隨著世界各國對環(huán)境問題認識的不斷深入，可再生能源綜合利用的技術也在不斷發(fā)展。在各國政府制訂的相應政策支持和推動下，風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)也在高速發(fā)展。中國的風電產(chǎn)業(yè)更是突飛猛進：2009年當年的裝機容量已超過歐洲各國，名列世界第二。預計2010年將新增1500～1800萬kW，超越美國，成為世界第一。

一、世界風電市場現(xiàn)狀

1.市場

圖1 世界風電裝機容量(單位MW)

21世紀以來，世界風電市場持續(xù)增長。根據(jù)世界風能協(xié)會的《2009年世界風能報告》，至2009年底，世界累計裝機容量已突破1.59億kW，當年新增裝機容量3831萬kW，比2008增長了31.7%。在2009年，全球已有82個國家對風力發(fā)電進行了商業(yè)化運行。

圖2 世界風電裝機容量增長率

按國別統(tǒng)計，至2009年底，美國已累計裝機3516萬kW位居榜首，占世界總裝機容量的22.1%。中國的裝機容量達到2601萬kW，占世界總裝機容量的16.3%，并以微弱優(yōu)勢首次超越德國，名列第二。德國以2578萬kW裝機容量降至第三位，占世界總裝機容量的16.2%。西班牙和印度分列第四位和第五位。第六至第十的位置都被歐洲國家占據(jù)。

圖3 2009年世界新裝機容量前五國

按2009年當年的新增容量統(tǒng)計，全年新增發(fā)電裝機超過3800萬kW，比2008年凈增1100萬kW，累計裝機容量突破1.58億kW，同比增長超過31%。

按國別排序，中國新增裝機容量1300萬kW，占世界新增裝機容量的36%，居世界首位。美國新增裝機容量992萬kW，占世界新增裝機容量的25.9%，位居次席。西班牙新增裝機容量246萬kW，占世界新增裝機容量的6.4%，名列第三。德國和印度安裝了192萬kW和127萬kW，居世界第四和第五位。歐盟實現(xiàn)裝機容量1056萬kW，同比增長17%。

圖4 2009年世界各國新裝機容量占有率

2.技術路線

(1)風電機機型及容量的發(fā)展

隨著科學技術的不斷發(fā)展，風電機單機容量快速增長。從20世紀80年代中期的55kW容量等級的風電機投入商業(yè)化運行開始，至1990年達到250kW，1997年突破1MW，1999年即達到2MW。

進入21世紀，為了降低發(fā)電成本和擴大可開發(fā)風資源利用率，風機機型向大型化發(fā)展。2004年德國Repower即研制出第一臺5MW風電機，Enercon最近開發(fā)出第二代直驅(qū)式6MW風電機。美國Clipper公司計劃先后開發(fā)7.5MW機組和10MW機組。美國超導公司則得到美國能源部的支持，計劃采用超導發(fā)電機，制造10MW機組。

從市場來看，2008年全球新增風電機的平均功率已達到了1.56MW，比2007年增長了66kW。1.5MW～2MW的機型占世界機組容量的比例，從2007年的63.7%飛速上升到80.4%。大于2.5MW的機組中，以Vestas公司的3MW和西門子公司的3.6MW為主。

(2)技術突破

隨著單機容量的增長，風電機組技術也不斷發(fā)展：風力發(fā)電機從失速控制到變槳調(diào)節(jié)控制，發(fā)電機從定速運行到變速恒頻，驅(qū)動鏈從齒輪箱傳動到直驅(qū)和混合驅(qū)動傳動。

目前，世界各國的風電設備制造業(yè)正在積極研發(fā)更大容量、更加可靠、更具智能性的新一代風電機組。通過完善系統(tǒng)設計、采用更高強度材料、先進的監(jiān)測控制系統(tǒng)及更智能的并網(wǎng)技術，從而提高發(fā)電效率、可靠性、安全性。

