「体育365论坛」特别报道|低风速市场骤热:蓝海还是泡沫?

2020-01-11 14:05:21 来源:互联网

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文 | 本刊记者 徐沛宇 余娜 席菁华

2.21

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「导语」

风电开发重心偏移已成定局。当低风速时代悄然而至,究竟是一片新的蓝海,还是一场美丽的泡沫?

寒冬腊月,北风凛冽。从312省道长山段始入杨长路,循着蜿蜒醒目的标识牌,一座座白色风机映入眼帘。

这里是安徽省滁州市来安县的来安风电场,作为我国首个低风速风电场,它也是全国低风速项目的标杆工程。

“低风速风场不可替代的优势在于不限电,能全额消纳。”龙源电力工程师李岩(化名)向《能源》记者介绍。

受地理位置的限制,安徽省风能资源并不丰富。冬季,来自北方的冷空气一路南下,到达安徽已是强弩之末,风力减弱明显,因此属于我国典型的低风速区域。

年均风速鲜超6m/s的安徽,甚至一度被风电行业视为“鸡肋”。而如今,多达20家的风电开发商在此群雄逐鹿。

“自从龙源来安风电场成功投运后,其他风电开发商迅速涌入,当地市场很快被瓜分。”李岩坦言。

安徽仅仅是个缩影。

三北地区“弃风限电”正严重掣肘我国风电的健康发展。“十三五”时期,风电开发重心向中东部转移已成定局。

过去十年,国内的风电开发主要集中在三北、东南沿海等风资源丰富的高风速地区。然而,随着并网消纳等“下游因素”影响日益凸显,中国风电“版图”也在悄然变化,逐渐向并网条件较好、接近电网负荷的受端低风速地区“倾斜”。

“低风速时代已全面开启!” 有业内人士振臂高呼。

然而,另一方人士却理性建言,“低风速风场未来或不能扛起风电大发展的大旗,高速扩张的低风速市场开发背后,可能是一戳就破的泡沫”!

不可否认的是,无论从技术、经济,还是环保效益来看,低风速风场开发仍有很多难题。而更加令人担忧的是,一旦电力市场改革彻底进行,区域电网的窝电、弃风现象大幅度缓解之后,当前低风速风场的“红火”态势很可能成为过眼云烟,快速被市场抛弃。

正如金风科技董事长武钢所言,“风电是一场高风险的长跑”。中国风电正经历着时代的冲刷和市场的考验。

低风速时代悄然而至,这究竟是一片新的蓝海,还是一场美丽的泡沫?我们有必要对其进行一场全面的审视。

电力“十三五”已全面开启,低风速能否引领行业革新发展?我们究竟需要怎样的低风速市场?又该怎样调整才能避免一场风电全行业的“浩劫”?

近年来,中国风电高速发展,以一骑绝尘的姿态连年在全球领跑。

“十二五”时期,我国风电新增装机容量9800万千瓦,占同期全国新增装机总量的18%,成为继煤电、水电之后的第三大电源。

然而,在风电大规模扩张的同时,风电消纳不足、调峰困难、输送通道有限、产能过剩等问题也逐渐显现。

2011年前后,风电行业步入低谷,“弃风限电”成为行业阵痛期的主题,国家能源局遂提出“风电开发向中东部转移”战略,同时明确鼓励低风速风电开发。

也正是这一年,安徽省来安风电场竣工,成为国内首个低风速风电场,标杆意义显著。

“风电的发展起源于欧洲,如我国目前沿袭的标准iec61400,里面就有专门规定。”资深风电从业人士、现就职神华集团国华能源投资有限公司的赵磊(化名)在接受《能源》记者采访时表示,“我国风能资源根据年平均风速划分为 i 类、ii 类、iii 类、iv 类风资源区。一类风场年平均风速是10m/s,二类风场年平均风速是8.5 m/s,三类风场年平均风速是7.5m/s,6.5m/s平均风速以下的地区就是低风速地区,也是我们通常所说的四类风区。”

