風(fēng)電助力中國打造高質(zhì)量發(fā)展全球樣本
秦海巖
（中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長）
新中國成立70年來，中國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)從小到大，從大到強(qiáng)，經(jīng)過快速的發(fā)展壯大進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段，時(shí)間雖短，但發(fā)展成果足以驚艷世界。
01、整體發(fā)展持續(xù)向好
裝機(jī)規(guī)模整體呈平穩(wěn)上升趨勢。我國風(fēng)電起步于新中國成立后的20世紀(jì)50年代后期，八九十年代為項(xiàng)目示范以及產(chǎn)業(yè)化探索階段。進(jìn)入21世紀(jì)以來，國家高度重視可再生能源開發(fā)，先后推出多項(xiàng)政策為可再生能源發(fā)展掃清道路，為培育風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力支撐。例如，2003年，國家發(fā)展改革委開始實(shí)施風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)，通過招投標(biāo)確定風(fēng)電項(xiàng)目的開發(fā)商和上網(wǎng)電價(jià)。2005年，全國人大審議通過《可再生能源法》，以立法形式明確了國家對可再生能源并網(wǎng)發(fā)電的鼓勵(lì)和支持?？傮w來看，2003～2006年，我國風(fēng)電實(shí)現(xiàn)了向產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展的快速過渡。2006年至今，我國風(fēng)電裝機(jī)容量年平均增長率接近50%。2009年，我國風(fēng)電年新增裝機(jī)首次突破1000萬千瓦大關(guān)，并在此后保持在2000萬千瓦左右。累計(jì)裝機(jī)容量從2008年突破1000萬千瓦，到2014年更是一舉超過1億千瓦，再到2018年超過2億千瓦（新增裝機(jī)容量為2114萬千瓦，同比增長7.5%；累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到2.1億千瓦，同比增長11.2%）。從全球風(fēng)電市場來看，2010年我國累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到世界第一；新增裝機(jī)容量則從2009年開始，除2012年受到風(fēng)電下行影響外，一直排名世界第一。市場規(guī)模保持平穩(wěn)為新興產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展提供了有力保障。
利用和消納情況向好。由近年來風(fēng)電并網(wǎng)容量及年上網(wǎng)電量在總發(fā)電量中的占比統(tǒng)計(jì)表可以看出，2009年，風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量突破1500萬千瓦，相比2005年底的106萬千瓦，增長15倍。2012年，風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量突破5000萬千瓦。2015年，風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量突破1億千瓦大關(guān)，成為首個(gè)達(dá)到1億千瓦的國家，至此我國并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量實(shí)現(xiàn)持續(xù)3年領(lǐng)跑全球，風(fēng)電行業(yè)提前10個(gè)月完成“十二五”并網(wǎng)裝機(jī)規(guī)劃目標(biāo)。近十年來，風(fēng)電年上網(wǎng)電量穩(wěn)步增長，占總上網(wǎng)電量的比重也穩(wěn)步提高。2012年，風(fēng)電年發(fā)電量達(dá)到1008億千瓦時(shí)，首次超過核電，成為我國繼火電和水電之后的第三大主力電源。2018年，我國風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到1.84億千瓦，逼近“十三五”規(guī)劃提出的2.1億千瓦最低目標(biāo)。全年發(fā)電3660億千瓦時(shí)，占全部發(fā)電量的5.2%，離“十三五”規(guī)劃確定的2020年底風(fēng)電年發(fā)電量達(dá)到4200億千瓦時(shí)、約占全國總發(fā)電量6%的目標(biāo)愈來愈近。
就棄風(fēng)情況來看，2012年以來，我國棄風(fēng)率總體呈逐年下降趨勢，到2018年，棄風(fēng)限電狀況得到明顯好轉(zhuǎn)，棄風(fēng)電量為277億千瓦時(shí)，同比減少142億千瓦時(shí)，平均棄風(fēng)率7%，同比下降5個(gè)百分點(diǎn)；全國風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)為2095小時(shí)，同比增加147小時(shí)，為2011年以來的最高值。
