陳濤:平價上網形勢下 發展風電要有新思路

發布時間: 2020-03-25 11:43:45   來源:風能產業  作者:

  我國風力發電建設成就巨大,截至2019年底,并網裝機總容量達到2億千瓦以上,居全球各國首位,裝機量在我國發電方式中在火電、水電之后位居第三名,年發電量占總發電量5%強。風力發電為我國電力能源本土化、多元化、降煤減排和帶動經濟發展做出了重要貢獻。

  經過近20年的發展,我國建成了比較完整的產業鏈,成為可為全球風電整機制造商供貨的"世界工廠",完成了相當的人才、知識、裝備、資本的積累,在設備國產化、制造技術國際化、單機容量大型化、提高效率、降低成本等諸多方面成績巨大。應該說,我國風電事業開局良好,陸上、海上風電雙雙實現了全球新增最多,完成了一場精彩的序幕,為下一個20年做優、做強,拉動中國經濟、促進能源轉型的更大發展奠定了良好基礎。

  在全球能源轉型和氣候變化壓力形勢下,風電替代煤電的比例必須加大。今后20-30年,風電占比應該達到20%以上,也就是需要增加風電裝機10-20億千瓦(年平均增長速度至少30GW),任務相當艱巨。

  當前,在取得成績的同時,也要看到我國風電存在下列主要問題:

  首先,我國風力發電成本較高,還沒有完全脫離財政的補貼,暫時還不能反哺國家財政。為實現可持續發展和提高競爭優勢,風電的度電成本應該降到0.20元/千瓦時以下。因此,風電需要大幅度降低制造和運維成本,進一步提高發電效率。

  其次,大規模長距離風電送出問題還沒有得到有效解決。由于電力送出的局限性,建場條件最佳的邊遠地區大片資源沒有得到充分開發,大量風電場建在風能資源條件相對較差的地區,發電成本居高不下,環境、社會矛盾日益突出。結果導致中部、東部和南部的可開發資源快用完了,已經建成的許多風電項目,如甘肅省、吉林省的風電場出力限制嚴重。風電場電力輸送問題不解決,風電大規模、長遠發展就難以實現。

  第三,由于風電的分散性發展,且技術、管理水平門檻不高,小企業也能搞風電,致使我國風電開發企業規模總體偏小。頭部開發商基本上是央企、國企附屬的二級企業,至今尚沒有形成如中石油、五大電力、中廣核等那樣的集團級國家隊,沒有形成面對全球風電開發的國際化領軍企業,造成了低水平重復投資,人力、資金浪費嚴重;企業信譽不高,融資成本高;缺乏長遠打算和國際化視野等弊端。

  為了克服上述問題,提出下列設想:

  一、采用大規模基地化建設發展模式,發電成本可有望降到0.20元/度以下。這在我國已經有豐富的經驗,建議規模還要更大。單個連片風電場規模可達到數千萬千瓦到億千瓦等級,包括海上風電的連片大規模集中開發建設,從而更加深入地發掘規模效益,充分發揮國家制度優勢紅利。風電場選址優先考慮面積足夠大、風資源良好、人口稀少、戈壁或者沙漠,這種場地環境和社會矛盾比較少,相應的成本也會低很多,還能結合邊遠地帶開發和治理荒漠促進當地經濟發展。

  同時,結合大規模開發模式,選擇較大功率的機型,如單機5兆瓦及以上。大規模開發還可以采用特大、特重部件如槳葉、機艙、塔筒等現場制作或組裝的方式來大幅降低制造成本和運輸費用。

  二、重點解決遠距離電力傳輸問題。風電場規模足夠大,發電成本足夠低,但是風電場距離電力負荷太遠,這樣大規模長距離的能源輸送還沒有先例。這是我國國情帶來的,是必須面對和解決的課題。

  現有的空氣絕緣架空線路,既使是特高壓送電,在容量上比需求還是差一個數量級。目前單回路輸電能力在600萬千瓦,要輸送幾千萬千瓦電力就要許多回路。線路走廊占地過多,從經濟性方面不具備優勢。

  現有較有希望的可能替代方案有:

  • 氣體絕緣管廊送電GIL。

  我國已經建成淮南到上海1000千伏過長江蘇通段GIL管廊輸電線,這是一個很好的樣本。比起架空線輸電安全性大幅提高,線路損失電量大幅度降低,大地景觀不受影響,節省地面空間,好處多多。目前的問題是造價偏高,將來如果大規模建設,多回路集束在一個管廊內,並且利用現有特高壓輸電線路走廊,可以實現數千萬千瓦甚至億千瓦的集中輸送,成本有望大幅降低,這將成為"輸電高鐵",是世界首創。開始階段,GIL管廊輸電線比架空線貴,可采用組合方式,比如在開闊旳地段仍用架空線,在土地資源緊張的地段采用地埋GIL輸電。在GIL管廊輸電線綜合成本降低到一定程度(技術進步和規模效應,這將是完全可能的),再全程采用。

  • 風電制氫,全國的制、存、輸、充氫氣網絡和氫燃料利用。

  氫能源和電力一樣屬于二次能源,氫能源的開發利用需要像電力一樣,建成全國的網絡。可以先行建立一個示范網絡,規模小一點,但必須五臟俱全。氫能和電能互相轉換,密不可分。國內已經有多家研發機構投入,當前力量比較分散,還沒有形成系統和規模。

  風電制氫場景更適合深遠海情況,發出來的電就地轉換成氫氣,就近提供航運動力燃料,促進航運減排。

  無論是國家電力大動脈技術改進,還是氫能源大動脈構建,都屬于國家戰略工程,需要傾全國之力來完成。發揮制度優勢,集中力量打殲滅戰,發展兩三個億千瓦級規模的風電集團,組建國家氫能源集團,國家隊的建設應該盡快提上日程。

  作者簡介:

  陳濤,1937年出生,畢業于清華大學動力系,是早期投入我國風電開發的專家之一。退休前任職于福建省電力系統,退休后長期擔任中節能風力發電股份有限公司顧問。

      關鍵詞: 風電

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