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中國風電發(fā)展路線圖2050目錄主要觀點和發(fā)現(xiàn) 07一、引言 09(一)能源需求 10(二)低碳能源戰(zhàn)略 12(三)研究目的 13(四)方法和內(nèi)容 13二、風電發(fā)展現(xiàn)狀和前景 15(一)風電發(fā)展現(xiàn)狀 15(二)風能開發(fā)前景分析 19(三)風能開發(fā)前景 28三、風電發(fā)展戰(zhàn)略目標 33(一)總體戰(zhàn)略目標 33(二)開發(fā)情景 34(三)投資和補貼 38(四)能源供應(yīng)和溫室氣體減排 40(五)促進西部發(fā)展和增加就業(yè)機會 40四、技術(shù)研發(fā)示范與部署(RDD&D) 43(一)風能資源評價 43(二)風電設(shè)備研制 45(三)風電場開發(fā)建設(shè)和運行 52(四)風電并網(wǎng)和消納 54五、風電大規(guī)模并網(wǎng)和消納途徑 59(一)電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢 59(二)風電并網(wǎng)和消納的挑戰(zhàn) 64(三)風電并網(wǎng)、輸送和消納途徑 65六、政策框架——實施保障措施 69(一)制定國家清潔能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略 69(二)加快電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型,推進電力體制改革 70(三)健全監(jiān)管和扶持政策 70(四)完善產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系 73(五)加強風電科技和人才隊伍 75七、行動計劃 77(一)政府部門牽頭的行動 77(二)風能行業(yè)牽頭的行動 78(三)電力系統(tǒng)牽頭的行動 80八、路線圖的使用與改進 81參考文獻 82205020502050205007主要觀點和發(fā)現(xiàn)未來四十年內(nèi),中國的經(jīng)濟社會發(fā)展將使能源需求仍將保持一定的增速。為解決能源資源和環(huán)境挑戰(zhàn),中國已經(jīng)明確提出低碳能源發(fā)展戰(zhàn)略和目標,風電已經(jīng)開始并將繼續(xù)成為實現(xiàn)低碳能源戰(zhàn)略的主力能源技術(shù)之一。本路線圖中設(shè)定的中國風電發(fā)展目標是:到2020、2030和2050年,風電裝機容量將分別達到2億、4億和10到2050年滿足17%的電力需求。隨著風電和電力系統(tǒng)以及其他能源技術(shù)的進步,實現(xiàn)路線圖中提出的目標在資源、產(chǎn)業(yè)、電力系統(tǒng)支撐等方面不存在不可逾越的障礙。根據(jù)風電開發(fā)的成本以及不同地區(qū)風電的并網(wǎng)和輸送成本,本路線圖繪制了風電開發(fā)的供應(yīng)曲線。如果將風電的上網(wǎng)電價水平控制在0.55元/千瓦時以內(nèi),國家已經(jīng)規(guī)劃的千萬千瓦風電基地及周邊地區(qū)的風電經(jīng)濟可開發(fā)量就可達到7億千瓦的水平。

年前,積極有序開發(fā)陸上風電,開展近海風電示范;2021-2030年,陸上、近海2031-2050年,實現(xiàn)在東中西部陸上風電和近遠海風電的全面發(fā)展。實現(xiàn)上述目標,從2011年到2050年,需要累計投資12萬億元(2010年價)。隨著風電技術(shù)進步和開發(fā)規(guī)模擴大,以及煤電成本的增加,未來風電的競爭力將進一步增加,預計在2020年前后中國陸地風電成本將達到與煤電持平的水平。實現(xiàn)上述目標,將帶來巨大的環(huán)境和社會效益,2050年當年二氧化碳減排量將達到15億噸,風電帶來的就業(yè)崗位將達到72萬人。風電技術(shù)研發(fā)和示范部署對于未來風電持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要,在風能資源評價、風機設(shè)備研制、風電開發(fā)建設(shè)和運行方面的技術(shù)進步將為實現(xiàn)本路線圖中的目標提供支撐。

風電的大規(guī)模發(fā)展要求風電切實融入到電力系統(tǒng)中。近期迫切需要開展的工作包括:制定和實施風電分級和跨省區(qū)消納方案,協(xié)調(diào)風電、其他電源和電網(wǎng)建設(shè)和運行;推進智能電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè);推進和完成電力市場運行機制改革。2030年后,儲能、智能電網(wǎng)以及其他先進電力系統(tǒng)技術(shù)普遍應(yīng)用,可望從根本上解決風電的并網(wǎng)和消納問題。未來十年的關(guān)鍵行動√根據(jù)國家清潔能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的要求,構(gòu)建未來創(chuàng)新電力系統(tǒng)框架及實施路徑,加快推進電力體制改革,建立有利于風電并網(wǎng)和消納的電價機制。√制定和落實可再生能源發(fā)電配額和電網(wǎng)保障性收購制度,建立實施風電并網(wǎng)和全局消納的詳細規(guī)則,促進“三北”地區(qū)風電的當?shù)叵{和跨省區(qū)輸送。√建立詳細風資源數(shù)據(jù)庫和信息滾動公布機制,全面部署風功率預測預報體系。

√建立完善風電技術(shù)公共研發(fā)平臺、行業(yè)管理和技術(shù)標準、規(guī)范;完善設(shè)備供應(yīng)鏈,開發(fā)應(yīng)用5MW以上近海風電機組及風電場關(guān)鍵技術(shù)?!踢m應(yīng)能源轉(zhuǎn)型,構(gòu)造未來創(chuàng)新電力系統(tǒng)的框架及實施路徑分析。√加強風電科技和人才隊伍建設(shè)。20502050205020500809一、引言仍然是未來主要戰(zhàn)略任務(wù),但是如何為經(jīng)濟發(fā)展提供可持續(xù)的能源保障,將是是未來最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉醇夹g(shù)之一,具有資源豐富、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好、經(jīng)是最有可能在未來支撐中國經(jīng)濟發(fā)展的能源技術(shù)之一。2006-2009年,中國100%以上;2010年底,風電累計裝機容量已

2007年,中國政府發(fā)布了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》,提出2020年風電裝機目標3000萬千瓦,但這一201010年。可再生能源(包括風能)約束微小,由于其清潔性以及無或可忽發(fā)展。研究風電發(fā)展目標和戰(zhàn)略應(yīng)從遠來看,應(yīng)從判斷該技術(shù)在未來能源結(jié)構(gòu)

(一)能源需求發(fā)展經(jīng)濟需要能源的支撐,中國能源消費總量在未來相當長的時期內(nèi),仍將保持一定的增長速度。一方面,分析中國經(jīng)濟發(fā)展形勢和未來趨勢,今后二十年仍將是工業(yè)化和城市化進程雙快速推進時期,以住房、汽車為主的消費結(jié)構(gòu)升級將帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級,工業(yè)化的持續(xù)發(fā)展將帶動城市化的快速推進,而2030-2050年經(jīng)濟仍將保持一定

的增長,因此,需要足夠的能源供應(yīng)的支撐。另一方面,能源開發(fā)的資源、環(huán)境等約束又要求,中國必須以較低的化石能源增長率和大規(guī)模開發(fā)清潔能源來支撐較高的經(jīng)濟增長速度。根據(jù)經(jīng)濟和能源發(fā)展的關(guān)系,國內(nèi)外許多研究機構(gòu)開展了中國能源需求預測研究(見表1-1),但與中國近三年的能源消費增長情況相比,這些3-5年超過4000萬千瓦,并網(wǎng)運營容量超過3000萬千瓦。但是與常規(guī)能源發(fā)電相在中國未來清潔與可持續(xù)能源和電力供應(yīng)中發(fā)揮更大作用。

未來發(fā)展可能性的角度,到2030年,技術(shù),將成為主力能源發(fā)電技術(shù)之一。風電發(fā)展路線圖(2050年)中國未來風電的發(fā)展目標和實現(xiàn)途徑。

表1-1國內(nèi)外機構(gòu)所做的中國中長期能源需求展望結(jié)果(億噸標準煤)機構(gòu) 情景201520202025機構(gòu) 情景201520202025203020402050國際能源署(IEA,2008) 基準41.546.951.855.5基準40.7//54.6國際能源署(IEA,2007) 政策39.2//46.5國際 高增速44.8//67.0日本能源經(jīng)濟研究(IEEJ, 基準/36.0/44.72007) 先進技術(shù)/30.7/35.5綠色和平和歐洲可再生能源能源革命21.323.425.226.0基準43.252.359.263.0國家信息中心和國務(wù)院 低增速38.043.949.051.5高增速49.062.772.979.1國家發(fā)改委能源研究所節(jié)能36.841.4(2007)優(yōu)先課題組(2007)國內(nèi)節(jié)能47.7國家發(fā)改委能源研究所低碳發(fā)展課題組(2008)低碳39.658.5(2035年)48.4(2035年)46.0(2035年)66.955.6強化低碳38.550.220502050205020501011前所做研究結(jié)果目前看來相對樂觀。同時,國內(nèi)外諸多機構(gòu)也對中國未來的電力需求進行了預測,與一次能源需求增長形勢一致,電力需求也將在今后數(shù)十年內(nèi)保持快速增長態(tài)勢(見表1-2)。綜合國內(nèi)外各機構(gòu)的預測結(jié)果,首先,各個機構(gòu)所做的預測基于不同的情

勢和未來發(fā)展需求、環(huán)境和社會可持續(xù)202045-50億噸標準煤,203055-60億噸205065億噸標準煤左右。在電力需求方面,隨著經(jīng)濟社會的

