陳宗器 郝紅珍
2009年12月7-19日,聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)在丹麥哥本哈根召開。本屆會(huì)議由192個(gè)國(guó)家的環(huán)境部長(zhǎng)和其他官員們參加,商討《京都議定書》一期承諾到期后的后續(xù)方案,就未來應(yīng)對(duì)氣候變化的全球行動(dòng)簽署《哥本哈根協(xié)議》,為發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)行強(qiáng)制減排和發(fā)展中國(guó)家采取自主減緩行動(dòng)作出了安排,并就全球長(zhǎng)期目標(biāo)、資金和技術(shù)支持、透明度等焦點(diǎn)問題達(dá)成廣泛共識(shí)。對(duì)溫室氣體,美國(guó)作出承諾在1990年基礎(chǔ)上到2020年減排17%,到2050年減排80%以上;歐盟表示2020年可減排20%~30%;巴西2020年減排36.1%~38.9%;印度表示2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比 2005年下降20%~25%;我國(guó)溫家寶總理表態(tài) 2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。
眾所周知,所謂溫室氣體主要是 CO2、甲烷、N2O、HFC、PFC、和SF66種,前3種主要是煤電廠和天然氣電廠排放的,排放量最大。所以目前世界上鼓勵(lì)“低碳經(jīng)濟(jì)”、“碳零排放”、“綠色電源”主要指的是水電、風(fēng)電、核電和光伏發(fā)電。
1973年以來,由于石油危機(jī)的頻頻出現(xiàn),人們不得不把眼光落在環(huán)境污染少、技術(shù)成熟的風(fēng)力發(fā)電上。表1列出2000-2009年世界主要風(fēng)電國(guó)家裝機(jī)容量。
從表1看出我國(guó)在世界風(fēng)電的排位,由2000年的第9位,到2005年的第8位,2006年的第6位,2007年的第5位,2008年的第4位,直到2009年的第3位,幾乎每年升一級(jí),真可謂進(jìn)步不小,中國(guó)風(fēng)電活力無窮。
歐洲風(fēng)電發(fā)展最為耀眼,其風(fēng)電裝機(jī)占世界風(fēng)電裝機(jī)的60%以上。之所以發(fā)展如此之快,主要是因?yàn)橐揽空咭龑?dǎo)以及立法支持。如丹麥通過征收碳排放稅,對(duì)綠色電源實(shí)行國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼,包括電價(jià)補(bǔ)貼、投資補(bǔ)貼、科研經(jīng)費(fèi)補(bǔ)貼,對(duì)風(fēng)電規(guī)定電網(wǎng)必須收購(gòu)量。德國(guó)則通過《可再生能源法》,對(duì)發(fā)展可再生能源實(shí)行各種補(bǔ)貼,致使 1997-2007年德國(guó)風(fēng)電超越美國(guó)而位居全球首位。風(fēng)電始祖丹麥由于國(guó)土較小,風(fēng)電已經(jīng)飽和而退位,然而其發(fā)電量占全國(guó)總發(fā)電量的22%,比例之高居全球首位。
表1 世界主要風(fēng)電國(guó)家裝機(jī)容量(單位:萬kW)
風(fēng)電技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的高技術(shù)。它涉及空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、材料科學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程、動(dòng)力工程、電氣工程、控制技術(shù)、氣象學(xué)、環(huán)境科學(xué)等多個(gè)學(xué)科和多種領(lǐng)域,并相互交叉。凡是風(fēng)電裝機(jī)容量居前的國(guó)家,都有本國(guó)著名的風(fēng)電設(shè)備制造商作為技術(shù)支撐。由于風(fēng)電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,個(gè)別知名廠商被并購(gòu),一些大的跨國(guó)公司開始介入風(fēng)電行業(yè)。目前世界著名的風(fēng)電廠商有丹麥Vestas、美國(guó)GE wind、中國(guó)華銳、德國(guó)Enercon、中國(guó)金風(fēng)、西班牙Gamesa、中國(guó)東汽、印度Suzlon、丹麥Siemens、德國(guó)Repower等,它們2009年全球風(fēng)電市場(chǎng)的份額列于表2中。
