文|光伏頭條
面對能源危機，風電會是一個好選擇嗎？
近來，俄烏戰(zhàn)爭仍在持續(xù)，能源危機依舊嚴峻。未來，戰(zhàn)爭如何走向，世界格局如何演變，我們不得而知。但可以預見的是，這場戰(zhàn)爭給世界各國在能源問題上敲響了警鐘。
其實，自2021年以來，天然氣、油價、電價均飆漲。彼時，歐洲電價攀升至10多年來最高水平，日本高峰時段電力供應現(xiàn)貨價格折合人民幣2.76元/千瓦時，印度煤炭供應嚴重短缺，多個城市面臨停電窘境。
我國情況也不樂觀，隨著煤炭價格的飛漲以及能耗雙控等措施的落實，多個省份發(fā)布了限電政策，有地區(qū)甚至無奈對居民用電進行了部分拉閘限制。
一場能源危機，席卷全球。
但誰也沒想到，全球疫情影響帶來的“能源荒”還未消化，俄烏戰(zhàn)爭又使得能源緊缺雪上加霜。
能源安全即國家安全，數(shù)次能源危機以及因為能源引起的戰(zhàn)爭，讓各國將目光逐步投向可再生能源，風能、太陽能等更是被視為戰(zhàn)略資產(chǎn)，得到越來越多的認可。
今天我們就來聊一聊可再生能源之一的風能。
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談到對風的利用，我們首先想到的是風車。
歷史記載，公元前2世紀，古波斯人已經(jīng)開始利用垂直風車來碾米。10世紀，伊斯蘭人發(fā)明風車技術(shù)。11世紀，風車已被廣泛普及于中東地區(qū)。13世紀，風車已成為歐洲地區(qū)不可缺少的原動機，荷蘭更是以風車之國著稱。18世紀，風車對北美墾荒的成功實施起到了重要作用。
其實，人們最早利用風能始于五千年前，古埃及人發(fā)明風力驅(qū)動的帆船，沿尼羅河航行。
我國也在很早之前就利用風帆為船舶提供動力，使用風能提水、灌溉、磨面、舂米。
隨著人們對風的認識，風能開始用于人們生產(chǎn)，但是風的潛力還是未被充分認識。
直至十八世紀初，橫掃英法兩國的一次狂暴大風。據(jù)記載，這場暴風吹毀了四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。
僅就拔樹一事而論，風在數(shù)秒鐘內(nèi)就發(fā)出了一千萬馬力（即750萬千瓦）的功率！
有人估計過，地球上可用來發(fā)電的風力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。即使當前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，也只有風力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。
這組數(shù)據(jù)準確不準確暫且不論，但風的威力是再次引起了人類的注意，風能等待人們?nèi)ラ_發(fā)。
1887年7月，蘇格蘭學者James Blyth在他的度假別墅里，建成了第一臺風電機組，用于蓄電池充電和別墅照明。
1888年冬，美國人安裝了一臺被現(xiàn)代人認為是第一臺自動運行的且用于發(fā)電的風力機。
同一時期，丹麥工程師Poul La Cour經(jīng)過試驗研究發(fā)現(xiàn)：轉(zhuǎn)速慢且葉片多的風電機組性能低于轉(zhuǎn)速快且葉片少的風電機組性能?；诖嗽?，他試制了一臺含4組葉片且額定容量為25 kW的風電機組，為現(xiàn)代風電機組奠定了基礎。
但風電并沒有廣泛應用起來，一是煤炭等資源價格普遍低廉，發(fā)電成本低；二是風力發(fā)電經(jīng)濟性較差且不穩(wěn)定，受到工業(yè)界冷遇。
直至1970年代后，隨著風機制造和大興軍工技術(shù)的突破，延伸至風力發(fā)電，風電技術(shù)得到快速發(fā)展。
20世紀下半葉世界石油危機之后，在化石能源告急和生態(tài)環(huán)境惡化的背景下，風能作為一種清潔高效的可再生能源，在西方國家得到迅猛發(fā)展。
截止2020年年底全球累計風電裝機量約743GW，其中陸上風電710.5GW，海上風電裝機量約32.5GW。
我國風電行業(yè)起步始于上世紀七八十年代，1986年，我國第一座風電場——馬蘭風力發(fā)電廠在山東榮成并網(wǎng)發(fā)電，是我國風電歷史上的里程碑，標志著中國風電的開端。
此后，經(jīng)過三十多年產(chǎn)業(yè)化探索，到2008-2010年，中國風電在經(jīng)歷跑馬圈地的高速發(fā)展后，風電裝機量躍居世界第一。
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我國風能資源豐富，無論是陸上還是海上。
但從資源稟賦上看，我國陸上風電的開發(fā)主要集中在“三北”地區(qū)，電力耗量大的南部及中東南部地區(qū)則處在低風速區(qū)域。
