我國(guó)風(fēng)力發(fā)電建設(shè)成就巨大，截至2019年底，并網(wǎng)裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到2億千瓦以上，居全球各國(guó)首位，裝機(jī)量在我國(guó)發(fā)電方式中在火電、水電之后位居第三名，年發(fā)電量占總發(fā)電量5%強(qiáng)。風(fēng)力發(fā)電為我國(guó)電力能源本土化、多元化、降煤減排和帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
經(jīng)過近20年的發(fā)展，我國(guó)建成了比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈，成為可為全球風(fēng)電整機(jī)制造商供貨的"世界工廠"，完成了相當(dāng)?shù)娜瞬?、知識(shí)、裝備、資本的積累，在設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、制造技術(shù)國(guó)際化、單機(jī)容量大型化、提高效率、降低成本等諸多方面成績(jī)巨大。應(yīng)該說，我國(guó)風(fēng)電事業(yè)開局良好，陸上、海上風(fēng)電雙雙實(shí)現(xiàn)了全球新增最多，完成了一場(chǎng)精彩的序幕，為下一個(gè)20年做優(yōu)、做強(qiáng)，拉動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的更大發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。
在全球能源轉(zhuǎn)型和氣候變化壓力形勢(shì)下，風(fēng)電替代煤電的比例必須加大。今后20-30年，風(fēng)電占比應(yīng)該達(dá)到20%以上，也就是需要增加風(fēng)電裝機(jī)10-20億千瓦(年平均增長(zhǎng)速度至少30GW)，任務(wù)相當(dāng)艱巨。
當(dāng)前，在取得成績(jī)的同時(shí)，也要看到我國(guó)風(fēng)電存在下列主要問題：
首先，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電成本較高，還沒有完全脫離財(cái)政的補(bǔ)貼，暫時(shí)還不能反哺國(guó)家財(cái)政。為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和提高競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，風(fēng)電的度電成本應(yīng)該降到0.20元/千瓦時(shí)以下。因此，風(fēng)電需要大幅度降低制造和運(yùn)維成本，進(jìn)一步提高發(fā)電效率。
其次，大規(guī)模長(zhǎng)距離風(fēng)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(chǎng)條件最佳的邊遠(yuǎn)地區(qū)大片資源沒有得到充分開發(fā)，大量風(fēng)電場(chǎng)建在風(fēng)能資源條件相對(duì)較差的地區(qū)，發(fā)電成本居高不下，環(huán)境、社會(huì)矛盾日益突出。結(jié)果導(dǎo)致中部、東部和南部的可開發(fā)資源快用完了，已經(jīng)建成的許多風(fēng)電項(xiàng)目，如甘肅省、吉林省的風(fēng)電場(chǎng)出力限制嚴(yán)重。風(fēng)電場(chǎng)電力輸送問題不解決，風(fēng)電大規(guī)模、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展就難以實(shí)現(xiàn)。
第三，由于風(fēng)電的分散性發(fā)展，且技術(shù)、管理水平門檻不高，小企業(yè)也能搞風(fēng)電，致使我國(guó)風(fēng)電開發(fā)企業(yè)規(guī)?？傮w偏小。頭部開發(fā)商基本上是央企、國(guó)企附屬的二級(jí)企業(yè)，至今尚沒有形成如中石油、五大電力、中廣核等那樣的集團(tuán)級(jí)國(guó)家隊(duì)，沒有形成面對(duì)全球風(fēng)電開發(fā)的國(guó)際化領(lǐng)軍企業(yè)，造成了低水平重復(fù)投資，人力、資金浪費(fèi)嚴(yán)重;企業(yè)信譽(yù)不高，融資成本高;缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)打算和國(guó)際化視野等弊端。
為了克服上述問題，提出下列設(shè)想：