3.海上風電

根據(jù)世界風能協(xié)會的統(tǒng)計，到2009年底，世界海上風電的總裝機容量累計到達了195.59萬kW，僅占世界風電總裝機容量的1.2%，比2008年增長了30.5%。

按地理位置統(tǒng)計，海上風電的分布極不平均，幾乎主要的海上風電場都集中在歐洲。到2009年底，全球共有12個國家安裝了海上風力發(fā)電機組，除了中國和日本按總裝機容量排在第9位和第12位，其余都是歐洲國家。

二、中國風電現(xiàn)狀及問題

1、市場

自2005年《可再生能源法》頒布后，并在其他激勵政策的支持下，我國的風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。到2009年底，我國的累計裝機容量達到2601萬kW，居世界第二。在2009年，中國新增裝機容量1300萬kW，占世界新增裝機容量的36%，居世界首位。這也是中國自2005年以來，裝機容量連續(xù)4年實現(xiàn)翻番。同時，風電也開始超過水電，成為中國第二大新增能源。預計2010年我國累計裝機容量有望突破4000萬kW。

表1 2009年世界各國海上風電裝機容量排名

2、技術路線

(1)風機機型、容量的發(fā)展

根據(jù)中國風能協(xié)會的統(tǒng)計，2005年新裝1MW以上風電機組僅占當年新增裝機容量的21.5%。隨著國內(nèi)更多企業(yè)進入風電制造業(yè)，產(chǎn)量飛速提高，2007年新裝MV風電機組已占當年新增裝機容量的51%，2008為72.8%，至2009年已達到86.86%。這一系列數(shù)據(jù)，說明了MW級風電機組已成為我國風電市場的主流產(chǎn)品。

（2）技術突破

中國的風電制造企業(yè)，大體上都通過“引進技術—消化吸收—自主創(chuàng)新”的三步策略來發(fā)展壯大。隨著MW級風機成為我國風電市場的主流產(chǎn)品，各大主要風電制造企業(yè)也從開始的購買生產(chǎn)許可證，轉變?yōu)槁?lián)合設計及自主研發(fā)的階段。

2008年12 月，國內(nèi)首臺3MW雙饋異步海上風電機組在華銳下線。

2010年7 月，國內(nèi)首臺3.6MW雙饋異步海上風力發(fā)電機組在上海電氣下線。

2010年10月13 日，華銳風電宣布國內(nèi)首臺5MW海上風力發(fā)電機組已于10月12日正式下線。

2010年10月21 日，國內(nèi)首臺5MW永磁直驅(qū)海上風力發(fā)電機組在湘電集團下線。

這一系列紀錄的突破，說明了我國企業(yè)已初步具備MW級風機的自主研發(fā)能力，并已取得了一定成果。

圖5 中國風電發(fā)展狀況

3、裝備制造業(yè)現(xiàn)狀

目前國內(nèi)生產(chǎn)風電整機的企業(yè)已達80 家，按生產(chǎn)能力和市場份額來分，大致可分為三個梯隊。第一梯隊包括華銳、金風、東汽三家，在2009年的產(chǎn)量都超過了2000MW。第二梯隊包括年產(chǎn)量為500MW左右的10家企業(yè)。第三梯隊則是尚處于小批量生產(chǎn)階段的其他企業(yè)。

圖6 2009年我國新增風電裝機排名前10家企業(yè)市場份額（單位：MW）

圖7 2009年我國新增風電裝機排名前20家整機制造企業(yè)產(chǎn)量對比

4、中國特色的市場開拓

在目前的中國風電市場，能否獲得訂單已不僅僅是由資金、價格、質(zhì)量、服務等因素所決定的，很大程度上取決于整機制造企業(yè)的經(jīng)營策略和商業(yè)模式。

優(yōu)勢企業(yè)通過在風資源豐富區(qū)域建立生產(chǎn)基地，與地方資源捆綁的方式獲取訂單，并降低運輸成本。這種經(jīng)營模式不僅幫助優(yōu)勢企業(yè)在近期的風電海上、陸上特許權招標獲得了巨額訂單，同時也在近2年獲得了大量的地方項目訂單。