“在我国,很多地区5.2m/s、5.3m/s的超低风速都可以做了。而在国外,关于低风速的概念还未形成。这或许是我国风电领域一个创新的地方。”赵磊说。

据《能源》记者了解,目前,国内外对低风速尚未有统一的定义,将业内人士观点综合起来较为客观的表述是:低风速风电项目是指风速在6m/s—8m/s之间,风电机组轮毂高度年平均风速介于5.3m/s—6.5m/s之间,风资源年利用小时数在2000小时以下的风电项目。

风能资深专家施鹏飞曾定义:以风功率密度300w/m2、年平均风速7.0m/s作为可开发的正常值,达不到此标准的便是低风速。

根据国家能源局发布的《2014年风电产业监测情况》,截至2014年底,全国低风速地区风电项目累计核准容量7425.16万千瓦,累计并网容量2582.68万千瓦。根据国家能源局发布的《2015年上半年全国风电并网运行情况》,2015年上半年,低风速地区风电新增并网容量489.67万千瓦,风电累计并网容量4072.35万千瓦。

“中国人很有意思,现在大家定义低风速,只是界定到了低至多少,但有关低风速的特性,没人说得清楚,包括高空急流、风向变化等,直到现在也没人来做这件事。”赵磊坦言。

资料显示,我国低风速资源非常丰富,可利用的低风速资源面积约占全国风能资源区的68%,主要集中在福建、广东、广西、安徽、湖南、湖北、江西、四川和云贵等中东部及长江以南的四类风区。

中国大唐新能源集团有限股份副总经理胡国栋在受访时表示,大唐低风速重点开发区域主要集中在河南、湖北、湖南、江西、贵州、江苏等中东部地区。

与高风速区域相比,风电开发热点转向并网条件较好的低风速地区有着现实的原因。并网容易意味着消纳能力更强,“先找市场”成为我国现阶段风电项目上马的前提。

“在电力市场相对过剩的情况下,无论从政策的规划,还是公司的发展,这几年基本选择的都是中东部地区的风场。”胡国栋说,“中东部区域的电力市场需求量较大,可再生能源的占比较低,且不存在限电的情况,所以市场在哪儿我们就去哪儿。”

2016年11月29日,国家能源局印发《风电发展“十三五”规划》。规划从发展基础和形式、指导思想与原则、发展目标和建设布局等7个方面对风电的发展进行了总体部署。

“为使中东部和南方地区成为风电持续规模化开发的重要增量市场,此次规划中明显提高了这一地区的‘十三五’开发指标,即中东部和南方地区陆上风电新增并网装机容量4200万千瓦以上,累计并网装机容量达到7000万千瓦以上。” 中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩对《能源》记者分析。

“由此可见,要保障我国风电产业在‘十三五’期间继续实现可持续发展,保证合理的年均增长规模,必须优化产业布局、加大中东部低风速地区的开发力度。” 秦海岩说。

随着“三北”地区弃风限电愈演愈烈,以及更加复杂的开发环境,规模化发展中东部和南方低风速风场的呼声亦不绝于耳。

与“三北”地区的高风速风电开发相比,年均风速低于6米/秒的低风速区域此前多被业界认为开发不具有经济性。

首先,由于低风速风电机组具有叶片长、轮毂高、切入风速低等特点,低风速区域风场的风机价格及整体造价也较其他风机偏高。

“从目前在运的低风速风机运行状况来看,风能利用系数目前已能达到0.46左右,向上提升难度越来越大;受地基、材料和投资成本等因素影响,风机塔筒高度增加、叶片加长将达到上限。”一位不愿具名的行业人士分析。

其次,从外部政策环境方面来看,近几年低风速区域风电发展迅速,相对较好的风资源区域已经开发或正在开发,剩余低风速区域资源将会越来越差;加之“十三五”期间,国家对陆上风电上网标杆电价进行逐步下调,希望将来与火电电价趋于一致,而占主要建设成本的风机价格如果未变或者一旦上升,低风速风电开发收益将难以保证。