表22009年世界10大風(fēng)電制造商的市場(chǎng)份額(單位:%)
最近歐洲趨向發(fā)展海上風(fēng)電市場(chǎng),因其風(fēng)速比陸地高20%,發(fā)電量可增加70%,機(jī)組利用率可以提高到30%~40%;同時(shí)占地比陸上容易,景觀及噪聲影響面小。但海上安裝復(fù)雜,要抗臺(tái)風(fēng)、防鹽霧潮氣,代價(jià)較高。表3列出了2000至2008年9月歐洲已造海上風(fēng)電場(chǎng)概況。
表3 全球已建近海風(fēng)電場(chǎng)概況(2000年至2008年9月)
另有資料表明,截止 2008年底,歐洲已造 24處海上風(fēng)電場(chǎng),裝機(jī)容量1423MW,在建18處,裝機(jī)容量2406MW,到2020年總規(guī)劃裝機(jī)70000MW。單機(jī)容量10MW海上風(fēng)電機(jī)正在研制中。
最新資料表明,至2009年全球海上風(fēng)電發(fā)展最猛的國(guó)家累計(jì)裝機(jī)容量英國(guó)為 894MW,丹麥為625.9MW,荷蘭為 246.8MW,瑞典為 163.3MW。Repower公司為德國(guó)Alpha Ventas海上風(fēng)電場(chǎng)提供了10臺(tái)6MW海上風(fēng)力機(jī),該機(jī)的機(jī)艙和葉輪組件總重達(dá) 450t,并采用了高壓雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)及配套變流器,葉片長(zhǎng)61.5m。該風(fēng)電場(chǎng)離岸約40km,造價(jià)巨大,每千瓦造價(jià)超過3.5萬元人民幣。
2009年,在新增海上風(fēng)力機(jī)裝機(jī)容量方面,西門子以70.3%的市場(chǎng)份額位居第一,Vestas以19.2%的市場(chǎng)份額位居第二。在累計(jì)海上裝機(jī)方面,西門子50.3%的市場(chǎng)份額高于Vestas 39%的市場(chǎng)份額。在海上風(fēng)電場(chǎng)的開發(fā)中,風(fēng)機(jī)價(jià)格占到總投資的30%~50%;基礎(chǔ)設(shè)施占 15%~25%;并網(wǎng)成本占15%~30%,安裝費(fèi)占成本的30%。
我國(guó)風(fēng)電行業(yè)之所以能快速發(fā)展,主要基于下列原因:
(1)風(fēng)電是典型的資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的發(fā)電方式。它是一種清潔的永久持續(xù)能源,與傳統(tǒng)能源相比,不依賴化石燃料,沒有燃料供求和價(jià)格風(fēng)險(xiǎn),不排放溫室氣體和污染環(huán)境,能源回報(bào)率高;與水電相比,不淹沒土地,不產(chǎn)生移民問題;與核電相比,不產(chǎn)生難以處理的核廢料以及一旦出事造成的災(zāi)難性事件;與生物質(zhì)能發(fā)電方式相比,不產(chǎn)生環(huán)境污染,不與民爭(zhēng)糧,不需要龐大的物料收集系統(tǒng);與光伏發(fā)電相比,電價(jià)相對(duì)低廉,且占地相對(duì)較少。表4列出了各種發(fā)電方式費(fèi)用及問題比較。
(2)我國(guó)幅員遼闊,風(fēng)能資源豐富。根據(jù)我國(guó)氣象局公布的我國(guó)首次風(fēng)能資源詳細(xì)評(píng)價(jià)取得的發(fā)展和階段性成果表明,我國(guó)陸上離地面 50m高度達(dá)到 3級(jí)以上風(fēng)速的風(fēng)能資源潛在開發(fā)量為 23.8億kW,其中技術(shù)可開發(fā)量級(jí)為 6億 kW。此外,我國(guó)東部沿海水深5~25m的海域,50m高風(fēng)能資源經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量級(jí)為2億kW。風(fēng)能資源總量遠(yuǎn)超我國(guó)水能資源,完全可期望在2050年達(dá)到數(shù)億kW容量,成為水力發(fā)電后又一種大規(guī)??稍偕茉窗l(fā)電方式。而且我國(guó)風(fēng)電資源豐富地區(qū)主要在新疆、甘肅、內(nèi)蒙、東北高原或草原地帶以及沿海丘陵、島嶼或?yàn)┩康貛?。那里地瘠民窮,人口稀少。雖然由于風(fēng)能資源密度低,建設(shè)一座10MW的風(fēng)電場(chǎng),至少需用地2km2,建設(shè)大型風(fēng)電場(chǎng)需要占用大片土地,但它并不影響當(dāng)?shù)胤拍粱蛩a(chǎn)養(yǎng)殖,不擾民,且為民謀福利。
