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我国海上风电发展的几点思考
作者:管理员    发布于:2020-07-13 15:22   文字:【】【】【
  “十三五”以来,我国海优势电快速展开,截至2019年末,累计并网容量593万千瓦,提早一年完结规划方针,成为仅次于英国和德国的世界第三大海优势电国家。“十四五”是完结2030年非化石动力占一次动力消费比重20%方针的关键期,在此期间我国海优势电仍将继续坚持快速展开,成为新动力发电新的增长极。海优势电装机规划不断进步的一起,还面对着诸多挑战。
  海优势电展开面对的首要问题
  去补助、进步设备可靠性以及进步配备国产化水平是未来我国海优势电展开面对的首要问题。
  海优势电现在造价偏高,在补助退出的情况下,大规划展开经济性危险较大。2014年,《关于海优势电上网电价方针的告诉》(发改价格〔2014〕1216号)初次明确了海优势电0.85元/千瓦时的上网电价,在固定上网电价方针的支撑下,我国海优势电快速展开;2019年5月,《关于完善风电上网电价方针的告诉》(发改价格〔2019〕882号)提出将海优势电标杆上网电价改为指导价,新核准的海优势电项目悉数通过竞争办法确认上网电价,且不得高于指导价,补助退坡加快;2020年2月,《关于促进非水可再生动力发电健康展开的若干定见》(财建〔2020〕4号)提出新增海优势电不再归入中心财政补助规划。依据彭博新动力财经统计,2019年我国海优势电项目平均度电本钱约为0.079~0.118美元/千瓦时,折合人民币约0.521~0.779元/千瓦时,平均度电本钱0.093美元/千瓦时,折合人民币约0.614元/千瓦时,全体离平价上网还有较大差距。海优势电是资金、技能密集型的长周期工业,坚持方针稳定和收益预期是促进海优势电持续展开的关键,在造价偏高的初期,若没有补助支撑,大规划展开将面对较大的经济性危险。
  我国海优势电商业运营时刻较短,还需时刻检验。与陆优势电比较,海优势电运转环境更加恶劣,并且面对飓风、腐蚀等新问题。上个世纪90年代,欧洲现已开端了海优势电的研究和实践。1991年,丹麦建成全球首个海优势电项目,共装置11飓风电机组,单机容量450千瓦。英国第一座海优势电场于2000年并网,近期行将退役。欧洲海优势电阅历了一轮规划周期的实践,在配备制作、建造施工、运转保护乃至退役撤除方面积累了丰厚的经验,支撑了近几年海优势电的大规划展开。我国海优势电起步较晚,2010年首个海优势电项目上海东大桥海优势电开工建造,2014年悉数竣工投产,我国并网投入且商业化运营的海优势电场多在2015年以后,在运营初期,质量问题频频产生。近两年,新型大容量机组密集投运,可靠性仍需时刻检验,若大规划快速展开产生质量问题,运维本钱昂扬,将构成较大丢失。
  关键设备依靠进口,国产化率较低成为制约我国海优势电展开的重要因素。2005年,《关于风电建造管理有关要求的告诉》(发改动力〔2005〕1204号)曾规则:风电设备国产化率要到达70%以上,不满意设备国产化率要求的风电场不允许建造。该方针大大促进了我国风电工业链的展开,陆优势电全体国产化率到达95%。依据相关法规要求,2009年《关于取消风电工程项目收购设备国产化率要求的告诉》(发改动力〔2009〕2991号)取消了风电设备国产化率70%以上的束缚,外资企业和进口设备不断进入我国风电商场。与陆优势电比较,我国海优势电部分设备和大部件仍依靠进口,如国产大兆瓦风机中的关键部件主轴承大多采用国外企业产品,进口一飓风电主轴承设备大约需求4000万元左右,本钱昂扬。现在我国也在赶紧海优势电关键技能研发,核心使命是进步海优势电机组的可靠性,完结平均毛病间隔时刻由1000小时进步至3500小时;进步关键零部件的国产化率到达95%。
海上风电
  “十四五”我国海优势电展开的几点考虑
  展开海优势电勘测与资源再评价,充分发挥政府在海优势电开发方面的基础性作用。