02、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日趨合理
近年來，風(fēng)電開發(fā)重心加快轉(zhuǎn)向中東南部，開發(fā)模式進(jìn)一步豐富。通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，不斷突破可利用風(fēng)速的下限，低風(fēng)速風(fēng)電開發(fā)有效拓寬了風(fēng)電的消納空間；破解了海洋復(fù)雜環(huán)境的難題，海上風(fēng)電為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展積蓄了新的力量；打破了地域限制，利于消納的分散式風(fēng)電大大提高了風(fēng)能資源利用效率。
2011年5月，我國首座大型內(nèi)陸低風(fēng)速風(fēng)電場——龍?jiān)窗不諄戆?0萬千瓦風(fēng)電場投產(chǎn)發(fā)電。之后，隨著在低風(fēng)速風(fēng)電技術(shù)上不斷取得突破，尤其是塔筒高度、測風(fēng)精度的提升，抗冰凍機(jī)型的研發(fā)等，我國廣大低風(fēng)速地區(qū)蘊(yùn)藏的風(fēng)能潛力逐步釋放出來。“十二五”至“十三五”期間，我國風(fēng)電開發(fā)向中東南部地區(qū)轉(zhuǎn)移的趨勢明顯，產(chǎn)業(yè)布局進(jìn)一步優(yōu)化。2017年，“三北”地區(qū)的新增裝機(jī)首次低于中東南部，六大區(qū)域的風(fēng)電新增裝機(jī)容量占比分別為華北25%、中南23%、華東23%、西北17%、西南9%、東北3%。“三北”地區(qū)新增裝機(jī)容量占比為45%，中東南部地區(qū)新增裝機(jī)容量占比達(dá)到55%。2018年，我國六大區(qū)域的風(fēng)電新增裝機(jī)容量占比分別為中南28.3%、華北25.8%、華東23%、西北14.2%、西南5.5%、東北3.2%?！叭薄钡貐^(qū)新增裝機(jī)容量占比為43.2%，同比降低1.8個(gè)百分點(diǎn)；中東南部地區(qū)新增裝機(jī)容量占比合計(jì)為56.8%。
2011年以來，國家相關(guān)部門陸續(xù)出臺多項(xiàng)文件，對分散式風(fēng)電項(xiàng)目的電網(wǎng)接入、運(yùn)行管理等方面做出具體規(guī)定。尤其是國家能源局于2018年4月16日印發(fā)的《分散式風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)暫行管理辦法》，正是圍繞簡化項(xiàng)目管理流程、降低項(xiàng)目投資門檻、完善對項(xiàng)目融資等方面的支持性政策。在國家利好政策以及技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，分散式風(fēng)電在我國的發(fā)展明顯提速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年，我國分散式項(xiàng)目新增裝機(jī)138兆瓦，增長趨勢明顯。目前，國內(nèi)已經(jīng)有河南、遼寧、內(nèi)蒙古、湖南、貴州、江蘇等地開始布局或已有分散式風(fēng)電項(xiàng)目并網(wǎng)。一批成功開發(fā)的代表性項(xiàng)目顯現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)社會效益，增強(qiáng)了企業(yè)加大相關(guān)業(yè)務(wù)投資的信心，并打破經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口集中城鎮(zhèn)地區(qū)無法開發(fā)風(fēng)電的傳統(tǒng)觀念，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)迎來又一次變革。
除了地域的廣度不斷拓寬，在海拔高度上，我國風(fēng)電也不斷刷新紀(jì)錄，不僅在云南、貴州等南方復(fù)雜地形地區(qū)建設(shè)高海拔山地風(fēng)電場，2013年5月，還在世界屋脊的青藏高原開工建設(shè)了龍?jiān)茨乔吆０卧囼?yàn)風(fēng)電場。2018年6月，中車株洲所研發(fā)的當(dāng)時(shí)單機(jī)容量及風(fēng)輪直徑最大、海拔最高的3兆瓦級國產(chǎn)陸上風(fēng)電機(jī)組在青海成功吊裝。
