临化石能源枯竭、气候变化等问题,开发能这一可再生的清洁能源形式,对于应对以上困境意义重大。力发电作为目前最主要的风能利用形式,受到全球各国的重视。2017年全球新增风电装机5,257万千瓦,到2017年底全球累计装机规模达到5.40亿千瓦。

 

  中国风电近年来发展较快,截至2017年底,我国风力发电累计装机容量达到1.88亿千瓦,占全球规模的34.81%,稳居世界首位;海上风电取得突破性进展,2017年新增装机容量达116万千瓦,同比增长97%,累计装机达到279万千瓦;风电全产业链基本实现国产化,产业集中度不断提高,在满足国内市场需求的同时,将风电机组同时出口到33个国家,截至2017年底风电机组制造企业已出口风电机组累计装机容量达到320.5万千瓦。

 

  风电装机规模高速发展的同时,我国面临着较为严峻的弃风限电问题。如何消纳风电与建设速度之间的矛盾,成为国内亟待解决的问题。对此,未来我国将从合理规划电网结构、挖掘系统调峰潜力及优化调度运行方面,力争解决风电消纳问题。

 

  风电项目开发利用自然风资源,产生电力的同时不排放任何污染物,因此其节能减排环境效益的概念体现于所替代的其他发电类型将产生的能源消耗和污染物排放。由于目前燃煤火电在我国能源结构中占据主导地位,通常将风电与其进行对照比较,即以产出同等电量,节约燃煤火电的能耗及减少的污染物排放量值作为风电的环境效益指标。

 

  风电场的发电效率越高,则其理论上的节能减排效益越明显。对风电场环境效益的评估可分别从风电项目的设计水平与运行维护水平展开。设计水平方面,主要考察风能资源情况与风电机组的选型和布置情况,运行维护水平则主要从年利用小时数、平均故障间隔时间两个方面进行评估。

 

  开发可再生清洁能源是解决能源危机和环境问题的关键举措之一,风能资源在地球表面储量丰富,是目前发展最快和应用最广泛的清洁可再生能源之一。大力发展风力发电是我国实施可持续发展战略和新能源战略必由之路。

 

  一、风力发电行业概况

 

  1、行业现状

 

  在全球化石能源日渐枯竭和气候变化形势严峻的背景下,风能作为一种可再生、环境影响小的清洁能源,其战略价值日益突显,各国都非常重视风能的开发利用。根据全球风能理事会(GWEC)发布的数据,2017年全球新增风电装机5,257万千瓦,到2017年底全球累计装机5.40亿千瓦。

 

  2017年,在全球新增风电装机容量中,中国新增1,950万千瓦(占37.1%)、美国702万千瓦(13.4%)、德国658万千瓦(12.5%)、英国427万千瓦(8.1%)、印度415万千瓦(7.9%)、巴西220万千瓦(4.2%)、法国169万千瓦(3.2%)、土耳其77万千瓦(1.5%)、墨西哥48万千瓦(0.9%)、比利时47万千瓦(0.9%)。以上10个国家的新增风电装机4,694万千瓦,占2017年全球新增装机89.3%;世界其他国家新增风电装机合计为563万千瓦(10.7%)[2017年全球风电新增装机52吉瓦中国占37%[J]。

 

  风力发电在我国得到了快速发展,其中,2008~2017年中国新增和累计风电装机容量如下图所示。截至2017年底,我国风力发电累计装机容量达到1.88亿千瓦,同比增长11.7%[数据来源为中国可再生能源学会风能专业委员会发布的《2017年中国风电吊装容量统计简报》],累计装机占全球规模的34.81%,仍然是全球最大的风电发展市场。

 

  从装机区域分布上来看,我国重要的风电基地多分布在“三北”地区。虽然具有天然的资源禀赋,但负荷中心主要集中在中东部地区,“三北”地区电力需求不足、电力市场狭小,受消纳困难等因素影响,发电与负荷空间不匹配,产生输电与并网矛盾。2017年,“三北”地区弃风量达413.6亿千瓦时,占全国弃风量的98.71%。

 

  我国风电全产业链基本实现国产化,产业集中度不断提高。从近5年来看,国内风电整机制造企业的市场份额呈现明显的集中趋势。排名前五的风电机组制造企业新增装机市场份额由2013年的54.1%增长至2017年的67.1%,增长了13%;排名前十的市场份额由2013年的77.8%增长至2017年的89.5%,增长了12%。随着风电设备技术水平与可靠性的不断提高,中国在满足国内市场需求的同时,已将风电机组同时出口到33个国家。截至2017年底,中国风电机组制造企业已出口的风电机组共计1,707台,累计装机容量320.5万千瓦。