:2006

表1-22030年中國能源和電力需求預測研究機構(gòu)/基年 情景 一次能源需求 總發(fā)電量需求(研究機構(gòu)/基年 情景 一次能源需求 總發(fā)電量需求(億噸標準煤) (萬億千瓦時)參考情景54.68.5國際能源署(IEA,2007) 可選擇政策情景基期:2005年46.57.4高經(jīng)濟增長情景67.0N/A國際能源署(IEA,2008) 參考情景55.58.2日本能源經(jīng)濟研究所(IEEJ)參考情景44.76.4基期:2005年技術(shù)進步情景35.55.3國家發(fā)改委能源研究所——2050情基準情景57.788.2景研究;基期:2005年低碳發(fā)展情景43.376.7國能源需求預測,最大為49億噸標準23.4億噸標準煤(而中

電力需求的增長速度將高于能源需求的增長速度。預計2020年中國電力消費量將達到82030

中國能源中長期(2030、2050)發(fā)展戰(zhàn)略研究基期:2007年

規(guī)劃方案 N/A 9.0高速發(fā)展方案 N/A 10.4低速發(fā)展方案 N/A 8.1定、經(jīng)濟、清潔、安全的能源供應(yīng)體系國2010年的實際能源消費總量即達到32.5億噸標準煤其次,未來中國能源和電力需求總量有較大的不確定性,因此造成預測結(jié)果尤其是電力需求預測結(jié)果差異更大?;谝延械难芯砍晒?,橫向比較發(fā)達國家相同發(fā)展階段的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源需求,并綜合考慮目前中國經(jīng)濟發(fā)展形

205010萬億千瓦時和13萬億千瓦時。從區(qū)域電力需求增長趨勢上看,未來中西部電力需求增速將加快,但東部地區(qū)電力需求仍將有一定幅度的增長,因此,從電力流向看,未來40年內(nèi)北電南送、西電東送將仍是主要的跨區(qū)域電力流向。

中國能源資源總量相對豐富,但人均能源資源擁有量較低,優(yōu)質(zhì)資源少,能源資源賦存分布不均衡,開發(fā)難度較大。中國擁有較為豐富的煤炭資源,石油、天然氣等化石能源資源量有限,油頁巖、煤層氣等非常規(guī)化石能源儲量潛力較大。但是,煤炭、水能和風能資源主要分布在西部地區(qū),而主要能源和電力消費集中在東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),使得大規(guī)模、長距離的煤炭、電力輸送成為中國能源開發(fā)利用的基本格局。隨著中國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快,能源需求不斷增長,構(gòu)建穩(wěn)

面臨重大挑戰(zhàn)。為此,中國政府已將“立足國內(nèi)、多元發(fā)展、保護環(huán)境”作為可持續(xù)能源供應(yīng)戰(zhàn)略的核心內(nèi)容。在3月頒布的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》(以下簡稱《十二五規(guī)劃綱要》)中也提出:將堅持“節(jié)約優(yōu)先、立足國內(nèi)、多元發(fā)展、保護環(huán)境,構(gòu)建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、清潔的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系”,將通過“推進能源多元清潔發(fā)展”等措施,“推動能源生產(chǎn)和20502050205020501213利用方式變革”。為了切實推動能源生產(chǎn)和消費形式的轉(zhuǎn)變,中國政府正在大力支持風電、水電、核電等非化石能源的發(fā)展,并已經(jīng)正式公布了近中期的發(fā)展目標。92020年非化石能源占一次能源消費的比15%提出了三個約束性指標:非化石能源占一次能源消費的比重從20108.3%201511.4%,單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗和二氧化碳排放分別降低16%17%。雖然更長期的具體目標沒有正式公布,但可以看出,中國正在大力倡導低碳能源戰(zhàn)略,而風電已經(jīng)開始并將繼續(xù)成為實現(xiàn)低碳能源戰(zhàn)略的主力技術(shù)之一。(三)研究目的現(xiàn)階段確實存在著很多需要克服的發(fā)展障礙。一個嶄新的能源產(chǎn)業(yè),從技術(shù)成熟發(fā)展到真正地產(chǎn)業(yè)化和廣泛地應(yīng)用,2030年的時間。中國未來

發(fā)展風電的方向是毋容置疑的,但未來20-30年風電產(chǎn)業(yè)化之路應(yīng)該如何走,如何培育中國特色的風電產(chǎn)業(yè)等問題需要明確的答案。根據(jù)本國國情,研究和提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖是國際關(guān)于邁出產(chǎn)業(yè)化第一步的成功經(jīng)驗。中國風電發(fā)展路線圖(2050)提出的目的是為國家發(fā)展風電的政府科學決策提供依據(jù),將從資源評價與開發(fā)、技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新、電網(wǎng)融合、政策保障等方面進行分析,分別對政府、企業(yè)、研究機構(gòu)以及社會公眾提出了明確的要求,希望各方能夠統(tǒng)一思想,形成統(tǒng)一步伐,共同促進中國風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。(四)方法和內(nèi)容梳理風電發(fā)展道路上存在的問題和未來發(fā)展面臨的主要任務(wù),依據(jù)最新風能資源評價結(jié)果,結(jié)合對技術(shù)發(fā)展規(guī)律和中國未來對清潔電力市場需求的分析,采用定量與定性相結(jié)合的分析方法(風能資源數(shù)值模擬方法、風電供應(yīng)成本曲線方法等),計算了未來風電成本及其能2050

年風電的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模。為了說明中2050風電發(fā)展目標的合理性和可實現(xiàn)性,本研究從資源開發(fā)、技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、未來電力系統(tǒng)構(gòu)造和政策保障等方面,分別進行了深入分析,提出實現(xiàn)風電發(fā)展目標的主要路徑,明確了政府、企業(yè)、公眾在風電發(fā)展不同階段的職責和作用。本研究充分吸收了國際、國內(nèi)風電開發(fā)與應(yīng)用的各方面研究力量,研究形成了具有扎實科學基礎(chǔ)和實踐指導本路線圖第二章在回顧了中國風電發(fā)展歷程、分析當前風電發(fā)展現(xiàn)狀和近期形勢的基礎(chǔ)上,基于資源潛力分析和成本量化方法,形成了2020年和2030年的風電供應(yīng)曲線,評價了風電的經(jīng)濟可開發(fā)量。第三章,重點展望提出了風電在2020年、20302050年的戰(zhàn)略發(fā)展目標、開發(fā)情景,分析了實現(xiàn)風電開發(fā)目標的經(jīng)濟成本和預期效益;經(jīng)濟成本預期收益包括能源供應(yīng)、溫室氣體和污

染物減排效果以及就業(yè)機會等。第四章針對上述總體發(fā)展目標和路徑,提出了具體的技術(shù)研發(fā)及部署的任務(wù)和路徑,主要涵蓋風能資源評價、風電設(shè)備供應(yīng)鏈、風電場開發(fā)建設(shè)、并網(wǎng)和消納技術(shù)等幾個關(guān)鍵領(lǐng)域。系統(tǒng)的發(fā)展方向和趨勢,特別是電網(wǎng)與可再生能源電力相融合的問題,分析大規(guī)模風電并網(wǎng)和消納所帶來的挑戰(zhàn),提(2020年前年、2050年)的總體思路。第六章,為了保障風電發(fā)展目標地實現(xiàn),提出了該路線圖的政策框架,涵蓋市場培育、并網(wǎng)消納、技術(shù)進步、經(jīng)濟激勵政策和人才培養(yǎng)機制等方面。第七章,為了保證路線圖的可操作性和指導性,主要提出了實現(xiàn)路線圖的行動計劃,分別針對政府部門、風電行業(yè)和電力系統(tǒng)提出來具體的行動方案和建議。20502050205020501415二、風電發(fā)展現(xiàn)狀和前景風電正成為中國應(yīng)對能源和環(huán)境挑戰(zhàn)、實施低碳能源戰(zhàn)略的重要組成部分。根據(jù)中國風能資源潛力和開發(fā)成本評價,風電在中長期具有數(shù)億千瓦經(jīng)濟可開發(fā)量的潛力。(一)風電發(fā)展現(xiàn)狀1、扶持政策和措施不斷完善四個階段:(1)(1986-1993):此階段主要是利用國外贈款及貸款,建設(shè)小型示范風電場,政府的扶持主要在資金方面,如投資風電場項目及支持風電機組研制。(2)產(chǎn)業(yè)化(1994-2003):此階段首次探索建立了強制性收購、還本付息電價和成本分攤制度,由于投資者利益得到保障,貸款建設(shè)風電場開始發(fā)展,但隨著1998政策不明確,發(fā)展又趨緩慢。(3)業(yè)化發(fā)展階段(2003-2007):此階段主要是通過實施風電特許權(quán)招標項目確定風電場投資商、開發(fā)商和上網(wǎng)電價,

通過施行《可再生能源法》及其細則,建立了穩(wěn)定的費用分攤制度,從而迅速提高了風電開發(fā)規(guī)模和本土設(shè)備制造能(2008目前在特許權(quán)招標的基礎(chǔ)上,頒布了陸地風電上網(wǎng)標桿電價政策1;在風能資源初步詳查基礎(chǔ)上,提出建設(shè)八個千萬千瓦根據(jù)規(guī)?;l(fā)展需要,修訂了《可再生2、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)能力顯著提高在市場需求和競爭的推動下,中國風電設(shè)備制造業(yè)技術(shù)升級和國際化進程加快。目前,1.5兆瓦風電機組形成充足供應(yīng)能力,3兆瓦風電機組已投入運行,5-6兆瓦風電機組樣機已下線。目前中國已成為全球發(fā)展最迅猛的風電設(shè)備研發(fā)和制造基地,吸引了美國GENodex、西班牙GamesaSuzlon等全球風電企業(yè)