(3)我國(guó)風(fēng)電行業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模。2003年以來,國(guó)家采取政府支持和市場(chǎng)機(jī)制相結(jié)合的方式,連續(xù)組織了七期風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)項(xiàng)目,有力地推動(dòng)了風(fēng)電規(guī)?;l(fā)展。通過許可證轉(zhuǎn)讓、技術(shù)引進(jìn)、聯(lián)合和自主設(shè)計(jì)等方式,特別是眾多資深電機(jī)和機(jī)械制造商以及所有發(fā)電集團(tuán)參與風(fēng)電開發(fā),進(jìn)步突飛猛進(jìn),已形成風(fēng)電行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈。表5列出我國(guó)風(fēng)力機(jī)市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)化率。
表5 我國(guó)風(fēng)力機(jī)市場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)化率(單位:%)
(4)風(fēng)電技術(shù)日趨成熟,成本越來越低,在國(guó)外已接近煤電成本。根據(jù)美國(guó)最新資料,2009年美國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)量 35159MW,其發(fā)電量占總發(fā)電量2.4%。當(dāng)年投入風(fēng)電投資210億美元,增加風(fēng)電容量9994MW,每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)平均規(guī)模約為90MW,造價(jià)每千瓦2000美元,平均單機(jī)容量為1.74MW,風(fēng)電成本已達(dá)到每千瓦時(shí)6美分,預(yù)計(jì)2030年風(fēng)電可達(dá)總電力供應(yīng)量的6.4%。
根據(jù)表4,我國(guó)風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)為0.55元,雖然比不上水電,但與煤電相比,價(jià)格尚嫌過高,但如果煤電要考慮建設(shè)煤礦、運(yùn)煤鐵路和公路,建設(shè)火電機(jī)組的脫硫脫硝裝置,實(shí)施碳排放稅,其電價(jià)甚至就可能會(huì)超過風(fēng)電電價(jià)。
另外,風(fēng)電建設(shè)周期短,整機(jī)及其配套零部件全系工廠化生產(chǎn),安裝調(diào)試單機(jī)僅需3個(gè)月,一座30MW的風(fēng)電場(chǎng)也只需17個(gè)月就可以建成。
中國(guó)首座風(fēng)電場(chǎng)是山東榮城風(fēng)電場(chǎng),1986年5月安裝3臺(tái)丹麥Vestas 55kW風(fēng)電機(jī),此后發(fā)展緩慢,1996年才達(dá)57.5MW,2000年風(fēng)電裝機(jī)才排名全球第9位。進(jìn)入新世紀(jì)以后并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)有較大發(fā)展,從2001-2009年,并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)數(shù)順次為25、32、40、43、59、68、158、199、423處,到2009年風(fēng)電裝機(jī)已排名世界第3位。概括說來,我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電發(fā)展大致可分為3個(gè)階段。
(1)初期示范階段(1986-1993年)