2016年12月26日,为落实国务院办公厅《能源发展战略行动计划(2014-2020)》关于风电、光伏电价2020年实现平价上网的目标要求,国家发改委再次印发《关于调整光伏发电陆上风电标杆上网电价的通知》,继续下调四类资源区的风电标杆上网电价,调整后的四类资源区风电标杆价格分别为每千瓦时0.40元、0.45元、0.49元和0.57元。

“资本金收益率达不到10%,我们不会开发,这是底线。电力行业国有企业投资也要增值保值,不能是为了规模而乱上项目。”胡国栋坦言。

据胡国栋介绍,早在2012年,大唐新能源公司便计划在江西九江龙感湖投资低风速风电项目。不过因为当时承诺的电价是8毛5,但最后计算收益时怎么都达不到,故立即停止了该项目的建设。

“在低风速区域投资一定首先要看效益怎么样,电价水平什么样,发电小时什么样,造价怎么样。所有因素都计算清楚了,我们才会开工建设。” 胡国栋说。

据悉,随着低风速风电机组的技术水平提升,年平均风速达到6.0m/s以上,风电机组年发电利用小时数基本可以达到2000小时。

根据近两年风电项目投资造价情况分析,年利用小时数达到2000小时以上的风电项目均具备不错的盈利能力;而当年利用小时数达到1800小时,多数风电项目资本金财务内部收益率也可达到8%的要求。

“我国大多低风速开发区域多是南方山地,地形复杂,受资源、建设等因素的限制,风电机组的运输、安装、投入的成本较高,项目收益往往处于盈亏平衡点左右。”一位不愿具名的行业人士分析,“南方地区的低风速和投资回报率是一个不等式”。

除了潜在的经济风险,由于风能的高投资,高技术和较长的回报周期等,低风速项目对国家的政策扶持也具有较大的依赖性。

“目前面临的最棘手问题是风电电价下降。我们希望国家主管部门尽量减少电价下降的幅度,并延迟电价下降的时间。”胡国栋说。

在胡国栋看来,由于主管单位限电政策的频繁变化,企业的收益变得很难保障。

“政策必须引导而不是制约。我们希望国家政策电价要稳定,不能总变化。” 胡国栋坦言。

对此,国电集团副总经理谢长军表示认同。“政策可以调整,但不要调整得太频繁;电价可以下降,但不能降得太狠、太快;限电技术上是允许的,但不能越来越严重,应该有个度。” 在1月7日举办的“2017中国风能新春茶话会”上,谢长军如上表示。

另据相关政府人士透露,仅2016年,弃风限电电量可能超过500亿度,补贴拖欠的问题仍然严峻,大量已经建成的项目没能按时拿到补贴资金。

“风电上网电价每降低1分钱,企业内部收益率就会下降1个百分点左右。在可预见的未来,对风能的补贴虽不会减少,但力度已远未及起步时那么大。” 中国风能协会测算。

紧随风电场开发步伐,一些风电设备制造商也已开始配套研制低风速风电机组。对于他们而言,比拼的是更加高超的“驭风”技术。

据悉,远景能源、金风科技、华锐风电、明阳风电、运达风电、国电联合动力等企业目前均有兆瓦级低风速风电机组相继投入运行。与此同时,歌美飒、维斯塔斯、suzlon 等国际厂商也瞄准了这一市场,相继推出有针对性的产品。

“提高低风速风机的发电效率很难,但可以通过依靠高塔筒和大叶片实现。”李岩坦言,“不过也应看到,国内尝试的高塔筒并没有经过长时间的运行,安全性有待验证。此外,风机质量怎么控制,施工质量怎么来控制,没有衡量标准,或许都存在隐患。”

“风机的叶片越来越长,塔筒越来越高,与之对应的,它的建设成本也会越来越大,造价也会提升。”胡国栋补充说。维斯塔斯中国技术支持部经理周易则认为,风资源分析的微小误差将给项目带来极大的不确定性。