在國內(nèi)進行新技術(shù)研發(fā)和開設(shè)工廠。但是,風電建設(shè)運營管理和風電設(shè)備可靠性仍是不容忽視的問題,變流器、變速箱軸承、控制系統(tǒng)等附加值高的關(guān)鍵零部件的直接進口或采購外資企業(yè)產(chǎn)品的比例仍在50%以上。風電場開發(fā)已從小規(guī)模陸上風電場走向多種復雜環(huán)境的陸上和海上風電場。當前和今后一段時期內(nèi),中國風電場開發(fā)以陸上集中風電場為主,積極推進海上風電場示范項目建設(shè),并探討分散式并網(wǎng)風電項目。2010年,首個千萬千瓦風電基地甘肅酒泉風電基地項目一期竣工,裝機容量536萬千瓦;其他風電基地也在積極推進建設(shè),首個海上風電場——上海東海大橋10萬千瓦海上風電項目正式建成投運,國家能源局會同國家海洋局發(fā)布《海上風電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》,首輪100萬千瓦海上風電特許權(quán)項目完成招標,標志著中國海上風電建設(shè)正式啟動。

3、風電開發(fā)利用規(guī)??焖贁U大目前中國風電已進入大規(guī)模發(fā)展2006-2009年期間,中國風電累計裝機容量連續(xù)四年翻番。2010年底,全國累計吊裝容量和并網(wǎng)運營容41463131萬千瓦;2010500億千瓦時,占當年全社會用電量4.2萬億千1.2%。蒙西電網(wǎng)在保證安全運行的情況下,20101009%。風能資源的分布特點,決定了中國今后將繼續(xù)推進風電的規(guī)?;_發(fā)。在集中開發(fā)“三北”風電基地的同時,還將充分發(fā)揮東中部地區(qū)電網(wǎng)接入條件1按風能資源狀況和工程建設(shè)條件不同,確定四類資源區(qū)的陸地風電標桿電價水平分別為0.51元/千瓦時、0.54元/千瓦時、0.58元/千瓦時和0.61元/千瓦時

電建設(shè)經(jīng)驗。205020502050205016174.風電并網(wǎng)和消納問題正日益凸顯風電并網(wǎng)和消納正逐步成為制約風電開發(fā)的最主要因素。由于風電開發(fā)高度集中“三北”地區(qū)、風電和電網(wǎng)建設(shè)不同步、當?shù)刎摵伤捷^低、靈活調(diào)節(jié)電源少、跨省跨區(qū)市場不成熟等原因,“三北”地區(qū)的風電并網(wǎng)瓶頸和市場消2,20101-6月,全國風圖2-1中國風電裝機容量(2003-2010)350031001133331001133393982848844 953 1372584511922500200015001000500

27.76億千瓦時,其中華北和東北區(qū)域未收購風電電量分別為15.8810.64億千瓦時,分別占全國總未收購電量的57.20%38.33%,分別高于其上網(wǎng)電量全國占比14.64和2-2中國風電裝機分布(來源:中國水電工程顧問集團公司)6.662-2中國風電裝機分布(來源:中國水電工程顧問集團公司)02003 2003 2004 2005 2006 2008 2009 2.201120502050205020501819(二)風能開發(fā)前景分析1、資源潛力和開發(fā)條件陸上資源總量中國具有豐富的風能資源,開發(fā)

GIS4%的不可開發(fā)

50米、70米、100源技術(shù)開發(fā)量(2-1)及其分布(圖2-3)。如果考慮3級及以上(風功率密度≥300/平方米)的風功率密度

條件的地區(qū)可供開發(fā),則全國陸上(不包括青藏高原海拔高度超過3500米以上的區(qū)域)可供風能資源技術(shù)開發(fā)量為20-34億千瓦。潛力巨大。自上世紀七十年代以來,有關(guān)部門先后開展了四次全國性的風能資源評價,其中前三次為資源普查,而2007年底至今的第四次評價開展的是全國風能資源詳查與評價工作。

沼澤地,自然保護區(qū)、歷史遺跡、3千米的緩沖區(qū)、農(nóng)田、沙漠

離地面高度

表2-1中國陸地風能資源技術(shù)開發(fā)量(億千瓦)4級及以上(3級及以上(2級及以上(風功率密度≥2004級及以上(3級及以上(2級及以上(風功率密度≥200瓦/平方米)平方米)平方米)50米8202970米102636100米153440價工作的部署,中國氣象局在全國范圍40070米、100120米測風塔組成的全國風能專業(yè)觀測網(wǎng),開發(fā)了由歷史觀測資料篩選、數(shù)值模式和地理信息系統(tǒng)(GIS)空間分析組成的中國氣象局風能數(shù)值模擬評估系統(tǒng)(WERAS/CMA)5千米×5千米的全國風能資源數(shù)值模擬結(jié)果GIS資源可開發(fā)地區(qū)進行處理,主要是:

適當降低土地使用效率,如:對于80%的使用率,森林為20%,灌木叢為65%GIS2%的平原地區(qū),5/平方千GIS2-4%山地,適當降低平均風能捕獲量由此經(jīng)過GIS空間分析后,得到風能資源等級為2、3、4級和離地面

圖2-3中國陸地70米高度風功率密度分布20502050205020502021近海風能資源風能資源數(shù)值模擬結(jié)果表明(圖2-4),臺灣海峽是中國近海風能資源最豐富的地區(qū),風能資源等級在6級以上;廣東省、廣西、海南近海海域的風能資源等級在4-6級之間。從福建省往

圖2-4中國近海5~20米水深的海域內(nèi)、100米高度年平均風功率密度分布

表2-2中國陸地和近海風能資源潛在開發(fā)量地區(qū)()地區(qū)()()(水深5-50米高度)39.45北,近海風能資源逐漸減小,渤海灣的廣東和廣西近海風能資源豐富的原因主要是夏季臺風和熱帶低壓活動頻繁造成的。考慮到近海風能資源的開發(fā)受水深條件的影響很大,目前水深5-25米范圍內(nèi)的海上風電開發(fā)技術(shù)(淺水固定式基座)25-50米區(qū)域的風能開發(fā)技術(shù)(較深水固定式基座)50米的水域,則未來可能以安裝浮動式基座為主,因此對5-50米的海上風能資源技術(shù)開發(fā)2-2是中國陸地和近海100米高度風能資源技術(shù)開發(fā)量分析計用途海域,以及強臺風和超強臺風經(jīng)過3次及以上的海域。可以看出近海水深

5-50米范圍內(nèi),風能資源技術(shù)開發(fā)量5億千瓦,即在水深不超過50米的1005億千瓦。

3面積遠小于陸上,近海風能資源潛在開發(fā)量也遠遠小于陸上風電潛在開發(fā)量。(3)千萬千瓦級風電基地風能資源2008年底啟動了“三北”6個千萬千瓦級陸上風電基地和1個江蘇沿海風電基地的規(guī)劃和建設(shè)工作。由于可供風電開發(fā)的土地廣闊,“三北”地區(qū)是未來中國風電建設(shè)的重7個風電基地所在區(qū)域進行了詳細的風能資源評估,采用的風能資源數(shù)值模擬評估系統(tǒng)WERAS/CMA,給出了風電基地水平分11千米、距地面50高度上長年平均風能資源分布以及潛在

開發(fā)量和可裝機容量。其中“可裝機容量”是指在技術(shù)開發(fā)量基礎(chǔ)上,根據(jù)中國大型風電場開發(fā)建設(shè)要求和不同地形、地貌條件下的風電機組布設(shè)密度,估算評估區(qū)域內(nèi)可能安裝風電機組的總新疆哈密、甘肅酒泉、河北壩上、吉林7個千萬千瓦級風電基地風能資源豐富,503級以上18.5億千瓦,5.57億千瓦(2-3)。70米或者更高的高度,以及考慮未來風電技術(shù)進步的情況,則可裝機容量還可以大為增加。20502050205020502223表2-3七個千萬千瓦級風電基地的風電開發(fā)潛力

2、未來成本和經(jīng)濟競爭力

0.61元/千瓦時,基地名稱潛在開發(fā)量(萬千瓦)可裝機容量(萬千瓦)(1)目前風電成本雖然風電電價高于“三北”地區(qū),但其內(nèi)蒙古(蒙東、蒙西種因素會影響風電的成本,主要僅高出當?shù)孛弘婋妰r為0.20元/千瓦時新疆哈密249106480有:風能資源條件、風電場所在地區(qū)的左右。但是,由于海上風電機組、施工甘肅酒泉205208220建設(shè)條件、風電機組技術(shù)和成本、風電和運行成本明顯高于陸上風電,則合理河北(壩上)79302379吉林(西部)1540460河北(壩上)79302379吉林(西部)1540460江蘇近海5-25米水深線以內(nèi)海域--1390合4)小結(jié)3級及以上風能技術(shù)開發(fā)量(70米高度26億千瓦以上,現(xiàn)有技術(shù)條件下實際可裝機容量可以達到10505億千瓦。從

風能資源潛力和可利用土地、海域面積等角度看,在現(xiàn)有風電技術(shù)條件下,中國風能資源足夠支撐10億千瓦以上風電裝機,風電可以成為未來能源和電力結(jié)構(gòu)中的一個重要的組成部分。

場運行管理技術(shù)和成本等。根據(jù)中國陸上風能資源、建設(shè)條件和現(xiàn)有主流的兆瓦級風電機組、風電場運行管理等技術(shù)水平,目前陸上風電開發(fā)的成本在0.35-0.5/千瓦時左右,0.51-0.61/千瓦時。在現(xiàn)有電價定價機制下,即不考(不考慮風電的環(huán)境效益的前提下),風電成本和電價水平高于中國煤電成本和電價水平。沿海等風能資源豐富地區(qū),風電上網(wǎng)標桿電價高出煤電價格的幅度不同。由于風能資源和風電場開發(fā)條件較好,“三北”地區(qū)目前陸上風電上網(wǎng)標桿電價普0.51-0.54/千瓦時,高出煤電電0.25/千瓦時左右;而東部地區(qū)陸