此階段主要是利用國(guó)外贈(zèng)款及貸款,建設(shè)小型示范風(fēng)電場(chǎng),政府的扶值主要是在資金方面,如投資風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目及風(fēng)力機(jī)的研制。認(rèn)識(shí)上囿于風(fēng)電只能小打小鬧,成不了氣候,同時(shí)入網(wǎng)也困難,進(jìn)展十分緩慢。
(2)產(chǎn)業(yè)化建立階段(1994-2003年)
1994年規(guī)定電網(wǎng)管理部門允許風(fēng)電場(chǎng)就近上網(wǎng),電價(jià)按發(fā)電成本加還本付息,合理利潤(rùn)的原則確定,高出電網(wǎng)平均電價(jià)部分,其差價(jià)采取均攤方式,由全網(wǎng)共同擔(dān)負(fù),電網(wǎng)公司統(tǒng)一收購(gòu)處理。投資者利益得到保障,貸款建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)開始發(fā)展。其后國(guó)家發(fā)改委又規(guī)定,銀行還款期限延長(zhǎng)到15年,增值稅減半為8.5%。但是隨著電力體制向競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)改革,風(fēng)電由于成本高,發(fā)展緩慢。
(3)規(guī)模化及國(guó)產(chǎn)化階段(2003年迄今)
為了大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)風(fēng)電,國(guó)家發(fā)改委從2003年起推行風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目,每年一期,通過招標(biāo)選擇投資商和開發(fā)商,目前已經(jīng)進(jìn)行了七期。通過特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)的實(shí)踐,可以看出這是國(guó)家發(fā)展風(fēng)電的重要舉措,它明確了風(fēng)電不參與電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),對(duì)規(guī)定的上網(wǎng)電量承諾固定電價(jià);電網(wǎng)公司投資建設(shè)連接風(fēng)電場(chǎng)的輸變電設(shè)施;降低上網(wǎng)電價(jià),打破電力部門辦電網(wǎng)的壟斷,吸引國(guó)內(nèi)外投資者,提出對(duì)機(jī)組國(guó)產(chǎn)化率的要求等。促進(jìn)了近幾年風(fēng)電的大發(fā)展,可見表6所示。
表6 2003-2009年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)增長(zhǎng)
各地為了貫徹胡錦濤總書記的科學(xué)發(fā)展觀,認(rèn)真落實(shí)溫家寶總理在哥本哈根會(huì)議作出的節(jié)能減排的許諾,紛紛發(fā)展風(fēng)電,特別是貧瘠的三北地帶,它也是一種扶貧的舉措,可以帶動(dòng)當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)。表 7列出了我國(guó)電裝機(jī)排名前8名省市。
表7 我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)排名前8名省市
根據(jù)國(guó)家《新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》,2020年我國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)容量將達(dá)1.5億kW,規(guī)劃中將打造7個(gè)千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地,其中甘肅酒泉規(guī)劃3565萬kW,新疆哈密2000萬kW,內(nèi)蒙古東部3000萬kW,江蘇1000萬kW包括近海700萬kW,吉林西部2300萬kW,主要在松原市和白城市。