众所周知,低风速项目开发,最重要的选择合适的风机。打个比方来说,风机对于风电场,就如心脏对于人类一样,会源源不断将“电能血液”输送到电网各个需求端。对此,不同厂家也采用不同方式和思路来解决这一问题并达到最优。

总结来说各家企业通常的做法正是李岩和胡国栋所指出的——“高”、“大”、“直”,即高塔架、大叶轮、直驱型。

“低风速的叶轮很大,正常来说,一类风机的叶轮转动直径可达到80米,而低风速的叶轮直径是115米,与之相比,增加了35米。”赵磊说,“可以想象转轮变大了,惯性就大,就不好控制了。因此后续很多问题还不能预测看清楚,如转轮不平衡以及是否会发生一些潜在的故障等。”

从风中获得的能量与叶片扫风面积及风功率密度相关,加长叶片相当于增加了叶片的扫风面积,因而可以捕获更多风能,提升发电量。不过,叶片直径增加有其极限,过大的直径将会导致风机载荷增加、成本过大。周易在受访中表示,“超过121米的叶轮直径对现有2mw平台有着一定挑战,需要研发新的平台,同时要努力控制成本。”

除了增加叶片长度,增加塔高也被众多企业选作提升风机发电量的重要手段。

2016年11月,采用远景120米高度全钢柔性塔筒en121-2.2mw超低风速智能风机分别在江苏滨海和江苏东台实现批量并网运行。次月,跨国巨头维斯塔斯宣布在位于山东菏泽的李村镇风电场将应用137米的高塔筒技术。

“由于传统的全钢塔筒在增高的同时也面临着塔筒厚度、运输高度及重量、制作成本等方面的限制,导致传统的塔筒技术通常难以突破百米高度。不过,随着国内高塔筒技术的成熟,使得塔筒增高成为可能。”一位资深技术人士表示。“与90米传统塔筒高度相比,120米高塔筒技术能够提升300小时以上的发电收益。这意味着有更多的超低风速区域具备了开发的可能性和更高的经济性。”

塔筒高度提高意味着将风机置于风速更高、更平稳的风况中,提高机组的满发小时数,捕获更多的风能,带来更多的经济收益。但同时会增加塔筒的制造成本,需要整体核算经济性。

没有任何一种技术是万能的,塔筒高度提高考验风机对恶劣气候的承受能力,在一些起伏山地等比较特殊的地形,增高塔筒不一定能获得更高的风速。“低风速分布面积广泛,需要针对不同气候和地形条件提供适应的低成本的解决方案”周易对记者表示。

“对于中国发展低风速市场,我不觉得是一件值得自豪的事情,因为都是市场的压迫。”周易在受访时表示,“其实我们更应该解决的是怎样在高风速地区正常发电,不限电。”

周易的担心不无道理。

当倾斜的政策与大佬的目光纷纷南移时,不容忽视的是,屹立于我国甘肃戈壁滩上的7000台高风速涡轮机大都已经停转。

“在我国三北地区,风电利用小时数可以做到3000小时,但最后发电也就1500小时左右甚至更低,因为都被大规模的弃风限电限掉了。”在记者的调查采访中,一位风电从业人员对此痛心疾首,“造成以上现象的原因,第一是因为早前电源建设的无序化,各种国企、民企,争先布局、想建就建,最终造成国家资源的巨大浪费。第二是因为体制问题,这也是消纳问题的根本症结。”

不可否认,“弃风限电” 已经成为制约我国风电和光伏发电产业健康持续发展的最大绊脚石。如不尽快有效解决,我国提出的2020年非化石能源占一次能源消费15%的目标承诺就不可能兑现,一个本可以领先全球的战略新兴产业也会半路夭折。