的海上風電電價水平有可能超過當?shù)孛弘婋妰r0.3元/千瓦時以上。風電的遠距離輸送成本的情況下,如果不計算風電的資源、環(huán)境效益,風電電0.20-0.25/千瓦時,如果考慮風電替代煤電的資源、環(huán)境效益,則風電的成本將與煤電的成本相當。以上的成本和電價分析中沒有考慮風電并網(wǎng)和消納以及遠距離輸送造成的輸電成本增加的情況。不同區(qū)域風電并網(wǎng)、消納和遠距離輸送導致的總成本增加可能差異顯著,大約為0.05~0.3元/千瓦時。(2)未來風電成本下降潛力從全球范圍發(fā)展趨勢來看,在當前可再生能源發(fā)電技術(shù)中,風電的技術(shù)進步和成本預期也比較明確,在今后1020502050205020502425年左右的時間內(nèi)與常規(guī)能源電力相比將的《風能技術(shù)路線圖》報告,陸上風電0.07-0.130/千瓦時,海上風電的成本為0.11-0.131美元/千瓦時。2005年后,中國風電市場興起并迅速擴大,目前已經(jīng)進入規(guī)模化發(fā)展階段,2005-2008年由于市場供求平衡等原因,出現(xiàn)了風電開發(fā)投資增高和波動的現(xiàn)象,但總體看來,2005年后風電開發(fā)投資成本呈現(xiàn)不斷下降的趨勢。根據(jù)年的情況,風電開發(fā)的投資成本一般在8000-9000/

2-5),而如果考慮人工和施工價格可能的上漲因素,2020年、20302050年陸地風電開發(fā)投資可能分別降至7500、7200、7000/千瓦左右(按照目前不變價格計算)。由于海上風電機組基礎(chǔ)、運輸安裝和輸電線路費用較高,如果不考慮陸地土地限制因素,海上風電的投資將一直高于陸上風電成本投資。根據(jù)目前國際海上風電投資水平以及中國海上風電特許權(quán)招標情況,目前近海風電的投資是陸上風1.5-214000~19000/2020、20302050年降至14000、1200010000/千瓦,詳見2-4。

水平是,中國陸地風電運行成本占風電25%0.1/千瓦時??紤]技術(shù)進步和人工等成本變化,將目前的陸地風電運行成本數(shù)據(jù)外推至未來10-40年更為困難,假定陸地風電運行維護成本維持在0.1/千瓦時。海上風電的運行和維護成本主要取決于海上風電場的可達性、機組的可靠性、零部件所涉及的供應(yīng)鏈情況。近期由于以項目示范為主和經(jīng)驗欠缺,海上風電的單位度電運行成本要高于陸上風電運行成圖2-5中國風電機組價格變化情況及預期70006000

本(根據(jù)目前的預期,約為陸上風電的1.5倍),未來近海風電的運行維護成本則將與陸上風電持平,甚至略低于陸2020、203020300.15、0.1/千瓦時。遠海風電場采用浮動式基礎(chǔ),投資和運行維護成本將更高。詳見2-4。因此,風電機組價格、風電場投資和運行維護成本的降低將相應(yīng)地拉低風從未來發(fā)展來看,陸上風電機組還應(yīng)有一定的成本下降空間,在風電規(guī)模擴大和技術(shù)更為成熟后,風電機組單位成本有可能到達到與煤電機組單位成本持平的水平,這樣即使考慮今后鋼材和銅等原材料上漲和風機技術(shù)標準提高帶來的成本上升以及其他價格上漲的因素,風電機組價格仍有可能存在20%左右的成本下降空間(以不變價格

風電場的運行和維護成本包括服務(wù)、備件、保險、管理和其他費用等,是風電成本的一個重要組成部分。當前中國風電大規(guī)模發(fā)展剛剛起步,大部分風電場運行時間短,因此成本數(shù)據(jù)的代表性、可靠性和可用性低,此外,由于各風電開發(fā)企業(yè)的經(jīng)驗多寡不同、管理理念和方式各異,目前的各風電企業(yè)之間的運行成本差別也較大。當前普遍

5000400030002000100002004 2005 2006 2008 2009 2020 (圖例:黃圈為主流機型價格,紅圈為2.5兆瓦及以上機組價格)

205020502050205020502627電發(fā)電成本。與此同時,由于煤炭開采成本和價格的攀升,中國煤電價格的上漲將難以避免。預計到2020年前后,即使不考慮出臺化石能源資源稅(或環(huán)境稅、碳稅等)的可能性,風電的成本

和價格將與煤電成本和價格相持平,而2020年后,在不考慮風電消納和遠距離輸送的情況下,風電價格將低于煤電的價格。

(三)風能開發(fā)前景1、研究方法10億千瓦以上風電的裝機。但是,由于各地風能資源條件不同,土地利用條件有差異,電網(wǎng)條件不同,因此不同地區(qū)、不同時間、不同風電發(fā)展

其一是風電上網(wǎng)電價,即根據(jù)建設(shè)項目經(jīng)濟評價方法,由計算評估范圍內(nèi)每個網(wǎng)格的年發(fā)電量,通過設(shè)置內(nèi)部收益率、單位裝機成本等數(shù)據(jù),計算出風電上網(wǎng)電價(還本付息電價)。這種電價沒有考慮風電并網(wǎng)和輸電成本。2010202020302050陸上8000-9000750072002010202020302050陸上8000-9000750072007000

規(guī)模下,發(fā)展風電的經(jīng)濟代價將不同,為此需要考慮多種因素,確定風電的經(jīng)

其二是風電全成本電價,即全成本單位投資(元/千瓦)近海14000-19000140001200010000濟可開發(fā)量。=+當?shù)亟尤氤杀竞涂缡∵h海-500004000020000區(qū)輸電成本。其中接入成本指,根據(jù)各陸上0.10.10.10.1本研究采用的計算風電經(jīng)濟可開網(wǎng)格與現(xiàn)有最近電網(wǎng)距離計算的并網(wǎng)成運行維護(元/千瓦時)近海0.150.150.10.1發(fā)量的基本方法是:利用地理信息系統(tǒng)本??紤]到“三北”地區(qū)風電消納能力遠海-0.30.20.1(GIS),根據(jù)地形地貌特征、地面觀不足,本研究假定未來風電由風能資源陸上0.570.510.480.45測和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),以及電網(wǎng)分布等資集中的“三北”送端基地向東中部負荷(平均(/千瓦時)近海0.77-0.980.770.60.54料,結(jié)合經(jīng)濟評價分析,計算每平方千中心(受端)送電,并根據(jù)概念性傳輸遠海->221米的網(wǎng)格單元還本付息電價和實際可裝線路計算每千瓦時電的傳輸成本。輸電機容量,進而繪制出七大風電基地的風成本根據(jù)設(shè)置的送端、受端具體位置及電供應(yīng)曲線(GSC)。其之間的可行路徑和輸電等級、適當考慮中間開關(guān)站的成本后,按照現(xiàn)行財稅由于中國風能資源分布和電力負荷體制和方法參數(shù)計算。根據(jù)計算的各個區(qū)域的不平衡,當某一地區(qū)風電規(guī)模達網(wǎng)格的發(fā)電量及對應(yīng)的上網(wǎng)電價和全成到一定程度時,風電的并網(wǎng)和長距離輸本電價,分別繪制出風電供應(yīng)曲線。電費用將較高。因此,在分析風電經(jīng)濟205020502050205028292、供應(yīng)曲線本研究主要計算了目前已經(jīng)規(guī)劃的6個陸上和江蘇沿海千萬千瓦級風電基

地的經(jīng)濟可開發(fā)量。一些主要的參數(shù)見表2-5。

不考慮接入和輸電成本,七大基地的2020年和2030年風電供應(yīng)曲線如圖2-6和圖2-7。圖2-62020年七大風電基地供應(yīng)曲線(不含接入和輸電成本)22490基地涵蓋區(qū)域(基地涵蓋區(qū)域(/千瓦)平均發(fā)電小時數(shù)(或容量系數(shù))2020 2030 2050

17992赤峰市克什克騰旗翁牛特旗蒙東 阿魯科爾沁旗通遼市開魯縣科左中旗

7500 7200 7000 3116

49489964498新疆哈密

0蒙西烏蘭察市商都縣、察右后旗、察蒙西烏蘭察市商都縣、察右后旗、察右中旗、四子王旗、錫林浩特、包頭市達茂旗、固陽縣、呼和浩特市武川,烏拉特中旗/后旗、磴口、臨河、杭錦后后旗7500720070003192坤縣、伊吾 7500 7200 7000 2682

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

0.9 酒泉市、玉門市、敦煌市、金塔甘肅酒泉縣、瓜州縣、肅北蒙古縣自治縣、7200安西縣地區(qū)710070002831圖酒泉市、玉門市、敦煌市、金塔甘肅酒泉縣、瓜州縣、肅北蒙古縣自治縣、7200安西縣地區(qū)710070002831張北縣尙義縣估源縣崇禮縣河北 唐??h、豐寧滿族自治縣、圍場吉林 白城市、松原市與四平市 7500 7200 7000 2629吉林 白城市、松原市與四平市 7500 7200 7000 2629響水縣濱海縣射陽縣大豐縣江蘇 東臺市、如東縣、南通縣及近海20千米范圍內(nèi)海域

7500 7200 7000 283314000 12000 10000 2620

224909924948996注:13000/平方千米

44980

0.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.900.951.001.051.1020502050205020503031考慮接入和輸電成本時,2020年和2030年各風電基地的風電供應(yīng)曲線見圖2-8和圖2-9。圖2-82020年七大風電基地供應(yīng)曲線(含接入和輸電成本)2249099249489964498

不考慮接入和輸電成本,七大基地的2020年、2030年預期風電上網(wǎng)電價如表2-6和表2-7。2-62020年預期上網(wǎng)電價(電價元/)蒙東蒙西甘肅酒泉河北吉林邊際電價0.4930.4930.4930.4930.493平均電價0.3980.3980.4920.3640.431電價(元/千瓦時)電價(元/千瓦時)蒙東蒙西新疆哈密甘肅酒泉河北吉林江蘇00.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