在前幾期風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目中,有國(guó)產(chǎn)化率 70%的要求,迫使外商輸出技術(shù)或在中國(guó)合資和獨(dú)資建廠,圖謀在中國(guó)龐大的風(fēng)電市場(chǎng)中分得一杯羹。例如丹麥Vestas2006年在天津建有風(fēng)電機(jī)、機(jī)艙、葉片、機(jī)械廠和控制系統(tǒng)廠,后又在徐州和呼和浩特建廠。截止到2009年底,我國(guó)已累計(jì)安裝風(fēng)電機(jī)2043臺(tái),總?cè)萘窟_(dá)2106.6MW,擁有員工約3000人。西班牙Gamesa 2006年起在天津設(shè)廠,提供850kW中型風(fēng)力機(jī),截止到2008年底,在華裝機(jī)已超過500MW,2010年在白城建廠生產(chǎn) 2MW 機(jī)組。美國(guó) GE Wind2007年起沈陽工廠投產(chǎn),在中國(guó)市場(chǎng)主要銷售1.5MW機(jī)組,目前累計(jì)銷售895臺(tái),其中已運(yùn)行688臺(tái),2009年安裝53臺(tái),2010年將安裝154臺(tái)。印度Suzlon2006年起生產(chǎn)1.5MW風(fēng)力機(jī),從2007年到2008年末已在華安裝200臺(tái)機(jī)組。德Repower在華建立合資廠瑞能北方風(fēng)電公司可生產(chǎn)MM82型低溫型2MW機(jī)組,已在廣東陸豐甲湖安裝24臺(tái),山東東營(yíng)河口安裝25臺(tái),機(jī)組配有先進(jìn)的控制系統(tǒng),具有低壓穿越、無功補(bǔ)償?shù)裙δ?,平均可用率達(dá)98%。此前還為浙江運(yùn)達(dá)及金風(fēng)提供過 750kW 生產(chǎn)許可證,為東汽提供2MW生產(chǎn)許可證。另外西門子公司2009年在上海臨港建葉片和機(jī)艙廠,生產(chǎn)2.3MW和3.6MW葉片,生產(chǎn)能力年500MW。Nordex在銀川建1.5MW機(jī)組裝配廠,在東營(yíng)建立葉片廠。西班牙Acciona在南通建合資風(fēng)力機(jī)廠。上述廠商它們?cè)贛W級(jí)風(fēng)力機(jī),特別是海上風(fēng)力機(jī)擁有相當(dāng)實(shí)力。
近4年來,我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)進(jìn)程突飛猛進(jìn),表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì)。從表6能看出4年連續(xù)的裝機(jī)翻番,到2009年全國(guó)已擁有423座風(fēng)電場(chǎng),單臺(tái)風(fēng)機(jī)平均容量已從 2001年的 681kW,躍升到 2009年的1360kW,而歐洲為2000~3000kW,美國(guó)為1740kW,全球平均為 1599kW。眾所周知,隨著單臺(tái)容量的提高,風(fēng)電場(chǎng)投資可大幅度下降,風(fēng)電成本也隨之下降。截止到2009年底我國(guó)已安裝風(fēng)電機(jī)2581萬kW,并網(wǎng)風(fēng)電達(dá)2268萬kW,累計(jì)發(fā)電量516億kW·h,規(guī)劃要求到2015達(dá)到9000萬kW,2020年達(dá)到1.5億kW。表8列出到2009年底我國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)分配表,可充分說明我國(guó)風(fēng)電行業(yè)已達(dá)到相當(dāng)水平。
目前我國(guó)已有風(fēng)電整機(jī)廠82家,國(guó)內(nèi)企業(yè)大致可以分為三個(gè)梯隊(duì),第一梯隊(duì)為華銳、金風(fēng)、東汽三家已占國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 55.5%;第二梯隊(duì)為明陽、國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力、運(yùn)達(dá)、上海電氣、常州新譽(yù)、湘電、南車時(shí)代、北重等企業(yè);第三梯隊(duì)則為其余的整機(jī)廠;第二、三梯隊(duì)只能占到我國(guó)市場(chǎng)的 14.7%,當(dāng)然在市場(chǎng)劇烈競(jìng)爭(zhēng)中還能涌現(xiàn)后起之秀。