“幸运的是,电改9号文已将解决可再生能源保障性收购、确保可再生能源发电无歧视无障碍上网问题作为当前电力体制改革的重要任务。从这个意义上讲,能否解决好弃风、弃光问题,既是电改的重要内容,更是衡量电改成败的标志。” 秦海岩说。“因此,要解决弃风问题,必须彻底破除体制机制约束,理顺利益关系。”

正如秦海岩所言,新一轮电改方案出台后,配套文件直指清洁能源弃电尴尬,风电、光伏携手上位,再迎发展机遇。

2015年11月26日,国家发改委发布了6个电改“9号文”配套文件,标志着新一轮电改方案进入实施阶段。

同年3月23日,发改委和国家能源局联合下发了《关于改善电力运行调节促进清洁能源多发满发的指导意见》,其目的也正是配合落实新电改中有关要求,促进清洁能源发展。

“该指导意见希望从源头解决风电限电问题。无论是发电环节,还是输配售电环节,政府都在做梳理,找到清洁能源发电无法全额满额送出的症结,我们认为这是一个好的开头。”长江证券分析师张垚分析。

“新一轮电改启动以来,在电量分配上普遍采用了“大平均分配”的方式,不但使可再生能源全额保障性收购难以落实,也不利于清洁高效火电机组优先发电。”国家发改委能源研究所赵勇强指出,“在电力需求增速放缓甚至电力需求下降的地区,应为可再生能源发电挖掘市场空间。”

“也应看到,新一轮电改的大趋势下,一旦跨省跨区域电力外送通道顺利建设,弃风弃光问题得到有效缓解和遏制,高风速电厂将迅速挤压低风速电厂的生存空间,而低风速区域仅有的一点优势也会消失殆尽。”一位受访的行业人士呼吁,“届时,低风速的发展又将何去何从?”

“为什么当前限电那么严重的情况下,我们的企业还能生存?一是因为国内企业的环评成本较低,二是我们的生态保护意识还不够。”针对低风速企业面临的开发困局,一位业内人士的分析一语中的。

当前,低风速“大跃进”式的开发利用,对环境的影响变得愈发突出。随着地方政府对环评要求愈加严格,环保问题亦成为低风速开发绕不过的一道坎儿。

以低风速大省湖南为例。2015年,鉴于风电开发对生态环境的影响,湖南省环境保护厅建议加强风电的规范发展,随后,风电环境评价停止受理。

2016年底,湖南省发改委、环保厅、住建厅、水利厅、林业厅等五部门联合下发《关于进一步规范风电发展的通知》,确定全省风电开发合理规模,明确禁止风电开发的重点保护区域,严格环境影响评价。

经《能源》记者梳理发现:2015-2016两年时间内,湖南省新增核准风电项目84个,但最终仅有6个风电项目环评得到了批复。加上之前的待批项目,目前积压项目达90余个。

事实上,早在2016年11月11日,湖南省环保厅副厅长潘碧灵便公开指出,“部分地方和项目业主环境保护意识薄弱,管理措施不到位,导致生态破坏、水土流失、噪声扰民等环境问题比较突出,该省已建成并网发电的38个项目中,有32个项目均未申请环保竣工验收。”

据悉,湖南省风电项目大多位于山地,植被丰富。由于项目工程施工粗放,所涉及区域的生态极易遭受破坏。加之平均海拔较高,土层偏薄,扰动后极易造成水土流失,植被恢复困难。此外,鸟类专家也反映,该省已建风电项目对鸟类迁徙影响较大。

作为21世纪最清洁的可再生能源,风能大规模的开发利用对于改善能源结构、增强绿色能源供给等具有积极的影响。

但在风力发电场的开发建设过程中,不可避免的会造成一定的环境影响,如噪声光影对居民生活造成不便、对候鸟迁徙的影响、对区域景观的改变,以及带来水土流失、改变生物多样性等。