邊際電價 0.542 0.542 0.542 0.542 0.542 0.542 0.542平均電價 0.414 0.427 0.535 0.521 0.421 0.471 0.521圖2-92030年七大風電基地供應(yīng)曲線(含接入和輸電成本平均電價 0.414 0.427 0.535 0.521 0.421 0.471 0.52122490992494899644980

0.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.900.951.001.051.10

源評估、風電技術(shù)水平條件下,如果將0.55/(/千瓦時以內(nèi)),僅七大基地的風電7億千瓦的裝機水平。20502050205020503233三、風電發(fā)展戰(zhàn)略目標(一)總體戰(zhàn)略目標中國在大規(guī)模發(fā)展風電方面有良好的風能資源條件、有充足的廣闊的土地有分布廣泛和技術(shù)較為先進的電網(wǎng)以及未來電網(wǎng)進一步完善的發(fā)展作為支撐,尤其是,中國未來持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟和今后一段時期內(nèi)仍將增長的能源需求,使大規(guī)模發(fā)展風電既是必須的,又是可行的。確定風電發(fā)展戰(zhàn)略目標的思路是:風電開發(fā)規(guī)模和成本下降潛力,結(jié)合國家能源和電力需求,以長期戰(zhàn)略目標為導向,確定風電發(fā)展的階段性目標和時空布局。1、2020年前考慮到電網(wǎng)基礎(chǔ)條件和可能存在的約束,以發(fā)展規(guī)?;L電市場、建立具有領(lǐng)先技術(shù)標準和規(guī)范的風電產(chǎn)業(yè)體系(含潮間帶)風電示范為輔,每年風電新增15002020

2在不考慮跨省區(qū)輸電成本的條件下,使(煤電技術(shù)相持平的水平,風電在電源結(jié)構(gòu)中具有一定的顯現(xiàn)度,占電力總裝機的5%的電力需求。2、2020~2030風電的成本低于煤電,風電在電力市場中的經(jīng)濟性優(yōu)勢開始顯現(xiàn)。但如果考慮跨省區(qū)輸電成本,風電的全成本仍高于煤電;若考慮煤電的資源環(huán)境成本,風電的全成本將低于煤電全成本。風電市場規(guī)模進一步擴大,陸海并重發(fā)展,每年新增裝機在2000萬千瓦左右,全國新增裝機中,30%左右來自風電。到20304億千8.4%,15%左右,在滿足電力需求、改善能源結(jié)構(gòu)、支持國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中的作用日益加強。

3、2030~2050風電和電力系統(tǒng)以及儲能技術(shù)不斷進步,風電與電力系統(tǒng)實現(xiàn)很好的融遠海風電均有不同程度的發(fā)展,每年新3000萬千瓦,占全國新增裝機的一半左右,到2050年,風電可以為全國提供17%左右的電量,風電裝機達到10億千瓦,在電源結(jié)構(gòu)中約占26%,風電成為中國主力電源之一,并在工業(yè)等其他領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。(二)開發(fā)情景1、2020年前2020年前中國風電將采取陸上為主、海上示范的開發(fā)原則。根據(jù)經(jīng)濟可開發(fā)量研究分析結(jié)果,在不考慮輸電線路建設(shè)成本的情況下,全國風電裝機量2億千瓦,不含傳輸成本的電價為0.357/基地的布局情況為:酒泉基地約8500萬千瓦,哈密基地約6000萬千瓦,蒙900800萬千瓦。如果考慮傳輸線路成本,則邊界上網(wǎng)電價約

0.493/千瓦時,在這種情況下,各基地的總裝機量分別為:酒泉基地約300410010000萬千瓦,河北基地約5100500萬千瓦。綜合考慮現(xiàn)有電網(wǎng)條件和未來年內(nèi)的建設(shè)規(guī)劃,以及電力需求情況,2020年風電開發(fā)布局,具體是:40002000萬千瓦,東北基地3000萬千瓦,河北15002000萬千瓦,新疆基地2000萬千瓦,江蘇和山東基地地區(qū)各超過1000萬千瓦。在總2億千瓦的裝機中,近海風電3000萬千瓦,見表3-1。2、2020~20302020-2030年間,采用陸上、近海并重發(fā)展風電,并開始遠海風電的示范。采用同樣的靜態(tài)分析方法對2030年風電投資成本與電價水平進行分析。根據(jù)對各風電基地含傳輸成本的經(jīng)濟可開發(fā)量進行匯總分析,初步估算,當全國裝機量達到4億千瓦時,不含傳輸成本的電價為0.387元/千瓦時,在這種情況20502050205020503435下,各基地的布局情況為:酒泉基地約130009700蒙東基地約3600萬千瓦,蒙西基地約89003000吉林基地約1800萬千瓦。如果考慮傳0.542元/酒泉基地約4000萬千瓦,蒙東基地約930018600地區(qū)2010202020302050地區(qū)2010202020302050蒙西基地(及周邊)65040001000030000蒙東基地(及周邊)362200040009000東北基地731300038006000河北基地(及周邊)378150027006000甘肅基地(及周邊)1442000400012000新疆基地(及周邊)1132000400010000東中部及其他地區(qū)分布式陸地風電743250050007000近海風電103000600015000遠海風電005005000合計31312000040000100000

3、2030~2050上述兩個關(guān)鍵時間點即2020、2030年風電規(guī)劃布局設(shè)定過程中,所考慮的集中區(qū)域為目前開發(fā)的重點——千萬千瓦風電基地區(qū)域,使用的參數(shù)主要來源于對目前不同區(qū)域的發(fā)電成本分析和經(jīng)濟可開發(fā)量研究,包括目前的風電場建設(shè)投資及運行維護成本、風資源情況評估結(jié)果、電網(wǎng)傳輸成本等。

開發(fā)模式進行調(diào)整,在多個重點地區(qū)開發(fā)風電。屆時內(nèi)蒙地區(qū)(含蒙西、蒙東)裝機容量應(yīng)達到4億千瓦左右,建成若干個連片開發(fā)總量達到千萬千瓦級的風電基地,新疆、甘肅地區(qū)風電裝機達到2億千瓦以上,河北、東北等重點地區(qū)風電裝機達到1億千瓦以上,陸上交通條件便利、接入條件較好的成規(guī)模風電場

場址基本開發(fā)完畢;海上風電裝機達到2億千瓦,其中1.5億千瓦分布在沿海的各主要省份的近海區(qū)域,并且建成一批遠海海上風電場,風電發(fā)展將向遠離生產(chǎn)生活中心的荒漠腹地和遠海發(fā)展,并隨著電力系統(tǒng)的升級改造和技術(shù)突破獲得進一步發(fā)展。2020、2030、2050年風電發(fā)展目標和開發(fā)布局見表3-1和圖3-1。2002000萬千瓦,江蘇基地約100萬千瓦??紤]屆時電網(wǎng)輸送條件將有較大改觀并且多種儲能設(shè)施將發(fā)揮一定的作20201億千瓦,蒙東基地4000萬千瓦,38002700萬千瓦,甘肅基地4000萬千瓦,新疆4000萬千瓦,江蘇和山東基地合4000萬千瓦。在總計4億千瓦的裝機中,近海風電6000萬千瓦,遠海風電500萬千瓦,見表2-7。

隨著風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,風電機組及相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)將得到進一步的提升,海上風電機組的研發(fā)工作也將進一步展風電場的建設(shè)成本以及運行維護成本都將有所降低。與此同時,風電并網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)難題將被逐步解決,電網(wǎng)建設(shè)與運行模式也將趨于完善,電網(wǎng)的消納能力和傳輸條件也將得到改善,風電的輸送成本也將下降。含傳輸成本的經(jīng)濟可開發(fā)量成果進行評估,初步估計當2050年全國風電總裝10億千瓦時,需要對風電的

表3-1中國風電發(fā)展目標和布局(單位:萬千瓦)20502050205020503637(三)投資和補貼1、投資成本2020、20302050年的風電發(fā)展目標和布局,到2050年風電開發(fā)

帶來的累計投資將達到12萬億元,見表3-2和圖3-2。3-1中國風電發(fā)展目標和布局表3-2中國風電預期投資(20103-1中國風電發(fā)展目標和布局2010202020302050陸上0.570.510.480.45電價(元/千瓦時)(不考慮遠距離輸電和儲能成 近海0.77-0.980.770.60.54本)遠海>221當年總投資(億元)1234145929824276累計總投資(億元)31311772638338120962圖3-2中國風電預期投資205020502050205038392、財政和補貼費用自2006年后,中國對風電實行了分區(qū)域的固定電價制度,并規(guī)定風電上網(wǎng)電價高出脫硫燃煤標桿電價的部分,由可再生能源電價附加/可再生能源發(fā)展基金支付,此外,根據(jù)風電場與已有輸電線路距離長短,確定了0.01-0.03元/千瓦時的風電并網(wǎng)補貼標準。2020年前后,陸上風電上網(wǎng)電價將達到與脫硫燃煤標桿電價相持平的水圖3-3風電電價補貼所需費用預期

平,根據(jù)目前的政策,風電需要的上網(wǎng)電價補貼將在未來十年內(nèi)先逐漸上升,2015在該種情景下,2011-2020年風電上網(wǎng)電價補貼累計需要2100多億元。(3-3)。2020年后,所需的風電補貼將主要用于海上風電電價補貼。

排1、能源供應(yīng)長期以來中國一次能源結(jié)構(gòu)以煤為主,電力結(jié)構(gòu)中煤電占據(jù)主導地位,而大規(guī)模發(fā)展風電可以直接替代煤炭作為燃料消耗,具有非常顯著的能源效益。實現(xiàn)本路線圖中的目標,則到2020、203020500.40.82萬億千瓦時以上的電量,分別5%、8%、17%以上的電力需求。如果考慮煤電技術(shù)更新和進步,發(fā)電煤耗和供電煤耗未來有可能進一步降2020、2030、2050年的能源貢獻量將達到1.3、2.6、6.6億噸標準煤,切實為能源和電力結(jié)構(gòu)優(yōu)化和轉(zhuǎn)型做出貢獻。2、溫室氣體和污染減排風電是清潔、無污染、可持續(xù)利用的可再生能源中目前最具競爭力,最有發(fā)展前途的能源利用方式之一。從替代煤電的角度,風電大規(guī)模發(fā)展有顯著的