近年來，為促進可再生能源發(fā)展，也為滿足中東南部電力負荷高峰區(qū)域供電需求，我國陸上風電“開發(fā)地圖”明顯出現(xiàn)了“南移”。
這主要得益于技術(shù)進步。據(jù)了解，目前我國可開發(fā)的風速在不斷下探，現(xiàn)在5米/秒甚至以下的低風速資源區(qū)也都進入了可開發(fā)的風區(qū)資源范圍。
國家能源局公布的2021年前三季度風電新增并網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2021年1-9月期間，全國風電新增并網(wǎng)裝機1643萬千瓦，其中約有60%分布在中東部和南方地區(qū)，約40%分布于風電傳統(tǒng)區(qū)域“三北”地區(qū)。
中國可再生能源學會公布的最新數(shù)據(jù)也顯示，2020年，國內(nèi)低風速區(qū)域內(nèi)的風電裝機主要分布在河南、安徽、江西、湖南和湖北五省，與2019年相比，安徽、河南兩省新增裝機增速超過100%，湖南、湖北兩省裝機同比增速均超過了80%。
陸上風電進入高速發(fā)展期。
相比陸上風電，我國海上風電起步更晚。
2007年11月，中海油渤海灣鉆井平臺實驗機組建成運行，標志著我國海上風電正式開始。
2010年6月，我國首個、同時也是亞洲首個大型海上風電場——東海大橋100MW 海上風電場并網(wǎng)發(fā)電，標志著我國海上風電產(chǎn)業(yè)邁出了第一步。
這些年，我國海上風電發(fā)展迅速，數(shù)據(jù)顯示，2020年海上風電新增裝機量超過300萬千瓦，占全球新增裝機量的50.45%。此時，我國海上風電總?cè)萘恳呀?jīng)超過德國，僅次于英國，成為全球第二大海上風電市場。
近日，廣東、江蘇、浙江等多沿海省份陸續(xù)出臺“十四五”規(guī)劃，積極謀劃海上風電開發(fā)，明確進一步擴大裝機規(guī)模，數(shù)據(jù)顯示，未來五年內(nèi)我國海上風電裝機將突破30GW。要知道三峽水電站這種世界級的水電站裝機容量也才2250萬千瓦，這意思是，海上風力發(fā)電的總裝機容量將會達到三峽水電站的約1.5倍。
雖然風力發(fā)電的總裝機容量已很客觀，但只有少部分地區(qū)的群眾才能享受到風電的“福利”。
2021年10月17日，多家風電企業(yè)在“風電伙伴行動”計劃中提出，力爭在2025年將近海和深遠海風電度電成本分別降至0.4元和0.5元。
海上風電即將進入平價上網(wǎng)時代，但實現(xiàn)真正意義上的平價還需要時間。
畢竟海上風電要想實現(xiàn)平價，首先需要降本增效，而這需要整機廠商和主要業(yè)務鏈條企業(yè)共同努力，其中，繞不開的就是技術(shù)問題。
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眾所周知，歐洲是全球最早商業(yè)化發(fā)展海上風電的地區(qū)，技術(shù)、供應鏈、政策和資金體系發(fā)展相對成熟。我國風電起步晚，技術(shù)上幾乎一片空白，尤其風機制造技術(shù)。
有著“海上風電之父”之稱的Stiesdal A/S首席執(zhí)行官Henrik Stiesdal在2019全球海上風電發(fā)展大會談起第一次與中國合作海上風電項目時，感慨地說，30多年前，中國剛啟動海上風電項目，因為是第一次試水，沒有人知道怎么建設，怎么安裝，怎么運維，一切都是從頭開始 ，都是摸著石頭過河。
既然沒有技術(shù)我們就從外面引進，早年國內(nèi)一些主要知名企業(yè)的核心技術(shù)一般都是從國外引進，尤其是從丹麥、德國、西班牙這樣現(xiàn)代風機比較先進的國家引進。
就拿我國第一座風電場——馬蘭風力發(fā)電廠來說，其機組是相關(guān)部門從丹麥引進的。丹麥的維斯塔斯曾長期雄踞全球風力發(fā)電機霸主，至今地位顯著。
據(jù)統(tǒng)計，20世紀初，占據(jù)國內(nèi)風機市場半壁江山的仍然是GE、維斯塔斯及西門子歌美颯三大國際巨頭。直到2006年，國內(nèi)風電整機企業(yè)的市場占有率還不足50%。
但進口設備價格昂貴，后續(xù)服務跟不上，最主要的是核心技術(shù)缺失制約了我國企業(yè)發(fā)展，我國風電發(fā)展急需破局。
為了擺脫對國外技術(shù)引進的長期依賴，更為了促進我國風電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，真正掌握核心的陸上和海上大型風電機組設計與研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)成為我們必須盡快解決的關(guān)鍵任務。