2010年10 月的海上特許權項目共100萬kW，分別為江蘇鹽城2個30萬、大豐20萬、東臺20萬，最后中標的分別為華銳（鹽城基地）、金風（大豐基地）、上海電氣（東臺基地）。2010年陸上特許權項目共330萬kW，其中新疆哈密9個項目，180萬kW。新疆的風電項目一向只由金風獨占，但由于華銳的哈密基地在2010年10月16日開工，最終結果是華銳與金風平分秋色。

另一種新的銷售模式是制造企業(yè)通過工程總承包（EPC）直接建設風電場，并統(tǒng)一采購自己的整機設備，從而開拓市場份額。金風已于2007年注冊成立了投資公司，進行了嘗試。

三、海上風電的開拓

1、海上風電市場

中國海上風資源豐富，在國家發(fā)改委2005年的《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄》中，近海風電技術的研發(fā)被優(yōu)先支持。在國家一系列的政策驅(qū)動下，沿海各省也都相繼出臺了海上風電規(guī)劃。

表2 沿海各省海上風電規(guī)劃

2009年3 月，在上海東海大橋海上風電場首臺由華銳研制的3MW機組吊裝成功，標志著中國的海上風電開發(fā)正式拉開序幕。2010年，全部34臺3MW機組已并網(wǎng)發(fā)電。同時，這個風電示范項目也是除歐洲以外，世界范圍內(nèi)建立起的第一個大規(guī)模海上風電場。

2010年10 月，中國首輪100萬kW4個項目海上風電特許權項目中標結果公布，這4個項目分別是江蘇濱海30萬kW、江蘇射陽30萬kW、江蘇大豐20萬kW、江蘇東臺20萬kW。

2、技術路線

中國的海上風電雖然有了一定發(fā)展，但從技術上看，仍處于追趕歐洲的狀態(tài)。從整體來說，中國的海上風電發(fā)展尚處于起步階段。

為搶占海上風電的先機，各大制造企業(yè)紛紛引進或開發(fā)大型的海上風機。在首輪海上風電特許權項目中標的機型分別為華銳3MW雙饋機型、金風的2.5MW直驅(qū)機型、上海電氣的3.6MW雙饋機型。

另外，華銳引進了奧地利Wintec公司的5MW技術，并于2010年10月完成樣機制造；東汽、金風、湘電也分別引進Wintec、Vensys、Darwind公司的成熟技術，計劃2011～2012年完成樣機。

3、存在瓶頸

根據(jù)世界風電的發(fā)展及我國海上風電的情況，規(guī)?；l(fā)展已成為趨勢。但是由于缺乏海上風電資源的系統(tǒng)化評估和分析，各省市在海上風電的規(guī)劃上仍處于估算的階段，有待進一步研究。

盡管中國已掌握大量陸上風電開發(fā)經(jīng)驗，但是海上風電才剛剛取得零的突破。因此，海上風電主機設計、控制策略、系統(tǒng)集成、防腐技術、遠程監(jiān)控、接入技術、基礎設計、海底樁基、海上吊裝、海上運輸、運營維護等方面都不成熟。

一旦在上述問題取得突破，中國的海上風電必將勢如破竹，進入大發(fā)展階段。

四、風電發(fā)展存在的問題

1、風電機組的核心設計技術

2009年中國向國外購買的風電技術專利、生產(chǎn)許可、技術咨詢服務等費用總計4.5億美元。盡管已有國內(nèi)幾個主要的設備制造企業(yè)初步具備了聯(lián)合設計及自主研發(fā)的能力，但設計應用軟件，包括數(shù)據(jù)庫和源代碼都是購買國外產(chǎn)品。因此，符合中國風況的設計應用軟件、數(shù)據(jù)庫、源代碼及整個設計體系亟待建立。