近年來，我國加快海上風(fēng)電開發(fā)的步伐，從潮間帶到近海，再到未來的深遠(yuǎn)海，從試點(diǎn)示范走向規(guī)模化開發(fā)建設(shè)，從一省的孤軍奮戰(zhàn)到多省的全面參與。自2009年9月我國首座海上風(fēng)電場并網(wǎng)發(fā)電以來，2012年底我國海上風(fēng)電場累計(jì)裝機(jī)接近40萬千瓦，2014年，我國海上風(fēng)電新增并網(wǎng)容量約20萬千瓦，全部位于江蘇省。截至目前，11個(gè)沿海省市中已有9個(gè)出臺海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，福建、廣東、浙江等多數(shù)沿海省份都在陸續(xù)開建海上風(fēng)電項(xiàng)目。在國家政策的大力支持下，隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)鏈完善，我國海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模連續(xù)5年快速增長，2016年躍居全球第三。目前，我國海上風(fēng)電進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段。2018年，新增裝機(jī)容量達(dá)到165萬千瓦，同比增長42.7%，累計(jì)裝機(jī)達(dá)到444萬千瓦。整體而言，我國海上風(fēng)電起步雖晚，但在高性能機(jī)組研發(fā)上，一批優(yōu)秀的整機(jī)制造企業(yè)已經(jīng)推出適應(yīng)我國復(fù)雜海洋氣候環(huán)境的多兆瓦級大容量機(jī)組，例如，在福建福清興化灣風(fēng)電場一期吊裝的金風(fēng)科技、中國海裝、太原重工、明陽智能等多家整機(jī)廠商的機(jī)組，單機(jī)容量均超過5兆瓦。在施工建設(shè)方面，一批優(yōu)秀的單位通過參與早期的試點(diǎn)、試驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)成長起來，在海上風(fēng)電工程開發(fā)建設(shè)上積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。大力發(fā)展中的海上風(fēng)電，為加快沿海地區(qū)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、充分利用海洋資源、帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級創(chuàng)造了新一輪契機(jī)。
由以上可以看出，我國風(fēng)電發(fā)展已經(jīng)從早期的陸上為主、模式單一階段走向海陸并進(jìn)、模式多元的成熟階段。
03、創(chuàng)新能力大幅提升
經(jīng)過十多年的快速發(fā)展，隨著創(chuàng)新能力和實(shí)力的增強(qiáng)，我國整機(jī)制造能力大幅提升，達(dá)到了較高的具有國際競爭力的風(fēng)電機(jī)組技術(shù)研發(fā)水平。通過引進(jìn)技術(shù)-消化、吸收-再創(chuàng)新，我國風(fēng)電企業(yè)已經(jīng)形成多兆瓦級大型風(fēng)電機(jī)組的研發(fā)設(shè)計(jì)能力。我國從20世紀(jì)70年代開始研制大型并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組?！笆濉逼陂g，在國家“863”計(jì)劃“兆瓦級變速恒頻風(fēng)電機(jī)組”重大項(xiàng)目的支持下，我國研制出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的1兆瓦及以上變速恒頻風(fēng)電機(jī)組（直驅(qū)和雙饋），實(shí)現(xiàn)了兆瓦級變速恒頻風(fēng)電機(jī)組從無到有的突破。2006年以來，隨著我國風(fēng)電呈現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展趨勢，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量不斷增大，陸上風(fēng)電主流機(jī)型從最初的兆瓦級以下提高至2～3兆瓦。具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機(jī)型系列化、譜系化，適應(yīng)各種風(fēng)況、可實(shí)現(xiàn)多種用途，滿足了多樣化市場需要。單機(jī)容量方面，2兆瓦及以上的風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)市場份額不斷上升。2010年，在新增風(fēng)電裝機(jī)市場中，2兆瓦及以上機(jī)組在全國新增裝機(jī)容量的占比不足20%；2015年，我國新增風(fēng)電裝機(jī)中，2兆瓦風(fēng)電機(jī)組市場份額首次超過1.5兆瓦機(jī)組，占全部新增裝機(jī)容量的50%，2兆瓦及以上機(jī)組占比為近65%；2016年，2兆瓦及以上機(jī)組占全國新增裝機(jī)容量的80%；2017年，這一比例達(dá)到90%。2018年，在我國全部風(fēng)電新增裝機(jī)中，2兆瓦以下機(jī)型占4.2%，2兆瓦機(jī)型占50.6%，2.1至2.9兆瓦機(jī)型占31.9%，3至3.9兆瓦機(jī)型占7.1%，即2兆瓦及以上風(fēng)電機(jī)組市場份額進(jìn)一步增加，超過95%。目前，國內(nèi)已經(jīng)推出4兆瓦陸上風(fēng)電機(jī)組。海上風(fēng)電機(jī)組制造水平也在不斷提升，單機(jī)容量4兆瓦以上的風(fēng)電機(jī)組占已并網(wǎng)容量的一半以上，6兆瓦級及以上風(fēng)電機(jī)組已進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行階段，10兆瓦級風(fēng)電機(jī)組正在研制過程中。