  我国海优势电资源丈量的全面性和精密度还难以支撑国家层面的开发布局以及工业指导。微观层面首要基于中国气象局国家气候中心通过卫星以及丈量船展开,其间风能资源已完结离岸一百公里内数据采集,空间分辨率为3公里。微观层面首要由开发商展开,依据《海优势电场风能资源丈量及海洋水文观测标准》(NB/T31029-2012)要求,风电场规划内至少有1座测风塔,高度不低于100米,潮间带及潮下带滩涂风电场测风塔的控制半径不超过5公里,其他海优势电场不超过10公里。为节省本钱,现在实践测风塔高度达不到100米,通过风廓线模型推导不同层高的风速。除风资源丈量外,海优势电资源评价包含海洋水文丈量和海洋地质勘测等,需求对飓风、波浪、海冰、海雾、海温以及海底地质结构进行全面的勘测。我国现在首要针对近海海域的风电资源评价,50公里以外海域数据还不全面,难认为中远期规划供给数据支撑。
  与陆优势电比较,海优势电开发触及的管理部分更多,程序更为复杂,本钱也更高。政府在部分和谐、资源整合方面具有天然优势,宜牵头做好海优势电勘测和评价的基础性工作,并揭露相关数据,为海优势电科学规划供给支撑,为项目环评、论证、决策等前期工作供给依据,完结精准出资和高效开发。欧洲各国政府在海优势电资源勘测和评价方面发挥了重要作用,德国规则2021年开端并网的海优势电项目,由德国联邦海事和水文局完结前期选址和勘测等工作,开发商无需办理冗杂的行政批阅手续。丹麦政府牵头负责环评、海洋勘测等首要前期工作,海上升压站建造和海底电缆敷设等并网工程则由电网公司承当。英国海优势电的勘测和微观选址首要由开发商主导,但商业、动力和工业战略部(BEIS)负责编制英国海上动力战略环境评价报告,为规划或海床租赁供给决策依据。我国海优势电规划以省为单位展开,政府在资源勘测、环境评价以及数据揭露等方面还需求进步服务水平。
  科学合理的开发规划是促进海优势电工业健康有序展开的基础。
  跟着全球动力转型速度的加快以及新动力本钱的下降,海优势资源丰厚的国家纷繁推出了海优势电的规划。英国提出,2030年前海优势电累计装机到达3000万千瓦,为全国供给30%以上的电力。德国计划到2030年,将海优势电装机进步至1500万千瓦,满意全国约13%的电力需求。我国没有出台海优势电专项规划。国家动力局发布《风电展开“十三五”规划》,指出要积极稳妥推进海优势电建造,到2020年并网装机到达500万千瓦,在建规划到达1000万千瓦,要点推进江苏、浙江、福建、广东等省的海优势电建造,到2020年开工建造规划均到达百万千瓦以上。国家层面不再出台海优势电专项规划,这意味着各省市在国家总体框架下,需依据本身资源条件展开省级海优势电展开规划,现在仅广东等个别省份出台了专项规划。
  资源条件、配备产能、施工吊装才能、消纳才能是“十四五”海优势电规划布局的硬束缚。资源条件方面,我国5~55米水深、70米高度海优势电开发潜力约5亿千瓦,5~25米水深海优势电开发潜力约1.9亿千瓦。受到海洋军事、航线、港口、养殖等海洋功能区规划的束缚以及各种海洋自然保护区等划定的生态红线区束缚,实践可开发量将远小于理论开发量。现在我国潮间带和近海区域内的海优势电开发技能较为成熟,本钱较低,该部分资源宜优先开发,依据经济性和技能成熟度可探索开发深远海风电。供给链产能方面,现在我国大容量机组叶片产能还难以满意当时的“抢装潮”需求,巴沙木等叶片关键原材料进口价格上涨,大容量风电机组主轴承简直悉数依靠进口,供给才能受制于外资企业。施工与吊装才能方面,依据统计,全国可供使用的海优势电装置船舶25艘左右,受施工窗口期以及施工效率的影响,每艘作业船舶每年只能完结40台左右风机的吊装,吊装容量才能约400~500万千瓦左右。消纳才能方面,现在海优势电装机容量依然较小,且散布在负荷密度较高的滨海区域,不存在消纳问题。跟着海优势电装机规划的不断进步,本地燃煤机组的加快退役,应叠加本区域陆优势电和光伏发电运转情况,对未来新动力发电的全体消纳才能进行测算,避免无序展开带来大规划弃电危险。
  合理对标国外风电机组容量,挑选与我国风资源相适应的大容量机组。
  大容量机组可以进步发电量,减少单位功率出资,下降运维本钱,是下降海优势电项目度电本钱的重要路径。在特定风速概率散布曲线下,进步叶片扫风面积可进步机组发电功率,欧洲海域年平均风速较高且常年坚持稳定,在技能可完结的条件下不断增加风轮直径以进步机组额定功率,且仍能坚持容量使用系数根本不变。欧洲多履行按机位核准,对总容量没有太多束缚,进步单个机位投入产出比是开发商的首要方针。2019年,欧洲共计502飓风机并入电网,平均单机功率到达7.8兆瓦。现在,10兆瓦及以优势机成为各大风机制作商的战略机型,西门子歌美飒首台11兆瓦海优势机在丹麦Osterild风场完结装置,GE的12兆瓦海优势电样机于2019年10月在荷兰阿姆斯特丹正式完结吊装并发电,成为现在全球单机功率最大的海优势电机组,2030年,海优势电单机功率将到达15~20兆瓦。
