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“十四五”我国海下风电开展的几点考虑

日期:2020-06-23    来路:中国动力网    点击次数:0     字体:【大】 【中】 【小】    打印本页

      “十三五”以来,我国海下风电疾速开展,停止2019年末,累计并网容量593万千瓦,提早一年完陈规划目的,成为仅次于英国和德国的天下第三大海下风电国度。“十四五”是完成2030年非化石动力占一次动力消耗比重20%目的的要害期,在此时期我国海下风电仍将持续坚持疾速开展,成为新动力发电新的增长极。海下风电装机范围不时提拔的同时,还面对着诸多应战。

       海下风电开展面对的次要题目

      去补贴、进步设置装备摆设牢靠性以及提拔配备国产化程度是将来我国海下风电开展面对的次要题目。

       海下风电现在造价偏高,在补贴加入的状况下,大范围开展经济性危害较大。2014年,《关于海下风电上彀电价政策的告诉》(发改价钱〔2014〕1216号)初次明白了海下风电0.85元/千瓦时的上彀电价,在牢固上彀电价政策的支持下,我国海下风电疾速开展;2019年5月,《关于美满风电上彀电价政策的告诉》(发改价钱〔2019〕882号)提出将海下风电标杆上彀电价改为指点价,新批准的海下风电项目全部经过竞争方法确定上彀电价,且不得高于指点价,补贴退坡减速;2020年2月,《关于促进非水可再生动力发电安康开展的多少意见》(财建〔2020〕4号)提出新增海下风电不再归入地方财务补贴范畴。依据彭博新动力财经统计,2019年我国海下风电项目均匀度电本钱约为0.079~0.118美元/千瓦时,折合人民币约0.521~0.779元/千瓦时,均匀度电本钱0.093美元/千瓦时,折合人民币约0.614元/千瓦时,全体离平价上彀另有较大差距。海下风电是资金、技能麋集型的长周期财产,坚持政策波动和收益预期是促进海下风电继续开展的要害,在造价偏高的初期,若没有补贴支持,大范围开展将面对较大的经济性危害。

       我国海下风电贸易运营日期较短,还需日期查验。与陆下风电相比,海下风电运转情况愈加恶劣,而且面对台风、腐化等新题目。上个世纪90年月,欧洲曾经开端了海下风电的研讨和理论。1991年,丹麦建玉成球首个海下风电项目,共装置11台风电机组,单机容量450千瓦。英国第一座海下风电场于2000年并网,近期行将服役。欧洲海下风电阅历了一轮设计周期的理论,在配备制造、建立施工、运转维护以致服役撤除方面积聚了丰厚的经历,支持了近几年海下风电的大范围开展。我国海下风电起步较晚, 2010年首个海下风电项目上海东大桥海下风电开工建立,2014年全部完工投产,我国并网投入且贸易化运营的海下风电场多在2015年当前,在运营初期,质量题目频仍发作。近两年,新型大容量机组麋集投运,牢靠性仍需日期查验,若大范围疾速开展发生质量题目,运维本钱昂扬,将形成较大丧失。

       要害设置装备摆设依赖出口,国产化率较低成为制约我国海下风电开展的紧张要素。2005年,《关于风电建立办理有关要求的告诉》(发改动力〔2005〕1204号)曾规则:风电设置装备摆设国产化率要到达70%以上,不满意设置装备摆设国产化率要求的风电场不容许建立。该政策大大促进了我国风电财产链的开展,陆下风电全体国产化率到达95%。依据相干法例要求,2009年《关于取消风电工程项目推销设置装备摆设国产化率要求的告诉》(发改动力〔2009〕2991号)取消了风电设置装备摆设国产化率70%以上的限定,外资企业和出口设置装备摆设不时进入我国风电市场。与陆下风电相比,我国海下风电局部设置装备摆设和大部件仍依赖出口,如国产大兆瓦风机中的要害部件主轴承大多接纳外洋企业产物,出口一台风电主轴承设置装备摆设约莫需求4000万元左右,本钱昂扬。现在我国也在加紧海下风电要害技能研发,中心义务是提拔海下风电机组的牢靠性,完成均匀毛病距离日期由1000小时提拔至3500小时;进步要害零部件的国产化率到达95%。