為了提高環(huán)境適應(yīng)性，我國風(fēng)電企業(yè)還自主研制出適應(yīng)高海拔、高寒、臺風(fēng)、風(fēng)沙等特殊環(huán)境和風(fēng)況條件的風(fēng)電機(jī)組，有力地支撐了內(nèi)陸和山地風(fēng)電場的開發(fā)。通過技術(shù)創(chuàng)新，特別是風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪直徑持續(xù)增大，風(fēng)電機(jī)組輪轂高度不斷增加（從原來的80米增加到120米，乃至140米輪轂高度），可利用的風(fēng)能資源已經(jīng)下探到5米/秒左右，極大地提高了風(fēng)能開發(fā)潛力。
此外，風(fēng)電企業(yè)還紛紛引入大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)，使風(fēng)電機(jī)組可以自我感知、自我學(xué)習(xí)，并實(shí)現(xiàn)智能決策，設(shè)備的智能化特征顯著，為風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行最佳運(yùn)行與尋優(yōu)算法開發(fā)、全場風(fēng)電機(jī)組潛在故障問題預(yù)警提供了很好的支持。
04、核心部件實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)
在國家政策的支持下，依靠全行業(yè)的大力創(chuàng)新，我國風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化程度迅速提升。2004年，我國風(fēng)電設(shè)備國產(chǎn)化率僅為10%，而到2010年，這一指標(biāo)達(dá)到90%。具體到關(guān)鍵零部件，2012年前，葉片、齒輪箱的非國產(chǎn)產(chǎn)品市場份額超過30%；2012年以后，這個(gè)比例迅速降低，只有約10%～15%。葉片部分關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，如型式認(rèn)證、預(yù)埋技術(shù)；葉片所用的樹脂、結(jié)構(gòu)膠、芯材等原材料實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn)，玻纖完全國產(chǎn)化。軸承的非國產(chǎn)產(chǎn)品市場份額在2012年以前達(dá)到90%，現(xiàn)在下降至50%。
早期，發(fā)電機(jī)、偏航/變槳軸承、變流器、變槳系統(tǒng)多來自于國內(nèi)的外資企業(yè)，2012年以后實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模國產(chǎn)化。如發(fā)電機(jī)、變流器，由小部分國產(chǎn)轉(zhuǎn)為全部國產(chǎn)（2012年之前非國產(chǎn)占80%，現(xiàn)在降至5%以下）；變槳系統(tǒng)、偏航/變槳軸承從國產(chǎn)試點(diǎn)轉(zhuǎn)為大部分國產(chǎn)（2012年之前非國產(chǎn)占100%，現(xiàn)在降到5%以下）。
05、企業(yè)實(shí)力大大增強(qiáng)
多年來，通過積極進(jìn)取、開拓創(chuàng)新，我國風(fēng)電企業(yè)的整體實(shí)力及國際市場競爭力不斷提高。一大批中國企業(yè)積極開拓國際市場，取得不錯(cuò)的效果，風(fēng)電也成為我國少數(shù)具有代表性的能夠參與國際競爭的戰(zhàn)略性高端綠色裝備制造產(chǎn)業(yè)之一。在整機(jī)出口方面，我國風(fēng)電機(jī)組出口的國家數(shù)量從2007年的1個(gè)，增加到2012年的19個(gè)。截至2012年，我國風(fēng)電機(jī)組共出口407臺，總?cè)萘窟_(dá)700.12兆瓦。2015年，我國共有5家企業(yè)向國外出口風(fēng)電機(jī)組148臺，已發(fā)運(yùn)容量274.5兆瓦，同比下降25.6%。截至2015年底，我國風(fēng)電機(jī)組制造商已出口的風(fēng)電機(jī)組共計(jì)1085臺，累計(jì)容量達(dá)2035.75兆瓦，風(fēng)電機(jī)組共出口到28個(gè)國家和地區(qū)，其中向美國出口的風(fēng)電機(jī)組容量最多，累計(jì)達(dá)394.75兆瓦，占出口總?cè)萘康?9.4%；其次是巴拿馬、埃塞俄比亞，出口占比分別為13.3%和10%。到2018年年底，我國風(fēng)電機(jī)組累計(jì)出口到美國、英國、法國、澳大利亞等34個(gè)國家和地區(qū)，遍布全球的6大洲，出口臺數(shù)共計(jì)1838臺，累計(jì)容量達(dá)到3581兆瓦。中國風(fēng)電整機(jī)企業(yè)對拉動(dòng)全球風(fēng)電市場作出了突出貢獻(xiàn)。據(jù)全球風(fēng)能理事會（GWEC）統(tǒng)計(jì)，2018年在全球新增裝機(jī)排名前十五的整機(jī)制造企業(yè)中，有8家來自中國。此外，不少開發(fā)企業(yè)紛紛選擇走出國門，對外投資逐年提升。一條覆蓋技術(shù)研發(fā)、開發(fā)建設(shè)、設(shè)備供應(yīng)、檢測認(rèn)證、配套服務(wù)的國際業(yè)務(wù)鏈基本成型。