  我国风资源条件难以比美欧洲,一味进步单机机组容量经济性并非最优。我国风电场履行限容量核准,国家海洋局《关于进一步标准海优势电海管理的定见》提出进步海域资源使用效率,单个海优势电场外缘边线包络海域面积原则上每10万千瓦控制在16平方公里左右。在江苏省的规划中,平均单位容量占海面积下调超64%,意味着单机容量更大的机组才能满意要求。与欧洲比较,我国海优势能资源总体不算丰厚,容量使用系数仅为23~34%,低于全球43%平均水平。若欧洲年平均风速10米/秒,我国年平均风速8米/秒,在相同容量使用系数下,我国机组最佳单机容量仅为欧洲的二分之一,一味进步单机容量将导致容量使用系数下降,年发电量也并不能跟着单机容量进步而持续增长。一起,我国履行的是固定海域限容量核准,在全场容量确认的基础上再展开机组选型,进步所有机组全体投入产出比是我国开发商的首要方针。进步单机容量是下降度电本钱的重要路径,是海优势电展开的根本趋势,我国海优势电机组选型应从风资源实践条件动身,合理对标国外风电机组容量,挑选合适的技能路线,确认一批稳定的机型,以满意经济性和可靠性的根本要求。
  进步大规划集中连片海优势电安全稳定运转水平。
  与陆优势电相同,海优势电相同存在频率、电压耐受才能偏低问题。大型机组毛病或大容量线路跳闸使得体系频率、电压产生较大变化,特别是滨海省份多为特高压直流受端电网,沟通侧毛病极易引发直流闭锁,构成大额功率缺失,由此导致海优势电机组大规划脱网,引发连锁毛病。该问题跟着海优势电装机规划的快速增长而日益突出。
  2019年8月9日,英国产生大规划停电事端,是自2003年“伦敦大停电”以来规划最大、影响人口最多的停电事端,本次停电与世界上最大的Hornsea海优势电场密切相关。材料显示,由于某种未知的扰动,LittleBarford燃气电站停机,体系丢失了730兆瓦功率,导致体系频率下降,频率下降后,Hornsea海优势电出力突降900兆瓦。体系在两分钟之内接连丢失功率1630兆瓦,约占总负荷的6.43%,体系频率降至49赫兹以下,低频减载发动,在全网规划内切除部分负荷,导致停电事端。Hornsea海优势电在体系频率下降时不只没有协助体系恢复,还因本身耐受低频才能缺乏进一步加剧了体系毛病。
  大规划海优势电并网除频率、电压耐受问题,还存在宽频带(5~300赫兹)的次同步振荡问题,危及火电机组及主网安全,该类问题在新疆、甘肃等陆优势电富集区域更为显著。在大力展开海优势电的一起,应进步机组涉网功能,发掘机组本身动态有功、无功调节才能,防范大规划脱网引发连锁毛病。
  完善海优势电展开相关方针。
  自2020年起,新增海优势电将不再归入中心财政补助规划,在开发本钱依然高企且无中心财政补助的情况下,应进一步完善海优势电相关方针,保障海优势电工业持续展开。
  一是实施配额制下的绿色电力证书买卖。2017年,我国发动绿证自愿认购方针,作为新动力发电上网电量财政补助的弥补措施;2020年,我国正式实施可再生动力配额制,自愿认购绿证作为完结配额目标的弥补办法;《关于促进非水可再生动力发电健康展开的若干定见》(财建〔2020〕4号)提出自2021年1月1日起实施配额制下的绿色电力证书买卖,通过绿证买卖代替财政补助。现在我国海优势电开发本钱较其他可再生动力发电相对要高,可参考英国配额制实施经验,即每兆瓦时海优势电取得的绿色证书一直高于其他可再生动力种类,并跟着本钱下降,当令退坡。
  二是实施当地补助。与陆优势电不同,海优势电仅在我国10多个滨海省份开发并就近消纳。海优势电对滨海省份的经济、工业、就业带动才能很强,打造海优势电母港,集制作、仓储、运输、运维等一体的临港海优势电配套工业基地,构成工业集合效应,丹麦埃斯比约港、英国赫尔港等都完结了从以油气业务为主向海优势电母港的升级,并产生很好的辐射效应,我国广东阳江、江苏如东等地具备建造海优势电母港的良好条件。当地政府和企业享用的海优势电展开盈利,可通过当地补助恰当反哺较高的开发本钱。