一、采用大規(guī)?；鼗ㄔO(shè)發(fā)展模式，發(fā)電成本可有望降到0.20元/度以下。這在我國(guó)已經(jīng)有豐富的經(jīng)驗(yàn)，建議規(guī)模還要更大。單個(gè)連片風(fēng)電場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到數(shù)千萬(wàn)千瓦到億千瓦等級(jí)，包括海上風(fēng)電的連片大規(guī)模集中開發(fā)建設(shè)，從而更加深入地發(fā)掘規(guī)模效益，充分發(fā)揮國(guó)家制度優(yōu)勢(shì)紅利。風(fēng)電場(chǎng)選址優(yōu)先考慮面積足夠大、風(fēng)資源良好、人口稀少、戈壁或者沙漠，這種場(chǎng)地環(huán)境和社會(huì)矛盾比較少，相應(yīng)的成本也會(huì)低很多，還能結(jié)合邊遠(yuǎn)地帶開發(fā)和治理荒漠促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。
同時(shí)，結(jié)合大規(guī)模開發(fā)模式，選擇較大功率的機(jī)型，如單機(jī)5兆瓦及以上。大規(guī)模開發(fā)還可以采用特大、特重部件如槳葉、機(jī)艙、塔筒等現(xiàn)場(chǎng)制作或組裝的方式來大幅降低制造成本和運(yùn)輸費(fèi)用。
二、重點(diǎn)解決遠(yuǎn)距離電力傳輸問題。風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模足夠大，發(fā)電成本足夠低，但是風(fēng)電場(chǎng)距離電力負(fù)荷太遠(yuǎn)，這樣大規(guī)模長(zhǎng)距離的能源輸送還沒有先例。這是我國(guó)國(guó)情帶來的，是必須面對(duì)和解決的課題。
現(xiàn)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(gè)數(shù)量級(jí)。目前單回路輸電能力在600萬(wàn)千瓦，要輸送幾千萬(wàn)千瓦電力就要許多回路。線路走廊占地過多，從經(jīng)濟(jì)性方面不具備優(yōu)勢(shì)。
現(xiàn)有較有希望的可能替代方案有：
• 氣體絕緣管廊送電GIL。
我國(guó)已經(jīng)建成淮南到上海1000千伏過長(zhǎng)江蘇通段GIL管廊輸電線，這是一個(gè)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(jié)省地面空間，好處多多。目前的問題是造價(jià)偏高，將來如果大規(guī)模建設(shè)，多回路集束在一個(gè)管廊內(nèi)，並且利用現(xiàn)有特高壓輸電線路走廊，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)千萬(wàn)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(chuàng)。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(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)，這將是完全可能的)，再全程采用。
• 風(fēng)電制氫，全國(guó)的制、存、輸、充氫氣網(wǎng)絡(luò)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(fā)利用需要像電力一樣，建成全國(guó)的網(wǎng)絡(luò)?？梢韵刃薪⒁粋€(gè)示范網(wǎng)絡(luò)，規(guī)模小一點(diǎn)，但必須五臟俱全。氫能和電能互相轉(zhuǎn)換，密不可分。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多家研發(fā)機(jī)構(gòu)投入，當(dāng)前力量比較分散，還沒有形成系統(tǒng)和規(guī)模。
風(fēng)電制氫場(chǎng)景更適合深遠(yuǎn)海情況，發(fā)出來的電就地轉(zhuǎn)換成氫氣，就近提供航運(yùn)動(dòng)力燃料，促進(jìn)航運(yùn)減排。
無(wú)論是國(guó)家電力大動(dòng)脈技術(shù)改進(jìn)，還是氫能源大動(dòng)脈構(gòu)建，都屬于國(guó)家戰(zhàn)略工程，需要傾全國(guó)之力來完成。發(fā)揮制度優(yōu)勢(shì)，集中力量打殲滅戰(zhàn)，發(fā)展兩三個(gè)億千瓦級(jí)規(guī)模的風(fēng)電集團(tuán)，組建國(guó)家氫能源集團(tuán)，國(guó)家隊(duì)的建設(shè)應(yīng)該盡快提上日程。
作者簡(jiǎn)介：
陳濤，1937年出生，畢業(yè)于清華大學(xué)動(dòng)力系，是早期投入我國(guó)風(fēng)電開發(fā)的專家之一。退休前任職于福建省電力系統(tǒng)，退休后長(zhǎng)期擔(dān)任中節(jié)能風(fēng)力發(fā)電股份有限公司顧問。
評(píng)論