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提升风机效率是风电降本关键——访远景能源副总经理王晓宇

国际新能源网  来源:中国能源报  日期:2017-07-12
    当前,与光伏行业相比,风电面临非常迫切的成本下降压力,从风机制造企业的角度,如何评估下一阶段的成本下降趋势,其下降空间能否达到市场要求?
 
  王晓宇:首先,我认为光伏和风电并不相互对立,可能定义为竞合关系更为确切。从历史角度看,风电度电成本一直比光伏低很多,但另一方面,特别是近几年,光伏的成本下降速度已经明显超过了风电,加之光伏行业更加贴近用电侧分布式发展模式,因而成为近期关注热点。当然,我们也非常乐见光伏度电成本能够进一步下降。
 
  但是,我觉得风电本身也具有很大的成本下降空间。单纯从技术角度而言,与很多成熟行业的科学技术相比,风电还有很多可以提升的空间。
 
  问:这些空间具体体现在哪些方面呢?
 
  王晓宇:首先,光伏成本下降速度非常快,但其效率提升的速度却远没有达到预期。虽然风电成本的下降速度并不尽如人意,但能量利用效率的提升速度却非常抢眼。10年前,82米的风轮直径在业内已经是很大了,那时常见的风轮直径只有50米、60米。而现在,直径达到140米、150米、160米的风轮都已经不再是新鲜事了。风轮直径的增大会成比例提升风能效率。
 
  除了风轮直径,轮毂高度也是一个非常重要的参数。轮毂高度提升以后,在很多地区,特别是中东部地区,风速增加非常明显。也就从去年开始,风电行业才意识到,原来测风时竖80米、90米高的测风塔,风速只有5m/s左右,但如果把塔筒高度上升到140米,风速会提高1m/s。这意味着我们可能还有很多新的资源待发现。
 
  光伏行业在材料方面的突破和提升所引发的成本效应,可能就像芯片一样,会呈摩尔指数式下降,而制造风机大量应用的还是像钢材这样的传统材料,所以很难像光伏一样,但其在捕风效率、能量转化效率提升上仍有很大空间。
 
  问:那么,在整体的风机功率上,国内的大型风机研发制造在国际范围内处于怎样的水平?
 
  王晓宇:国内大型风机优势并不明显,但并非取决于研发水平,主要还是由国内的市场需求决定。
 
  我相信目前国内企业有能力制造即便是10兆瓦的风机。但是风电和火电装机很大的差别在于,风电不是靠可控能源发电,所谓的兆瓦数只是一个名义兆瓦数。各不同的市场有不同的单位千瓦扫风面积,目前,在我国用电负荷较大的地区,风资源相对较差,风功率密度较低,这时如果想捕获足够能量,就意味着风轮直径必须同步增加。但若能够捕获的能量是相对固定的,继续增加功率反而是浪费。
 
  海上风电也是同样道理,很多地方政府为争夺海上风电资源,提出了鼓励使用5兆瓦、6兆瓦、8兆瓦甚至10兆瓦的风机。的确,欧洲海上风电使用的多为大兆瓦风机,但欧洲海上风场的风速非常高,在北海风场,风速基本都在9m/s以上。在如此高风速条件下,风能密度很高,风轮直径太大反倒没有必要,一定的扫风面积就可以捕获足够能量。这时使用2兆瓦、4兆瓦的风机可能就不够划算,多数情况下,6兆瓦、7兆瓦甚至8兆瓦的风电更为合适。同时,增加风机兆瓦数,还会节省很多基建投资。但在中国,除福建海峡部分地区风速能够到达9m/s外,广东风速通常只有6-7m/s,江苏可达到7-8m/s,山东很多地方风速只有约6m/s。这种情况下,使用7兆瓦、8兆瓦、10兆瓦的风机意义不大。
 
  问:当前,陆上风电的可开发风速已经突破到5m/s,您如何看待这种可开发风速下降的趋势,是否会存在极限风速呢?您认为未来几年影响风电开发的重要技术突破可能在哪些方面?
 
  王晓宇:风速下降到4.7m/s左右以后,其实际蕴含的能量会越来越少。当风速越来越低,就要用更高的成本去捕捉能量。风速从5.5m/s降到5.2m/s甚至继续下降,虽然风速呈现线性下降,但可开发的区间却不是线性增长。事实上,当塔筒高度达到120米,风速维持在5m/s左右,中国几乎有70%-80%的地区都可以开发风能资源了。当然,这并不是一种特殊的技术,将相应的技术应用到高风速区域,发电小时数就会呈现更加明显的增长。但若将“三北”地区的风电外送到负荷中心,也要考虑输送成本。
 
  问:除了技术手段外,还有哪些是影响风电平价上网的重要因素?
 
  王晓宇:按照国家能源局制订的路线图,发电侧的平价上网是在2020年,我认为除了技术准备,还必须用市场化手段解决现在电力交易的问题。必须要让风电企业在平价上网后,依然能赚到钱。
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