環(huán)境效益,當然,其大規(guī)模發(fā)展也可能對環(huán)境產(chǎn)生一些負面影響,如土地占用、噪聲、視覺影響、候鳥遷徙、電磁輻射等,但與其他常規(guī)發(fā)電方式尤其是煤電相比,風電在上述方面的影響較小或是可以避免。2020、2030、20502億、4億、10億千瓦的裝機規(guī)模時,當年二氧化碳減排量將分別達到36億和15億噸3此外,還可以實現(xiàn)年減少二氧化硫排放萬、220560萬噸。業(yè)機會考慮風能資源和可利用土地分布的特點,我國陸上風電基地大都位于“三北”地區(qū),這些地區(qū)人口密度和經(jīng)濟發(fā)展水平較低,風電建設(shè)和后期的運行管理不但將直接帶動這些地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展,增加就業(yè)機會,相應(yīng)地會帶動風電制造業(yè)向這些地區(qū)轉(zhuǎn)移,并且由于風電為當?shù)貛淼哪茉葱б妫矔苿痈吆?2020、2030、2050751、727、704/205020502050205041能和其他產(chǎn)業(yè)向這些地區(qū)轉(zhuǎn)移,為促進西部經(jīng)濟發(fā)展做出切實的貢獻。而且,風電發(fā)展增加了就業(yè)機會。

及風電場運行、風電場維護管理技術(shù)的進步,未來風電設(shè)備制造業(yè)仍然是拉動就業(yè)的主力,但生產(chǎn)效率的提高會帶來

模的擴大,現(xiàn)場人員總數(shù)仍會呈現(xiàn)上升2020年、2030

2050年風電帶來的就業(yè)崗位將分別達到3660萬人和723-320092010樣統(tǒng)計以及綜合考慮中國制造業(yè)的平均勞動生產(chǎn)率,目前中國風電每兆瓦裝機創(chuàng)造的就業(yè)崗位為15個左右,其中設(shè)備制造業(yè)每兆瓦裝機創(chuàng)造約13-14個就業(yè)機會,包括風電機組安裝運輸和維護運營等在內(nèi)的服務(wù)業(yè),每兆瓦創(chuàng)造的就業(yè)機會為1.5個左右??紤]行業(yè)的規(guī)模效應(yīng)、學習曲線以圖3-4風電的二氧化碳減排潛力

單位兆瓦就業(yè)崗位需求的降低,預計在2020、20302050年,每兆瓦裝機制造業(yè)就業(yè)人數(shù)將分別達到13人、1210人;風電場業(yè)主單位現(xiàn)場人員由于風電場運行、維護管理技術(shù)的提高以及海上風電的無人值守和大區(qū)域管理,風電場單位兆瓦裝機用人需求將會有所2020、2030、2050年每兆瓦風電裝機將為1.5人、1.1人,但隨著風電場數(shù)量的增多及風電規(guī)

表3-3風電帶來的就業(yè)崗位預期(單位:萬人)分類 2010分類 2010202020302050生產(chǎn)人員 4.354.58.49.1機組制造管理研發(fā)銷售及市場、 3.6售后服務(wù)人員3.76.97.6制造業(yè)配套零部 葉片、發(fā)電機、軸承、齒件 輪箱變流器塔架法蘭、 10.610.920.422.3輪轂等鑄件、主軸、其他原材料 鋼材聚氨酯玻璃纖維、 4.85.09.310.2安裝運輸 安裝、運輸 1.71.692.92.8服務(wù)業(yè)運營維護 運營、維護 1.3101220合計 26.435.859.772.020502050205020504243四、技術(shù)研發(fā)示范與部署(RDD&D)本路線圖著重對中長期(2030前)(2030-2050年)技術(shù)僅作展望,提出一些可能的發(fā)展方向。中國風電技術(shù)研發(fā)、示范和部署應(yīng)用應(yīng)結(jié)合國際趨勢與中國實際,把握風電發(fā)展的有利時機,及時跟蹤國際技術(shù)發(fā)展動態(tài),完善和提高技術(shù)標準規(guī)范,盡快縮短與國際技術(shù)的差距,力爭走在國際風電技術(shù)發(fā)展的前列。同時,技術(shù)發(fā)展要與中國風電發(fā)展戰(zhàn)略目標、地理狀況、氣候環(huán)境、風

分析標準,逐步建立山地和近海風電場風能資源評估、風尾流以及風電場風功率預報有關(guān)的規(guī)范化數(shù)值計算標準與方法。2020展,建立一整套大型風電場風能資源評估數(shù)值模擬計算標準與方法,包括氣候?qū)W數(shù)值模擬計算、尾流計算模型以及應(yīng)用衛(wèi)星遙感觀測資料的近海風能資源數(shù)值模擬計算。20202030年,形成和應(yīng)用完善的風電場風能數(shù)值預報標準化計算方法,包括:短臨和短時預報,中

資源數(shù)據(jù)庫,涵蓋國家氣象局的全國風能資源專業(yè)觀測網(wǎng)測風數(shù)據(jù)、地方政府測風數(shù)據(jù)、企業(yè)和科學實驗機構(gòu)測風數(shù)據(jù)、各省份精細化網(wǎng)格的風能資源數(shù)值模擬值、所有省份各風電開發(fā)區(qū)的風能資源質(zhì)量等級等。建設(shè)風能資源共享服務(wù)平臺,明確服務(wù)機制和范圍,盡最大可能共享資源數(shù)據(jù)資源。

加強各類風資源數(shù)據(jù)的綜合處理和分析,總結(jié)中國各種特殊的風況特點,IEC標準中的風電機組等級設(shè)定和風模型在各地的適用性,推動修正或補充國際標準,促進完善風電機組設(shè)計規(guī)范和檢測標準,指導風電機組設(shè)計和風電場建設(shè),從而使國內(nèi)風電機組設(shè)計得到優(yōu)化,增加對本土環(huán)境的適應(yīng)能力。該路線圖建議采取如下行動 里程碑資源特征、電力負荷分布、電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)等諸多實際情況相適應(yīng),并根據(jù)這些實際情況的變化對相關(guān)技術(shù)做出及時、準確的調(diào)整。該路線圖建議采取如下行動 里程碑(一)風能資源評價1、改善風能資源評估標準和技術(shù)(1)提高完善風能資源評價技術(shù)標準首先,加快完善和修訂現(xiàn)有風能資源測量有關(guān)標準,要求在風能資源觀測活動中增加使用先進的探測技術(shù),增加觀測項目(如溫度梯度、天氣現(xiàn)象),明確用于風功率預報的觀測項目要求。其次,完善風能資源數(shù)值計算與

期和長期趨勢預測等標準化技術(shù)方法。研究適用于高空風能資源利用的風能資源評價技術(shù)。合風電開發(fā)技術(shù)、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、電網(wǎng)水平等制約條件,制定區(qū)域風能資源質(zhì)量評價標準。2、加強風能資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)和應(yīng)用服務(wù)健全中國各地的風況和其他環(huán)境條(的實測和收集2020年建成全國風能

1.形成風資源評估先進方法的標準 2020年2.2.建立全國風能資源數(shù)據(jù)庫 2020年建立風能資源應(yīng)用服務(wù)伙伴關(guān)系 2020年205020502050205045(二)風電設(shè)備研制里程碑里程碑該路線圖建議采取如下行動優(yōu)化性能并部署5兆瓦以上海上風電機組 2020年持續(xù)到持續(xù)到2020年及以后2.持續(xù)改進創(chuàng)新風電機組關(guān)鍵零部件3.確保關(guān)鍵原材料或替代原料穩(wěn)定供應(yīng) 持續(xù)到2020年及以后

隨著風電技術(shù)和海上風電的發(fā)展,風電機組的整體趨勢是單機容量的大型化和多樣化。2011-2015年,3兆瓦以下風電機組是市場的主流機組,目前該功率范圍風電機組市場已具備大批量的供應(yīng)能力,能夠滿足每年1500-2000萬千瓦新增裝機的風電需求,3-5兆瓦風電機組主要用于海上風電和部分陸上

段,5-10兆瓦機組主要用于滿足該部分市場需求,需年產(chǎn)2200萬千瓦。20503兆瓦級以下風電機組開始批量退役,屆時對于風電機組的需求將會迎來新的高峰,3-5兆瓦逐漸取3兆瓦以下風電機組成為市場主流的風電機組,年供應(yīng)能力要求達到3000-5000萬千瓦的年供應(yīng)能力,5-10兆瓦中國風電設(shè)備制造業(yè)在“十一五”期間取得了快速發(fā)展,今后需要適應(yīng)中國風電開發(fā)需求和特點,不斷提升大型先進風電機組的研制能力,完善風電設(shè)備供應(yīng)鏈,并確保風電機組設(shè)備的質(zhì)量和可靠性。

電進入規(guī)?;_發(fā)階段,風電機組設(shè)備制造商需要達到1800萬千瓦的年供應(yīng)1300萬千瓦/500/年,同時,該時期有每年約50萬千瓦的風電機組需要退役或接受技術(shù)改造。2020-2030

8002015-2020年,5兆瓦以上風電機組開始在海上風電項目中應(yīng)用,需要保證年100-130萬千瓦的供應(yīng)能力。2030,中國進入海上風電大規(guī)模開發(fā)階