对此,赵磊表示,低风速风电开发最大的困难在于地方政府,云南、四川地区高山风很多,但政府对生态环境保护的要求较高,发展风电项目频频受阻。

“南方与北方相比,项目难度更大,即使出钱,也不一定拿得下来。”赵磊说。

另据一位不愿具名的业内人士向记者透露,“现在中央对环保的要求非常高,水土保持要求更加严格,低风速地区的地方政府,尤其是南方地区一些省份不想因为建设低风速风场而把绿化破坏掉。因此,项目方在开发低风速风电场时,与地方政府的协调难度特别大。”

在这场斗智斗勇的环评较量中,处于夹缝中的开发和制造企业似乎明显处于下方。

“我们要找到解决问题的出路,或在于微观选址时避开自然生态敏感区;施工前合理规划施工道路,避免对施工范围之外的区域的植被造成碾压和破坏;项目竣工后确保树木、植被和景观的完好。同时,通过风机叶片的形状、尺寸、颜色的适时选择和各种建筑物的外形、色彩的合理设计,尽量满足周围环境和建筑美学的要求。”秦海岩建议,“十三五期间,风电开发企业和制造企业在低风速发展方面要高度重视水土保持和环境保护工作,树立行业良好形象”。

一边是雄心勃勃的高风速风电项目掣肘消纳困局,另一边是已经吹响的低风速大战号角。

正在大跃进的低风速市场,未来将是昙花一现、过眼云烟,还是一片蓝海、蒸蒸日上?

对此,胡国栋表示:“中国风电的未来一定还在北方地区,因为这里的风资源较好,建设成本也低。如果未来特高压系统发展起来,也不会产生浪费。”

此外,针对低风速市场目前蓬勃发展的缘由,胡国栋也表达了自己的看法,“当前国家要求大力发展低风速主要是市场的原因,是没办法中的办法。虽然在‘十三五’期间北方限电区域原则上不纳入规划,但相信‘十四五’的趋势肯定不在低风速。”

与此同时,低风速市场前景的不明朗也让以维斯塔斯为代表的风机制造商,忧虑重重。

“设备制造商针对低风速区域特点进行了大规模研发,在低风速地区推出了非常适合低风速风电场的风机,但我们依然担心两三年后可能由于电价的原因就没有投资意义了。这对于厂家来说是非常大的不确定性。” 周易坦言,“电价的不确定性、政策的非连续性对技术进步也将造成较大负面影响。”

针对业界人士就低风速发展表现的悲观心态,秦海岩却表达了力挺的态度。

“通过十二五期间的技术创新,叶轮直径的加大、翼型效率的提升、控制策略的智能化以及微观选址的精细化等,机组的整体发电效率得到提高,低风速资源区也具备了经济开发价值。”秦海岩说。

“在低风速风电场建设方面,政府主管部门在开发管理的体制机制上要大胆创新,出台支持中东部风电开发的具体政策措施,如进一步简政放权,简化各种核准审批的要求,特别是在设备选型上要给企业充分的自主权,不要在项目核准文件中规定设备类型和台数。同时要协调不同部门之间审批环节的程序衔接,尤其是土地的使用审批工作。”

2016年12月,《能源发展十三五规划》正式出台。风电以34.6%的年均增长速度位列“十二五”时期能源发展主要成就之一。与此同时,“调整优化风电开发布局,逐步由三北地区为主转向中东部地区为主,大力发展分散式风电,稳步建设风电基地,积极开发海上风电”战略的提出也为风电“十三五”发展之路指明了新的方向。

“十三五时期风电开发重心向中东部转移已成定局。对于风电开发企业,开发布局要进行战略调整;由于中东部地区地形和风况更为复杂,对风电场设计选址等提出了更高的技术要求,企业的前期开发工作需要做更细致的工作。对于整机制造企业,不仅能够组装风电机组,还应根据不同场址条件设计机组,力争从卖设备向卖服务转变。” 秦海岩建议。“低风速地区的风能资源分散,风况条件更加复杂,连片集中开发模式已经难以适用,分散开发、就近接入、本地消纳或将成为更可行的方式。”

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