但是有關(guān)當(dāng)局認(rèn)為:隨著我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,風(fēng)電制造業(yè)的生產(chǎn)能力急速擴(kuò)張,大批兆瓦級(jí)新型機(jī)組產(chǎn)品匆忙投入規(guī)?;a(chǎn)和野外運(yùn)行,隨之而來的是產(chǎn)品質(zhì)量問題越來越突出,風(fēng)電機(jī)組可利用率達(dá)不到95%的要求,加大了風(fēng)電項(xiàng)目的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)家能源局將準(zhǔn)備提出《行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)》要求準(zhǔn)入企業(yè)能生產(chǎn)大于等于 2.5MW 整機(jī),生產(chǎn)能力年達(dá)100萬kW以上,改擴(kuò)建不小于50萬kW,并且要求有5年以上的從業(yè)經(jīng)歷。這些條款可能會(huì)抑制住風(fēng)電制造廠的盲目發(fā)展。下面介紹國(guó)內(nèi)風(fēng)電巨頭。
表8 2009年止我國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)分配表
華銳風(fēng)電科技集團(tuán)股份有限公司,2006年從大連重工脫穎而出,其技術(shù)最初來自?shī)W地利 Windtec和Fuhrlander,現(xiàn)已有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán) 1.5MW、3MW雙饋式變槳變速型風(fēng)力機(jī)。擁有大連、鹽城、包頭、酒泉四個(gè)基地,職工2000人,2009年?duì)I業(yè)額超過130億元。其中產(chǎn)品通過德國(guó)勞埃德船級(jí)社認(rèn)證,截止 2009年運(yùn)行風(fēng)機(jī)2000臺(tái),可利用率達(dá)96%。2010年1月成立海上風(fēng)電技術(shù)裝備研發(fā)中心,其 3MW海上風(fēng)電機(jī)34臺(tái),已安裝在上海東海大橋,2010年6月8日已并網(wǎng)運(yùn)行。2009年曾出口印度10臺(tái)1.5MW風(fēng)力機(jī)。
新疆金風(fēng)科技股份有限公司1998年成立,是風(fēng)電行業(yè)的元老,它已收購(gòu)德國(guó)Vensys公司,2009年?duì)I業(yè)額107億元,利潤(rùn)達(dá)20億元,擁有北京亦莊、烏魯木齊、包頭、酒泉、西安、大豐、德國(guó) Neunkirchen七個(gè)制造基地。職員2527人,擁有制造、投資、服務(wù)、零部件公司。2009年生產(chǎn)1.5MW機(jī)組1391臺(tái),750kW機(jī)組782臺(tái)。截止到2009年9月30日完成安裝4691臺(tái)。2009年曾出口美國(guó)3臺(tái)1.5MW風(fēng)力機(jī)。
東方汽輪機(jī)廠1974年投產(chǎn),主要生產(chǎn)電站用汽輪機(jī),2004年引進(jìn)德國(guó)Repower技術(shù)生產(chǎn)1.5MW、2.5MW、1.0MW風(fēng)電機(jī),其配套件國(guó)產(chǎn)化率達(dá)80%。擁有德陽和天津兩個(gè)生產(chǎn)基地。2009年1月至9月共生產(chǎn)風(fēng)力機(jī)150.15萬kW,截止2009年共生產(chǎn)風(fēng)電機(jī)438.7萬kW。
目前我國(guó)安裝的基本都是水平軸風(fēng)力機(jī),主要有定槳距失速型和變速變槳距型。對(duì)變速變槳距型發(fā)電機(jī)組,從風(fēng)輪到發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式可分為3種:第一種是通過多級(jí)增速箱驅(qū)動(dòng)雙饋異步發(fā)電機(jī),簡(jiǎn)稱雙饋式。第二種是風(fēng)輪直接驅(qū)動(dòng)多極同步發(fā)電機(jī),簡(jiǎn)稱為直驅(qū)式(或無齒輪箱式)。直驅(qū)式發(fā)電機(jī)具有傳動(dòng)鏈能量損失小,維護(hù)費(fèi)用低,可靠性高等優(yōu)點(diǎn),在市場(chǎng)上正在占有越來越大的份額。第三種是單級(jí)增速裝置加多極同步發(fā)電機(jī)技術(shù),簡(jiǎn)稱混合式,混合式設(shè)計(jì)旨在融合雙饋式和直驅(qū)式機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)而避免其缺點(diǎn)。