        “十四五”我国海下风电开展的几点考虑

        展开海下风电勘探与资源再评价,充沛发扬当局在海下风电开辟方面的根底性作用。

      我国海下风电资源丈量的片面性和精密度还难以支持国度层面的开辟结构以及财产指点。微观层面次要基于中国气候局国度天气中央经过卫星以及丈量船展开,此中风能资源已完成离岸一百公里内数据收罗,空间辨别率为3公里。微观层面次要由开辟商展开,依据《海下风电场风能资源丈量及陆地水文观察标准》(NB/T31029-2012)要求,风电场范畴内至多有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越5公里,其他海下风电场不超越10公里。为节流本钱,现在实践测风塔高度达不到100米,经过风廓线模子推导差别层高的风速。除风资源丈量外,海下风电资源评价包罗陆地水文丈量和陆地地质勘探等,需求对台风、波浪、海冰、海雾、海温以及海底地质构造停止片面的勘探。我国现在次要针对远洋海疆的风电资源评价,50公里以外海疆数据还不片面,难以为中远期计划提供数据支持。

      与陆下风电相比,海下风电开辟触及的办理部分更多,顺序更为庞大,本钱也更高。当局在部分和谐、资源整合方面具有自然劣势,宜牵头做好海下风电勘探和评价的根底性任务,并地下相干数据,为海下风电迷信计划提供支持,为项目环评、论证、决议计划等后期任务提供根据,完成精准投资和高效开辟。欧洲列国当局在海下风电资源勘探和评价方面发扬了紧张作用,德国规则2021年开端并网的海下风电项目,由德国联邦海事和水文局完成后期选址和勘探等任务,开辟商无需操持冗杂的行政审批手续。丹麦当局牵头担任环评、陆地勘察等次要后期任务,海上升压站建立和海底电缆敷设等并网工程则由电网公司承当。英国海下风电的勘探和微观选址次要由开辟商主导,但贸易、动力和产业战略部(BEIS)担任体例英国海上动力战略情况评价陈诉,为计划或海床租赁提供决议计划根据。我国海下风电计划以省为单元展开,当局在资源勘探、情况评价以及数据地下等方面还需求提拔效劳程度。

       迷信公道的开辟范围是促进海下风电财产安康有序开展的根底。

     随着环球动力转型速率的放慢以及新动力本钱的低落,海下风资源丰厚的国度纷繁推出了海下风电的计划。英国提出,2030年前海下风电累计装机到达3000万千瓦,为天下提供30%以上的电力。德国方案到2030年,将海下风电装机进步至1500万千瓦,满意天下约13%的电力需求。我国尚未出台海下风电专项计划。国度动力局公布《风电开展“十三五”计划》,指出要积极稳妥推进海下风电建立,到2020年并网装机到达500万千瓦,在建范围到达1000万千瓦,重点推进江苏、浙江、福建、广东等省的海下风电建立,到2020年开工建立范围均到达百万千瓦以上。国度层面不再出台海下风电专项计划,这意味着各省市在国度总体框架下,需依据本身资源条件展开省级海下风电开展计划,现在仅广东等一般省份出台了专项计划。

       资源条件、配备产能、施工吊装才能、消纳才能是“十四五”海下风电计划结构的硬束缚。资源条件方面,我国5~55米水深、70米高度海下风电开辟潜力约5亿千瓦,5~25米水深海下风电开辟潜力约1.9亿千瓦。遭到陆地军事、航路、口岸、养殖等陆地功用区计划的限定以及种种陆地天然维护区等规定的生态红线区限定,实践可开辟量将远小于实际开辟量。现在我国潮间带和远洋地区内的海下风电开辟技能较为成熟,本钱较低,该局部资源宜优先开辟,依据经济性和技能成熟度可探究开辟深近海风电。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以后的“抢装潮”需求,巴沙木等叶片要害原资料出口价钱下跌,大容量风电机组主轴承简直全部依赖出口,供给才能受制于外资企业。施工与吊装才能方面,依据统计,天下可供应用的海下风电装置船只25艘左右,受施工窗口期以及施工服从的影响,每艘作业船只每年只能完成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,现在海下风电装机容量依然较小,且散布在负荷密度较高的沿海地域,不存在消纳题目。随着海下风电装机范围的不时提拔,当地燃煤机组的放慢服役,应叠加当地区陆下风电和光伏发电运转状况,对将来新动力发电的全体消纳才能停止测算,避免无序开展带来大范围弃电危害。

       公道对标外洋风电机组容量,选择与我国风资源相顺应的大容量机组。

      大容量机组可以进步发电量,增加单元功率投资,低落运维本钱,是低落海下风电项目度电本钱的紧张途径。在特定风速概率散布曲线下,提拔叶片扫风面积可提拔机组发电功率,欧洲海疆年均匀风速较高且常年坚持波动,在技能可完成的条件下不时添加风轮直径以进步机组额外功率,且仍能坚持容量应用系数根本稳定。欧洲多实行按机位批准,对总容量没有太多限定,进步单个机位投入产出比是开辟商的次要目的。2019年,欧洲合计502台风机并入电网,均匀单机功率到达7.8兆瓦。现在,10兆瓦及以下风机成为各微风机制造商的战略机型,西门子歌美飒首台11兆瓦海下风机在丹麦Osterild风场完成装置,GE的12兆瓦海下风电样机于2019年10月在荷兰阿姆斯特丹正式完成吊装并发电,成为现在环球单机功率最大的海下风电机组,2030年,海下风电单机功率将到达15~20兆瓦。