2、風電機組的核心制造技術

盡管中國已成為風機制造大國，但只是數(shù)量上的概念。風電機組的核心制造技術依舊沒有完全掌握，依賴進口，如控制系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)等。一些關鍵部件，如軸承、齒輪箱、葉片等，盡管國內(nèi)已可以制造，但由于材料、熱加工等工藝技術沒有達到國外先進的水平，質(zhì)量、使用壽命及可靠性仍需進一步提高。

3、標準規(guī)范體系的建立

目前國內(nèi)的風電制造行業(yè)中，對于整機設計及部件的檢測技術、檢測手段等，主要采用歐洲的標準。由于歐洲的環(huán)境條件與中國的差異較大，因此亟待建立符合中國國情的標準規(guī)范體系。另外，國內(nèi)的認證機構也需進一步建立、健全和壯大，深入研究從風機整機設計，到變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、變流器、制動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等部套系統(tǒng)功能的檢測技術及標準。

4、電網(wǎng)瓶頸

由于中國風電場主要集中在西北、華北、東北，而這些地區(qū)的電網(wǎng)消納能力有限。作為一種間歇性電源，在電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力較弱的地區(qū)，只有通過向能源消納中心地區(qū)輸電，才能解決并網(wǎng)困難的問題。

目前國內(nèi)的電網(wǎng)建設已落后于風電的建設速度，電力機制陳舊，市場和行政的調(diào)節(jié)手段尚不成熟。由于并網(wǎng)難的問題涉及到電網(wǎng)公司、能源開發(fā)商、設備制造企業(yè)等不同行業(yè)、地區(qū)的利益，因此，風電場與電網(wǎng)之間的關系亟須國家層面的行業(yè)標準或國家標準予以規(guī)范。

五、國內(nèi)外風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

1、國外風電發(fā)展趨勢

2008年國際金融危機以來，世界各國都把發(fā)展可再生能源作為一個主要的經(jīng)濟增長點?；?009年世界風電快速發(fā)展的狀況，世界各國的風電行業(yè)普遍都調(diào)高了風電發(fā)展預期。2020年全球風電裝機容量預計將達到6億kW。

目前世界整機技術路線以變槳變速的雙饋異步發(fā)電型、低速永磁同步發(fā)電型為主。風電產(chǎn)業(yè)的國際化、一體化、單機容量的大型化，要求風電機組向結構簡單化，體積小型化的方向發(fā)展。由于永磁直驅(qū)風力發(fā)電機組轉換效率高、變速范圍大，因減少了齒輪箱，易于運輸、安裝、維護，更減少了故障率，尤其適合海上和低風速風區(qū)，因此是未來風電發(fā)展的重點。

2、中國風電發(fā)展趨勢

（1）市場發(fā)展趨勢

估計2020年中國風電裝機容量可達1.8～2億kW。預計我國在十二五期間的年新增裝機將容量達到1500～1800萬kW。到2015年，中國預測將超過美國成為世界第一風電大國。

我國政府在2009年承諾，爭取到2020年非化石能源占一次能源消費比重達到15%左右。要完成這一減排目標，風電的需求巨大，包括七個千萬kW級的風電基地規(guī)劃，正在申請的山東、黑龍江的多個千萬kW級風電基地規(guī)劃，針對對不同地形中小風場以及對低風速風資源的開發(fā)。

其中，海上風電的開發(fā)將加快推動整個風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并決定了我國未來幾年中風場建設的速度。根據(jù)沿海各省的規(guī)劃，預計到2020年我國的海上風電裝機容量可達3280萬kW。

由于陸上優(yōu)質(zhì)的前三類風資源已基本被各大電力集團圈占殆盡，而我國低風速風區(qū)占到全部風能資源的50%左右，風速較低的第四類風資源距離電力消納地區(qū)更近。因此市場需要低風速狀態(tài)下的風電發(fā)電機組，這就需要在原有技術的基礎上，提高發(fā)電效率、優(yōu)化機組及工程設計的綜合優(yōu)化技術。