機組需達到500-1000萬千瓦的年供應(yīng)能力,深海風電開發(fā)應(yīng)用要求10兆瓦以上風電機組達到100-200萬千瓦的年供應(yīng)能力。(見圖4-2)1、風電機組風電機組的市場需求段,陸地風電開發(fā)穩(wěn)步發(fā)展,海上風電逐步加速,2020組開始退役,使風電機組的市場需求規(guī)2010-2015年,中國年均風電裝機1500萬千瓦,其中陸上1400/

2400萬千瓦的風電機組的生產(chǎn)和供應(yīng)能力,其中陸上風電機1900/500/3900萬千瓦的風電機組需要退役或接受技術(shù)改造。2030-20505000萬千瓦的風電機組生產(chǎn)和供應(yīng)能力,其中陸上風44004億千瓦的風電機組需要退役或接受技術(shù)改造(見圖4-1)

圖4-12010-2050年中國新增和退役風電機組規(guī)模預測單位:GW1000750單位:GW1000750408245207163954473395240505495100萬千瓦/年。2015-2020年,海上風

2020

2030 2040 2050205020502050205047風電機組的研制201010家企業(yè)2.5-3.6兆瓦先進風電機組,5部分企業(yè)和科研機構(gòu)已啟動10兆瓦風電機組的研發(fā)計劃,預計在2020年后進行樣機的開發(fā)。今后應(yīng)順應(yīng)風電機組單機容量大型化趨勢,加強基礎(chǔ)研究,逐步掌握大型開發(fā)適用于中國特點的大型先進風電機組。從不同功率風電機組的研發(fā)方面考慮,20153兆瓦以下風電機組輕量化和環(huán)境適應(yīng)性技術(shù),優(yōu)化3-55-10兆瓦海上風電機組進行概念設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)研究;20205MW風電機組的商業(yè)化運行,完成5-10兆瓦海上風電機組樣機驗證,并對10兆瓦以上特大型海上風電機組完成概念設(shè)計和關(guān)鍵

如何使整機系統(tǒng)更好滿足并網(wǎng)的需求是一個亟待解決的重要課題。2015年優(yōu)化風電機組特別是雙饋型機組的并網(wǎng)能力改造方案,進一步提高故障穿越能力及對電網(wǎng)的無功支持能力;2015-2020年,開發(fā)和推廣新型風電機組控制系統(tǒng)2020-2030年,電網(wǎng)友好型風電機組技術(shù)趨于成熟,并逐步得到全面普及。未來中國海上風電設(shè)備技術(shù)的發(fā)展應(yīng)從風電設(shè)備的可靠性、經(jīng)濟性、環(huán)境適應(yīng)性、運輸?shù)谋憷砸约鞍惭b維護的便利性等更多方面綜合考慮其中,特別對風電機組抗臺風問題提出了很高的要求,為此,要重點研究海上風電機組抗臺風策略和采取的措施。2、關(guān)鍵零部件隨著風電機組容量不斷增加,應(yīng)根

是調(diào)整零部件生產(chǎn)企業(yè)的投資結(jié)構(gòu),加大對緊缺如主軸軸承、變流器等關(guān)鍵零部件的投入,逐步提升零部件的自給能力;二是建立零部件生產(chǎn)與風電系統(tǒng)技術(shù)進步的銜接機制,提高零部件企業(yè)自身適應(yīng)研發(fā)技術(shù)更新的能力;三是加強零部件生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制,構(gòu)建合格的零部件供應(yīng)體系。4-22010-20501000800600400200GW0GW

風輪葉片隨著風電機組尺寸的增大,葉片將越來越長。在確保葉片大型化的同時,如何優(yōu)化載荷、減輕重量、提升環(huán)境適應(yīng)性、友好性和運輸便利性將成為未來10應(yīng)大力研發(fā)、應(yīng)用風機葉片的監(jiān)測控制技術(shù)、新型結(jié)構(gòu)、碳纖維和高模高強玻璃纖維等新型材料。隨著海上風電的發(fā)<5-3-5MW<3MW技術(shù)研究。2020-2030年,實現(xiàn)5-10兆瓦海上風電機組的商業(yè)化應(yīng)用,完成特大型海上風電機組(10兆瓦以上)的樣機技術(shù)驗證。

據(jù)風電機組研制需求,大力加強葉片技術(shù)、傳動鏈技術(shù)、控制系統(tǒng)技術(shù)和大容量變流器技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)品研制。在零部件供應(yīng)鏈上,著力做好如下工作:一

2020

2030 2040 2050205020502050205049展,可以考慮采用更高葉尖線速度(至120米/秒)的葉片,開展相關(guān)的翼型設(shè)計研究和試驗驗證。值得注意的是,葉片退役后對環(huán)境造成的影響可能越來越大,采用可回收利用的熱塑性葉片樹脂基體等新材料、新工藝很可能成為風電葉片技術(shù)的發(fā)展方向之一。齒輪箱目前中國齒輪箱的結(jié)構(gòu)基本采用國外技術(shù),對功率分流方式、均載型式等關(guān)鍵技術(shù)缺乏深入研究和成熟經(jīng)驗。因10年需加強以上方面的研究,爭取在降低增速比、行星輪均載柔性軸設(shè)計和降低噪聲方面實現(xiàn)技術(shù)突破。采用軸承新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝,以解發(fā)電機風電機組發(fā)電機技術(shù)的主要方向是改善并網(wǎng)性能、降低重量。風電機組發(fā)電機采用異步發(fā)電機或同步發(fā)電機。經(jīng)過逆變器并網(wǎng)變速運行的發(fā)電機,其對電網(wǎng)的支持優(yōu)于直接并網(wǎng)的異步發(fā)電機。隨著全功率變換技術(shù)的進步和成本

的下降,更廣泛地應(yīng)用通過全功率逆變器并網(wǎng)的發(fā)電機,例如永磁或電勵磁同步電機。隨著超導材料在技術(shù)和成本方面取得突破,未來中國可能在10兆瓦及以上的風電機組發(fā)電機中應(yīng)用高溫超導技術(shù)。中高壓發(fā)電機應(yīng)用也是未來一個技術(shù)方向,從目前的趨勢看,3-5兆瓦風電機組將采用中壓發(fā)電機、而更高兆瓦級的風電機組將普遍采用高壓發(fā)電機。變流器風電機組容量的增長要求變流器的功率密度不斷增加,同時各種風場環(huán)境也要求系統(tǒng)有很高的可靠性和方便的維護性,需要采用功率等級更高的半導體器件和模塊。此外,隨著直驅(qū)風電機組的大型、超大型化,需要考慮發(fā)電機和變流器的統(tǒng)一優(yōu)化設(shè)計,進一步提高電傳動系統(tǒng)的功率密度和效率。塔架目前塔架高度普遍為60米至80米,未來大型風電機組的塔架高度將有可能繼續(xù)增長,從而增加發(fā)電量收益。塔架在進一步加高的過程中,需要重新進行

更為縝密的載荷計算同時考慮其他可行的解決方案,如國外已有企業(yè)提出的混凝土下層結(jié)構(gòu)與鋼制錐管狀塔架相結(jié)合的形式。此外,隨著海上風電開發(fā)的進行,位于潮間帶及近海風電場的機組塔架的防腐性能將會受到更大的考驗。需針對未來海上風電建設(shè)方向和條件,完善風電塔架和基礎(chǔ)防腐技術(shù)方案,延長20年以上的設(shè)計要求。3、關(guān)鍵原材料風電機組生產(chǎn)所需的原材料包括鋼、鋁、銅、混凝土、玻璃纖維、碳纖維、環(huán)氧樹脂、永磁材料等。相關(guān)研究和數(shù)據(jù)顯示,鋼材用量約占機組總重量90%,碳纖維復合材料代表了未來葉片材料的主要發(fā)展方向,永磁材料需求將隨著直驅(qū)風電機組市場規(guī)模的的擴大而快速增加,這三類材料的供應(yīng)應(yīng)得到更多關(guān)注。其他如銅、鋁、玻璃纖維等材料的占比和重要性較小,不會影響風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。鋼材2009年中國新增裝機容量達1380

126.67/兆瓦的單位用鋼量測算,當年風電產(chǎn)業(yè)鋼材用量約為1750.38%假定中國風電機組的單位用鋼量為126.67噸/未來中國風電機組所用鋼材需求量為:2020239.4萬噸、2030304萬噸、2050627萬噸??梢耘袛?,未來很長一段時期,中國的鋼材產(chǎn)量能夠支撐風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。碳纖維材料隨著風電機組葉片的大型化和輕質(zhì)化,未來中國在風電葉片的生產(chǎn)中將更多使用碳纖維。以一臺葉片長度為4兆瓦風電機組為例,若采用碳纖維增強環(huán)氧樹脂制造葉片,3片葉片重量之和接近48噸,據(jù)估算,碳纖維4.8噸,則每兆瓦所需碳纖1.22020年、2030年、2050年應(yīng)用碳纖維的風電機組市場份額22.16%、35.45%、61.7%,屆時中國風電葉片制造業(yè)的碳纖維需求量將0.531.023.67中國碳纖維的總體水平遠落后于發(fā)達國20502050205020505051家,不能完全滿足風電葉片技術(shù)要求和國內(nèi)市場長期需求。因此,要根據(jù)各階段風電葉片技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求,著力加大研發(fā)力度,加快碳纖維的生產(chǎn)供應(yīng)能力。稀土永磁材料據(jù)測算,每兆瓦風電機組的釹鐵

202020302050年使用永磁材料的新增裝機占新增總裝機容量的比例分別為45%、50%、60%,則屆時新增永磁風電裝機容量分850.5萬千瓦、1200萬千瓦、2970萬千瓦。假定釹鐵硼永磁材料單位用量0.8/兆瓦且保持不變,稀土永磁材料用量分別為0.68萬噸、0.96萬噸、