      我国风资源条件难以媲美欧洲,一味提拔单机机组容量经济性并非最优。我国风电场实行限容量批准,国度陆地局《关于进一步标准海下风电海办理的意见》提出进步海疆资源应用服从,单个海下风电场外缘边线包络海疆面积准绳上每10万千瓦控制在16平方公里左右。在江苏省的计划中,均匀单元容量占海面积下调超64%,意味着单机容量更大的机组才干满意要求。与欧洲相比,我国海下风能资源总体不算丰厚,容量应用系数仅为23~34%,低于环球43%均匀程度。若欧洲年均匀风速10米/秒,我国年均匀风速8米/秒,在相反容量应用系数下,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招致容量应用系数低落,年发电量也并不克不及随着单机容量提拔而继续增长。同时,我国实行的是牢固海疆限容量批准,在全场容量确定的根底上再展开机组选型,进步一切机组全体投入产出比是我国开辟商的次要目的。进步单机容量是低落度电本钱的紧张途径,是海下风电开展的根本趋向,我国海下风电机组选型应从风资源实践条件动身,公道对标外洋风电机组容量,选择适宜的技能道路,确定一批波动的机型,以满意经济性和牢靠性的根本要求。

        提拔大范围会合连片海下风电平安波动运转程度。

      与陆下风电相反,海下风电异样存在频率、电压耐受才能偏低题目。大型机组毛病或大容量线路跳闸使得条理频率、电压发作较大变革,特殊是沿海省份多为特高压直流受端电网,交换侧毛病极易引发直流闭锁,形成大额功率缺失,由此招致海下风电机组大范围脱网,引发连锁毛病。该题目随着海下风电装机范围的疾速增长而日益突出。

      2019年8月9日,英国发作大范围停电变乱,是自2003年“伦敦大停电”以来范围最大、影响生齿最多的停电变乱,本次停电与天下上最大的Hornsea海下风电场亲密相干。材料表现,由于某种未知的扰动,Little Barford燃气电站停机,条理丧失了730兆瓦功率,招致条理频率降落,频率降落后,Hornsea海下风电着力突降900兆瓦。条理在两分钟之内延续丧失功率1630兆瓦,约占总负荷的6.43%,条理频率降至49赫兹以下,低频减载启动,在全网范畴内切除局部负荷,招致停电变乱。Hornsea海下风电在条理频率降落时不只没有协助条理规复,还因本身耐受低频才能缺乏进一步加剧了条理毛病。

      大范围海下风电并网除频率、电压耐受题目,还存在宽频带(5~300赫兹)的次同步振荡题目,危及火电机组及主网平安,该类题目在新疆、甘肃等陆下风电富集地域更为明显。在鼎力开展海下风电的同时,应进步机组涉网功能,发掘机组本身动向有功、无功调理才能,防备大范围脱网引发连锁毛病。

       美满海下风电开展相干政策。

      自2020年起,新增海下风电将不再归入地方财务补贴范畴,在开辟本钱依然高企且无地方财务补贴的状况下,应进一步美满海下风电相干政策,保证海下风电财产继续开展。

       一是实验配额制下的绿色电力证书买卖。2017年,我国启动绿证志愿认购政策,作为新动力发电上彀电量财务补贴的增补步伐;2020年,我国正式实施可再生动力配额制,志愿认购绿证作为完成配额目标的增补办法;《关于促进非水可再生动力发电安康开展的多少意见》(财建〔2020〕4号)提出自2021年1月1日起实验配额制下的绿色电力证书买卖,经过绿证买卖替换财务补贴。现在我国海下风电开辟本钱较其他可再生动力发电绝对要高,可参考英国配额制施行经历,即每兆瓦时海下风电取得的绿色证书一直高于其他可再生动力品种,并随着本钱低落,适时退坡。

       二是施行中央补贴。与陆下风电差别,海下风电仅在我国10多个沿海省份开辟并就近消纳。海下风电对沿海省份的经济、财产、失业动员才能很强,打造海下风电母港,集制造、仓储、运输、运维等一体的临港海下风电配套财产基地,构成财产聚集效应,丹麦埃斯比约港、英国赫尔港等都完成了从以油气业务为主向海下风电母港的晋级,并发生很好的辐射效应,我国广东阳江、江苏如东等地具有建立海下风电母港的精良条件。中央当局和企业享用的海下风电开展盈余,可经过中央补贴得当反哺较高的开辟本钱。