一般風(fēng)力機(jī)具有機(jī)械、液壓、控制、電氣、偏航及制動(dòng)六大系統(tǒng)。其部件則有葉片、輪轂 、風(fēng)輪、塔架、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、機(jī)艙底座等。我國(guó)制造的“軟肋”主要在主軸承、控制系統(tǒng)、變流器3個(gè)方面。對(duì)我國(guó)氣候特征,應(yīng)考慮耐低溫、耐沙塵暴、耐颶風(fēng)、耐鹽霧、耐雷暴、高原等特殊要求。
目前業(yè)界意見對(duì)風(fēng)電發(fā)展亟需解決的問題是并網(wǎng)、儲(chǔ)能和有序發(fā)展三個(gè)主要問題。
(1)國(guó)內(nèi)外進(jìn)行的一些研究表明,當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落到一定數(shù)值時(shí),如果不采取任何技術(shù)措施,雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)就將會(huì)被電網(wǎng)切除。這種情況在風(fēng)電比例不高的電力系統(tǒng)中是可以接受的,但對(duì)主要風(fēng)電機(jī)組組成的電力系統(tǒng)就會(huì)造成電網(wǎng)電壓和頻率崩潰,給工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失。直驅(qū)多極同步發(fā)電機(jī)發(fā)電后,通過交-直-交變換后并入電網(wǎng),已被證實(shí)在低電壓運(yùn)行特性方面擁有出色的性能。電網(wǎng)公司已對(duì)并網(wǎng)付出了很大努力,2009年全國(guó)總安裝容量為2581萬kW,而并網(wǎng)風(fēng)力機(jī)達(dá)2268萬kW,并網(wǎng)率達(dá)88%。然而電網(wǎng)公司對(duì)強(qiáng)大電風(fēng)基地和當(dāng)?shù)厝鮿?shì)電網(wǎng)感到非常棘手。
(2)風(fēng)電具有的隨機(jī)性、間歇性和不可持續(xù)性,曾一度被電力界稱為“垃圾電”,歐洲有關(guān)人士曾說過,風(fēng)電總量不可能超過電網(wǎng)總量的22%,否則對(duì)整個(gè)電能質(zhì)量有較大影響。然而目前丹麥風(fēng)電量已占全國(guó)電量的22%仍然安全運(yùn)行。原因是丹麥屬于北歐電網(wǎng)一部分,當(dāng)風(fēng)電富余時(shí),挪威的抽水蓄能電站就可將風(fēng)電儲(chǔ)存起來。但是目前國(guó)內(nèi)籌建的酒泉、哈密、蒙東、蒙西、河北、江蘇和吉西7個(gè)千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地,如何送出是一個(gè)大問題,鑒于后5個(gè)基地附近都有大電網(wǎng)可以消納,只有酒泉及哈密如何消納風(fēng)電,是值得關(guān)注的問題,其附近屬缺水地區(qū),沒有條件建設(shè)抽水蓄能電站。因此有人曾提出在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)高耗能產(chǎn)業(yè),或者建立火電群,將火電與風(fēng)電打捆后送出。在美國(guó)發(fā)展出一種插電式電動(dòng)車分布式儲(chǔ)能裝置在夜間充電,與風(fēng)電高度發(fā)電時(shí)段正好吻合。但筆者認(rèn)為這還是一種小容量的儲(chǔ)能裝置,對(duì)千萬千瓦級(jí)風(fēng)電群起不了多大作用。
(3)風(fēng)電有序發(fā)展問題。目前有輿論聲稱我國(guó)風(fēng)電發(fā)展有些發(fā)瘋了。其實(shí)風(fēng)電對(duì)我國(guó)還是很需要的,但是風(fēng)電制造業(yè)確實(shí)有些過多,有些盲目發(fā)展。有些不具資質(zhì)的企業(yè),投入巨額的投資,一旦將來攬不到業(yè)務(wù)而破產(chǎn),對(duì)整個(gè)國(guó)家來講也是一個(gè)巨大的損失。目前國(guó)家能源局?jǐn)M頒發(fā)的《風(fēng)電制造業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)》將會(huì)對(duì)此現(xiàn)象起到很大的遏制作用。