(三)風電場開發(fā)建設(shè)和運行該路線圖建議采取如下行動 里程碑該路線圖建議采取如下行動 里程碑1.優(yōu)化復雜地形陸地風電場的規(guī)劃設(shè)計和運行方案 2015年2.2.完全掌握淺海海域風電場設(shè)計、建設(shè)和運行技術(shù) 2020年3.保障海上風電的運輸港口和大型船只設(shè)備… 持續(xù)到2020年及以后硼永磁材料用量約在0.75-0.8噸。以直驅(qū)永磁風電機組為例,2009年中國新240萬千瓦,則對釹鐵硼永磁材料的需求約為噸,僅占當年中國釹鐵硼永磁材料產(chǎn)量940002%

2.38萬噸。以目前中國已探明的稀土資源儲量(約9030萬噸)和產(chǎn)量增長趨勢來判斷,保證未來風電產(chǎn)業(yè)所需的永磁材料供應(yīng)應(yīng)該不成問題,但成本可能會持續(xù)上漲。

1、陸地風電場目前,陸地風電場開發(fā)建設(shè)技術(shù)已比較成熟,未來應(yīng)重點改進微觀選址技術(shù),不斷提高風電場特別是復雜地形條件下的風電場的規(guī)劃、設(shè)計和運行水平和可靠性在2015年前能夠根據(jù)風電基

設(shè)計施工2020年以前,中國發(fā)展的海上風252015年前中國將基本淺海海域風電場基礎(chǔ)、施工和運維的技術(shù),在2020年前完全掌握淺海海域風電場開發(fā)、建設(shè)和運行技術(shù)。單位:萬噸3.672.386270.960.530.68單位:萬噸3.672.386270.960.530.683042392020 2030 2050數(shù)據(jù)來源:CWEA分析注:原材料年需求量(噸)=單位裝機容量的原材料用量(噸/兆瓦)×年新增裝機容量(兆瓦)

永磁材料碳纖維鋼材

地規(guī)劃布局、風電機組排布,提出具有針對性的場內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計和優(yōu)化方案。到2020年,基本全面實現(xiàn)復雜地形條件下的風電場的優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計和運行方案。2、海上風電場海上風電場,特別是遠海風電場的開發(fā)建設(shè)技術(shù)仍不成熟,需要根據(jù)中國風電場建設(shè)規(guī)劃和條件,盡快開展關(guān)鍵工程技術(shù)研究示范,探索遠海深海風電場技術(shù)。

隨著海上風電開發(fā)的深入,2020年后啟動深海海域的風電場開發(fā)。中國目前該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)尚屬空白,需要在2020年前后啟動相應(yīng)的前期技術(shù)研究和示范,包括前期的概念研究、仿真試驗、模型測試以及真機試驗,爭取2030年前開始建設(shè)深海風電場。港口根據(jù)中國臨海城市目前的港口和碼頭配置情況,一方面應(yīng)協(xié)調(diào)、配置部分20502050205020505253已有港口的碼頭可用于風電機組的運輸和安裝,另一方面對已有港口進行改擴建以滿足風電機組運輸和安裝的需求。中國海上風電建設(shè)在2010年正式啟動。2015年以前,中國海上風電以探索為主,項目少、離岸距離近,已建成或在建的港口和碼頭數(shù)量基本能夠滿足海上風電項目建設(shè)的需要,但需要協(xié)調(diào)海上風電項目服務(wù)功能與港口其他功能

織等方面已經(jīng)開展了一定的研究工作,這些研究主要集中在如何利用已有大型海洋工程船舶對風電機組進行運輸和安裝。近年來,對于海上風電專用船舶的研發(fā)和建造也在進行之中。鑒于中國淺水及沿海潮間帶的特殊環(huán)境、海上風電規(guī)劃和建設(shè)進度、以及目前風電專用船的研發(fā)現(xiàn)狀等因素,隨著海上裝機規(guī)模的擴張和風電機組機型

(四)風電并網(wǎng)和消納該路線圖建議采取如下行動里程碑該路線圖建議采取如下行動里程碑1.建立集中式與分散式相結(jié)合的風電功率預測業(yè)務(wù)體系 2015年2.應(yīng)用先進輸電和電網(wǎng)運行控制技術(shù)2.應(yīng)用先進輸電和電網(wǎng)運行控制技術(shù)2015年3.實現(xiàn)風電優(yōu)先高效調(diào)度的自動化 2020年4.開始規(guī)?;瘧?yīng)用先進儲能設(shè)施4.開始規(guī)?;瘧?yīng)用先進儲能設(shè)施2020年的問題。2015個海上風電場同時動工建設(shè),需要在原基礎(chǔ)上進行進一步改造、擴建和新建港口。另外,技術(shù)進步將使得深海風電開發(fā)成為現(xiàn)實,屆時海上風電場的離岸距2020年之前擴大很多,可以考慮在適合的島嶼建設(shè)風電設(shè)備集散基地,從而減少運輸和安裝受天氣影響的不確定性。運輸與安裝盡管中國海上風電起步較晚,但許多傳統(tǒng)的海洋工程和港口工程公司在海上風電機組的運輸、安裝和海上施工組

的升級,將需要多功能運輸船和工程船等運載量更大、穩(wěn)定性和安全性系數(shù)更高、技術(shù)含量更高的專用裝備。2020年以后,在水深超過50米的遠海海域可能啟動風電項目,屆時需要使用傳統(tǒng)海洋工程中的大型浮吊和運輸駁船,并具備更先進的操縱性、更強的天氣環(huán)境適應(yīng)能力。

消納大規(guī)模風電的要求,結(jié)合電力系統(tǒng)運行管理和電力體制機制的改革創(chuàng)新,按照能源轉(zhuǎn)型和構(gòu)建風電與電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的總體要求,大力開發(fā)應(yīng)用“電網(wǎng)友好型”風電技術(shù)、風電場功率預測預報技術(shù)、優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、遠距離輸電技術(shù)和大容量儲能技術(shù)。1、風電機組和風電廠2020風力發(fā)電技術(shù),通過對風電機組實施技術(shù)規(guī)范、并網(wǎng)檢測和型式認證等措施,/風電場普遍具備更加良好

的電網(wǎng)適應(yīng)能力,包括(基于功率預測的)有功功率變化率控制、無功功率調(diào)節(jié)、低電壓穿越調(diào)節(jié)和抗干擾能力等,配置合理的二次系統(tǒng)、相關(guān)控制系統(tǒng),使風電場具備可測、可控、可調(diào)的能力,實現(xiàn)風電與電2030年前,加強研發(fā)和示范先進儲能裝置和輔助設(shè)備。在2030年后,實現(xiàn)規(guī)模化先進儲能技術(shù)、分布式風電系統(tǒng)的廣泛開發(fā)和應(yīng)用風電機組通過分布式系統(tǒng)直接向終端用戶供電,或采用與其他形式發(fā)電機組成混合供電系統(tǒng)。205020502050205054552、風電功率預測預報技術(shù)率預測將成為電力系統(tǒng)不可或缺的組成部分,對于調(diào)度安排系統(tǒng)的發(fā)電計劃、保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行、降低備用容量和運行成本以及對電力市場進行有效的管理等都具有重要意義。研究部署風電功率預測預報技術(shù),提高超短期和短期風電功率預測的精度,為電力系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度運行提供更精確的服務(wù),以促進最大限度的接收風電量。20152020年前,研發(fā)和應(yīng)用重點是充分運用各種成熟的統(tǒng)計預報技術(shù),重點開發(fā)應(yīng)用研發(fā)陸地風電場的超(4小時以內(nèi)(48小時以內(nèi)),組織電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)、氣象部門、風電場共同建立集中式與分散式相結(jié)合的風電功率預測業(yè)務(wù)體系,2015年以后為風電調(diào)度提供有效支持。20202030年,繼續(xù)提高風電功率預測預報精度,研發(fā)應(yīng)用月、完善海洋風電預測預報服務(wù)體系,建立滿足各類、各時段需求的風電功率中長

期預報業(yè)務(wù)體系。到2030年以后,風電功率預測預報技術(shù)全面普及應(yīng)用,使風電功率預測預報成為智能調(diào)度體系的重要支撐。3、風電接入和遠距離輸送風電的大規(guī)模集中開發(fā)和遠距離輸送,特別是海上風電場的輸電方式,除采用傳統(tǒng)的交流輸電方式、繼續(xù)完善電網(wǎng)設(shè)施和運行技術(shù)外,逐步更多采用柔性直流、高壓直流、超導和低頻輸電等新型輸電方式。2020年前,加快普及應(yīng)用動態(tài)無功補償、串補/可控串補、可控高抗、自動電壓控制(AVC)等先進技術(shù),提高風電外送能力、提高安全穩(wěn)定水平。對海上風電場,近期可采用適合小容量、近距離海上風電場的交流傳輸并網(wǎng)方式。隨著逐步建設(shè)額定容量達到幾十萬千瓦、且離岸距離較遠時的大型海上風電場,加快開發(fā)應(yīng)用柔性直流輸電技術(shù)。2020年后,有效解決現(xiàn)有特高壓輸電工程的制約因素,發(fā)揮最大效率和經(jīng)濟性優(yōu)勢,使特高壓輸電在逐步成為

風電大規(guī)模開發(fā)的有力保障。在2030年后,爭取實現(xiàn)超導電力技術(shù)在風電接入和輸送領(lǐng)域的應(yīng)用。4、電力調(diào)度技術(shù)電網(wǎng)調(diào)度控制技術(shù)是電力系統(tǒng)建設(shè)的重要部分,對于提高資源優(yōu)化配置能力具有重要作用。風電等波動性可再生能源的大規(guī)模開發(fā)對發(fā)展智能調(diào)度技術(shù)提出了更高要求。應(yīng)加強風電場風電機組的運行統(tǒng)計和分析工作,準確掌握風電運行特點,積極開展風電調(diào)度技術(shù)和策略研究,不斷提高風電調(diào)度精細化水平。總體來看,結(jié)合智能電網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用,未來電網(wǎng)調(diào)度控制技術(shù)將向一體化分布協(xié)調(diào)控

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