06、開發(fā)成本持續(xù)走低
大量技術(shù)創(chuàng)新以及利好政策推動(dòng)著我國風(fēng)電發(fā)電成本穩(wěn)步下降。2005～2018年，我國陸上風(fēng)電場的初始投資建設(shè)成本下降49%，設(shè)備價(jià)格降低48%，運(yùn)維成本下降5%～10%，風(fēng)電發(fā)電效率提高20%～30%，發(fā)電量提升2%～5%。海上風(fēng)電項(xiàng)目的造價(jià)也快速下降，降幅超過30%。相關(guān)資料顯示，我國陸上風(fēng)電項(xiàng)目平均單位千瓦造價(jià)由2005年的1萬元左右降至2018年的約7100元，部分地區(qū)風(fēng)電項(xiàng)目單位千瓦造價(jià)已低于6000元。雖然海上風(fēng)電造價(jià)約為陸上的2～3倍，隨著技術(shù)進(jìn)步以及規(guī)?；袌龅男纬桑Ｉ巷L(fēng)電的開發(fā)成本也將逐步降低，風(fēng)電開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性明顯提升。
在資源和開發(fā)條件較好的地區(qū)，如果不存在棄風(fēng)限電、各類違規(guī)收費(fèi)等非技術(shù)成本，風(fēng)電已經(jīng)可以不需要補(bǔ)貼。按照規(guī)劃，我國陸上風(fēng)電將在2021年全面實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，屆時(shí)隨著市場競爭力的進(jìn)一步提升，風(fēng)電將加速成為主體能源。
07、社會經(jīng)濟(jì)效益顯著
在為社會提供清潔電力、減少大氣污染物排放的同時(shí)，發(fā)展風(fēng)電還為帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、增加就業(yè)崗位、解決無電地區(qū)用電問題等作出重要貢獻(xiàn)。
據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)測算，每發(fā)1千瓦時(shí)的風(fēng)電，能夠帶來約2.25元的總產(chǎn)值，約1.01元的GDP增加值。2005～2018年，我國風(fēng)電累計(jì)直接創(chuàng)造GDP約1.7萬億元左右。到2018年，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)的直接和間接就業(yè)人數(shù)達(dá)到167.5萬。2005～2018年，我國風(fēng)電累計(jì)發(fā)電16732億千瓦時(shí)，可替代標(biāo)準(zhǔn)煤5.1億噸，減少二氧化碳排放量約17.1億噸，相當(dāng)于再造9.4億立方米的森林。
08、結(jié)語
縱觀過往，我國風(fēng)電已經(jīng)走出一條輝煌之路，為我國構(gòu)建低碳高效能源體系發(fā)揮了積極作用。展望未來，我們還應(yīng)為風(fēng)電實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的更高質(zhì)量發(fā)展而不懈努力：
一是持續(xù)提升創(chuàng)新能力。技術(shù)創(chuàng)新，永無止境。當(dāng)前，我國關(guān)鍵技術(shù)雖然取得重大突破，但仍然需要不斷加大研發(fā)力度，以進(jìn)一步提升機(jī)組設(shè)計(jì)可靠性和資源利用效率，在保障施工質(zhì)量的同時(shí)，借助最新的傳感和大數(shù)據(jù)技術(shù)等強(qiáng)化對機(jī)組的運(yùn)行監(jiān)測并提高管理效率。通過技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)成本的降低；通過不斷地迭代和優(yōu)化，打破風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的技術(shù)瓶頸。除了技術(shù)上的創(chuàng)新，也要重視理念的創(chuàng)新，應(yīng)著力促進(jìn)不同領(lǐng)域的跨界融合，不同學(xué)科的交叉應(yīng)用，比如推動(dòng)裝備制造的智能化轉(zhuǎn)型，用互聯(lián)網(wǎng)思維打造新時(shí)代的風(fēng)電工程，以及強(qiáng)化與全球的交流合作等。
二是加強(qiáng)宣傳、增強(qiáng)公眾認(rèn)知。氣候問題、環(huán)境污染等是全球性問題，事關(guān)每個(gè)人的切身利益。每個(gè)人都有責(zé)任為改善生存環(huán)境積極行動(dòng)起來，使用綠色能源則是公眾參與其中的重要途徑之一。風(fēng)電企業(yè)在開發(fā)建設(shè)過程中，應(yīng)做好水土保持和環(huán)境保護(hù)工作，樹立行業(yè)良好形象。同時(shí)，通過加大宣傳力度，培植更加深厚的輿論基礎(chǔ)，讓綠色能源點(diǎn)亮萬家燈火，也照亮每個(gè)人的心靈。