（2）風電整機行業(yè)發(fā)展趨勢

目前三個梯隊80 多家風電整機制造企業(yè)從2010年開始激烈競爭，并初步進入第一輪的 “洗牌”階段，即第一梯隊的標桿企業(yè)通過價格優(yōu)勢、規(guī)模效應、技術路線等各種因素對其他企業(yè)的市場份額進行壓縮。價格競爭將進一步白熱化，目前風電的發(fā)電價格已接近火電。預計今后幾年，風電整機制造企業(yè)將從現(xiàn)有的80多家下降到50多家。第二輪的競爭將在十二五中出現(xiàn)，預計將把整機制造企業(yè)的數(shù)量下降到30家左右。

（3）技術發(fā)展趨勢

在技術路線上，將朝著大容量、低風速、高效率的機型發(fā)展；在機型上，雙饋式機組向緊湊型輕量化發(fā)展，直驅(qū)式一體化向高速電機發(fā)展；控制系統(tǒng)向智能一體化發(fā)展；在制造技術上，主要在主軸承、控制系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)上，對基礎元器件和材料進行突破，最終完全替代進口；在設計技術上，形成具有完全知識產(chǎn)權的整機設計軟件，包括數(shù)據(jù)庫、機型庫及源代碼；在風場建設上，將建立一套完整的風資源和發(fā)電效率預測評估體系。

六、風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

1、加大研發(fā)投入，建立中國特色的公共設計平臺

由于我國的風電技術處于追趕國際領先水平的態(tài)勢，決定了我國必須在核心技術上投入更多的研發(fā)力量，在資金和人力的政策和手段上給予支持和保證，建立、開發(fā)整機和核心部件的公共設計平臺、檢測系統(tǒng)和公共檢測平臺，使我國從風電設備的生產(chǎn)國，轉變?yōu)轱L電產(chǎn)業(yè)技術的輸出國，塑造真正意義上的風電產(chǎn)業(yè)大國。

2、突破并網(wǎng)的瓶頸

通過規(guī)范標準，引入市場調(diào)整機制，從體制上解決風電上網(wǎng)難的問題。同時，加大智能電網(wǎng)的建設，支持儲能、功率預測、系統(tǒng)調(diào)度等技術開發(fā)，從技術上突破并網(wǎng)的瓶頸。

3、市場開發(fā)模式的多元化和多層次的綜合開拓

風電制造企業(yè)的市場開發(fā)模式需要不斷創(chuàng)新，原來單一的低價投標的策略已不能在激烈的競爭中勝出。多元化和多層次的綜合開拓包括：聯(lián)合當?shù)卣烷_發(fā)商在風資源豐富的地區(qū)建廠來獲取資源，以及通過工程總承包（EPC）開發(fā)風電場等新的方式來開拓市場。

4、標準規(guī)范體系的建立

目前整機的設計主要采用歐洲標準，不適應中國環(huán)境條件。因此，通過建立適合我國風資源特點的整機系統(tǒng)標準，才能提高我國風電設備制造行業(yè)的整體核心競爭力，在更高層次的國際競爭中擁有話語權。一旦大量進入國際市場，如果沒有自己的標準，必然被競爭對手通過標準封殺。標準競爭日益成為市場競爭的一個新特征，應當上升為企業(yè)的一項基本戰(zhàn)略，是企業(yè)核心競爭力的重要組成部分。同時逐步向風機系統(tǒng)的通用化系列發(fā)展，最大限度地開發(fā)和利用有限資源。

5、可再生能源配套政策的支持

盡管國家頒布了《可再生能源法》，但操作性較弱。因此需進一步建立和完善配套實施細則、專項資金制度等。例如，補充對電網(wǎng)企業(yè)的配額規(guī)定，從而確?？稍偕茉窗l(fā)電量的份額。同時出臺配套激勵政策，協(xié)調(diào)和保護各方利益。