我國風(fēng)力發(fā)電建設(shè)成就巨大，截至2019年底，并網(wǎng)裝機總?cè)萘窟_(dá)到2億千瓦以上，居全球各國首位，裝機量在我國發(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。風(fēng)力發(fā)電為我國電力能源本土化、多元化、降煤減排和帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
經(jīng)過近20年的發(fā)展，我國建成了比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈，成為可為全球風(fēng)電整機制造商供貨的"世界工廠"，完成了相當(dāng)?shù)娜瞬?、知識、裝備、資本的積累，在設(shè)備國產(chǎn)化、制造技術(shù)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(yīng)該說，我國風(fēng)電事業(yè)開局良好，陸上、海上風(fēng)電雙雙實現(xiàn)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(yōu)、做強，拉動中國經(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10-20億千瓦(年平均增長速度至少30GW)，任務(wù)相當(dāng)艱巨。
當(dāng)前，在取得成績的同時，也要看到我國風(fēng)電存在下列主要問題：
首先，我國風(fēng)力發(fā)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(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和提高競爭優(yōu)勢，風(fēng)電的度電成本應(yīng)該降到0.20元/千瓦時以下。因此，風(fēng)電需要大幅度降低制造和運維成本，進(jìn)一步提高發(fā)電效率。
其次，大規(guī)模長距離風(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)電場建在風(fēng)能資源條件相對較差的地區(qū)，發(fā)電成本居高不下，環(huán)境、社會矛盾日益突出。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)電項目，如甘肅省、吉林省的風(fēng)電場出力限制嚴(yán)重。風(fēng)電場電力輸送問題不解決，風(fēng)電大規(guī)模、長遠(yuǎn)發(fā)展就難以實現(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、國企附屬的二級企業(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)級國家隊，沒有形成面對全球風(fēng)電開發(fā)的國際化領(lǐng)軍企業(yè)，造成了低水平重復(fù)投資，人力、資金浪費嚴(yán)重;企業(yè)信譽不高，融資成本高;缺乏長遠(yuǎn)打算和國際化視野等弊端。
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。這在我國已經(jīng)有豐富的經(jīng)驗，建議規(guī)模還要更大。單個連片風(fēng)電場規(guī)?？蛇_(dá)到數(shù)千萬千瓦到億千瓦等級，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)揮國家制度優(yōu)勢紅利。風(fēng)電場選址優(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，這種場地環(huán)境和社會矛盾比較少，相應(yīng)的成本也會低很多，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，結(jié)合大規(guī)模開發(fā)模式，選擇較大功率的機型，如單機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、機艙、塔筒等現(xiàn)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(yuǎn)距離電力傳輸問題。風(fēng)電場規(guī)模足夠大，發(fā)電成本足夠低，但是風(fēng)電場距離電力負(fù)荷太遠(yuǎn)，這樣大規(guī)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(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數(shù)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(jīng)濟(jì)性方面不具備優(yōu)勢。
現(xiàn)有較有希望的可能替代方案有：
• 氣體絕緣管廊送電GIL。
我國已經(jīng)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(jié)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(guī)模建設(shè)，多回路集束在一個管廊內(nèi)，並且利用現(xiàn)有特高壓輸電線路走廊，可以實現(xiàn)數(shù)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(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，建成全國的網(wǎng)絡(luò)。可以先行建立一個示范網(wǎng)絡(luò)，規(guī)模小一點，但必須五臟俱全。氫能和電能互相轉(zhuǎn)換，密不可分。國內(nèi)已經(jīng)有多家研發(fā)機構(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，就近提供航運動力燃料，促進(jìn)航運減排。
無論是國家電力大動脈技術(shù)改進(jìn)，還是氫能源大動脈構(gòu)建，都屬于國家戰(zhàn)略工程，需要傾全國之力來完成。發(fā)揮制度優(yōu)勢，集中力量打殲滅戰(zhàn)，發(fā)展兩三個億千瓦級規(guī)模的風(fēng)電集團(tuán)，組建國家氫能源集團(tuán)，國家隊的建設(shè)應(yīng)該盡快提上日程。
作者簡介：
陳濤，1937年出生，畢業(yè)于清華大學(xué)動力系，是早期投入我國風(fēng)電開發(fā)的專家之一。退休前任職于福建省電力系統(tǒng)，退休后長期擔(dān)任中節(jié)能風(fēng)力發(fā)電股份有限公司顧問。
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