“九五”和“十五”期間，我國政府組織實施了“乘風計劃”、國家科技攻關(guān)計劃，以及國債項目和風電特許權(quán)項目，支持建立了首批6家風電整機制造企業(yè)，進行風電技術(shù)的引進和消化吸收。
2006年，我國政府實施了《可再生能源法》，風電正式進入大規(guī)模開發(fā)應用的階段。
在科技部主導下，我國針對風電整機技術(shù)水平低、自主研制能力差、產(chǎn)業(yè)不完整、可持續(xù)發(fā)展能力弱等問題，規(guī)劃了風電整機成套設備、關(guān)鍵零部件、海上風電、標準規(guī)范體系等4個主要研究方向，由全國23家單位共同承擔，項目直接推動了中國風電配套產(chǎn)業(yè)鏈及其產(chǎn)品創(chuàng)新機制的建立、發(fā)展和完善。
此后，我國陸續(xù)制定出臺了促進風電等可再生能源發(fā)展的相關(guān)法規(guī)和扶持政策，眾多國內(nèi)外企業(yè)大舉投入中國風電制造業(yè)，大多瞄準了風電整機制造。
據(jù)不完全統(tǒng)計，在2008年，進入風電整機制造業(yè)的國內(nèi)企業(yè)一度多達80家，其中代表企業(yè)有金風、運達風電、東方電氣、華銳、國電聯(lián)合動力、廣東明陽、上海電氣等，他們利用自身相關(guān)技術(shù)和工業(yè)基礎，通過聯(lián)合設計或引入戰(zhàn)略合作方從事發(fā)展風電機組的整機設計和制造。
經(jīng)過多年發(fā)展，涵蓋原材料加工、零部件制造、整機制造、開發(fā)建設、技術(shù)研發(fā)、標準和檢測認證體系等各個環(huán)節(jié)的風電設備制造技術(shù)有了相當大的提高，一個具有競爭力的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系已初步形成。
2021年5月22日，中國華能牽頭，與中國海裝聯(lián)合研制的國內(nèi)首臺華能-海裝H171-5兆瓦型國產(chǎn)化高速永磁式海上風力發(fā)電機組在江蘇如東基地成功生產(chǎn)下線，標志著國內(nèi)首次全面掌握了海上風電機組關(guān)重部件的核心技術(shù)，打破了國外的技術(shù)壟斷和封鎖，對實現(xiàn)海上風電全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化，實現(xiàn)海上風電平價意義重大。
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目前，我國風電已進入平價時代，但風電平價上網(wǎng)之路并非一帆風順。
隨著風電裝機成本及運營成本的下降，近些年來我國政府在不斷調(diào)低了風電上網(wǎng)電價。
2021年1月1日開始，根據(jù)國家發(fā)展改革委等有關(guān)部門文件，新核準的陸上風電項目全面實現(xiàn)平價上網(wǎng)，國家不再補貼。
我國陸上風電迎來平價時代。
雖然海上風電也到了平價時代，但業(yè)內(nèi)人士表示，要實現(xiàn)真正意義上的平價還需要兩三年時間。
因為與陸上風電不同，海上風電成本構(gòu)成來源更多元，降本涉及的環(huán)節(jié)更復雜。
數(shù)據(jù)顯示，在海上風電成本構(gòu)成中，風機葉片、傳動系統(tǒng)以及塔筒分別占比為6%、18%、8%，安裝成本為20%，海上電力設施以及海上風電基座等成本占比25%，其余還包括前期勘察、工程維護管理、保險等費用。
行業(yè)普遍認為風機大型化是降低海上風電成本最有效的途徑，于是肉眼可見地，風機的容量和單個葉片都在變得越來越大。
海上風機不但要能抵御大風，抗腐蝕，更重要的是故障率低。因為其維護成本太高，大約占到度電成本的25%。這就對機組的可靠性，對風機企業(yè)的抗風險能力都提出了更高的要求。
盡管廣東、浙江等省份陸續(xù)出臺了力度不一的地補政策，但對于海上風電開發(fā)而言，電價沒有辦法完全覆蓋投資及建設成本，投資收益率較難保證仍然是目前面臨的最大問題。
補貼發(fā)展不是長久之計，風電行業(yè)要想實現(xiàn)市場化，終究還是需要“斷奶”。
此外，還值得的注意的是，我們在關(guān)注設備制造成本、度電成本、運營成本的時候，也應該關(guān)注一個風電項目的融資成本。
畢竟風電項目投資大，回報周期長，若想完全市場化，還需要社會資本更多參與。
構(gòu)建綠源金融體系，實現(xiàn)股權(quán)融資、債務融資等融資渠道多元化，以降低風電項目融資門檻和融資成本。
在建設成本及融資成本雙雙降低情況下，風電市場化會更加順暢，這也為我國在面對全球能源危機下，提供了更多籌碼。此外，在實現(xiàn)碳達峰碳中和目標，風電還將發(fā)揮更大的作用。