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风电降成本迫在眉睫 行业企业使出了哪些“黑科技”?
发布时间:2016-11-28 17:09:08   浏览次数:236

2015年,我国陆上风电开发量创历史新高,年新增装机超30GW,但同时也伴随着日益严重的弃风限电,电网建设严重滞后等问题,风电开发被迫从资源富集区域向中东南部迁移,被很多业内专家称为是风电的“拐点年”。

2016年伊始,从国家能源局到各地方发改委、能源局等陆续出台了一系列的管理办法、保障制度、监管措施,为保证风电在新的电力历史形势下平稳过渡、稳中求进、良性发展。应对能源改革的大势、电力市场的开放、原材料成本下降空间的局限、资源条件日益复杂的挑战,中国风电真的准备好了么?

为了达到国家提出的“到2020年非化石能源占比达到15%”的目标,经过研究和测算,到2020年风电等非水可再生能源占全部发电量的比重要达到9%,风电的占比要达到6%-7%左右。

新能源替代传统能源的空间巨大,但如果风电行业未来几年里不能在技术方面取得突破性进展,那么仅仅依靠补贴来实现上述目标,不仅将会遭到来自下游的抵制,也会遭到来自火电的竞争压力。

专家认为,除了非化石能源替代化石能源以外,新能源本身也具有很强的替代效应,未来风电、光伏发电、光热发电等谁的成本下降快谁就在能源转型中扮演更加重要的角色,就能占有更多的市场份额行业。

远景能源副总裁田庆军曾在第八届中国能源企业高层论坛上表示,风电行业之所以能取得今天的成绩,关键是在过去的几年里,通过叶片技术和智能控制技术,风机平均每年在保持5%-8%效率提升的同时,成本平均每年下降5%-10%

事实上,风电装机在屡创新高的同时,仍有超过半数的风机制造企业处在盈亏的边缘,在2016年北京国际风能大会上,国家能源局新能源与可再生能源司副处长李鹏直言,风电成本还要在现在电价基础上再下降20%25%,这是一个必须完成的硬任务,而且这个时间窗口可能只有5年,最多也不会超过10年。

那么为了降低风电成本,有哪些企业正在进行积极的探索,未来会给风电行业带来怎样的变化?

风电成本的构成』

为了明确风电技术发展的方向,我们有必要对风电项目的成本构成进行一一分解。从全生命周期来看,风电的成本主要可以分为机组(采购)成本、(风场)建设成本(包括塔筒与基础等)、(风场)运维成本、人员成本与材料费等。

以南方低风速地区为例,机组成本约为4000/kW、建设成本约为40004500/kW、运维成本约为每年120130/kW、人员成本约为每年30/kW、材料费等约为70/kW。根据2015年统计结果,低风速地区目前年等效小时数约为1950小时。

按照折现率为8%计算,可以计算得到南方低风速地区的LCOE约为0.510.54/kWh(本计算未考虑折旧与税收影响)。该度电成本低于风电上网电价,因此南方低风速地区的项目能够盈利。

低风速地区风电成本组成


哪些企业在探索?』

>>>> 西门子˙风电储热系统

西门子近日宣布正在研发风电储热系统,致力于大幅降低风电成本。目前西门子操作的储能解决方案是测试装置,称作未来能源解决方案(FES)。该系统是将过剩的风电转换为热能储存在绝缘罩内。当需要额外的电力时,蒸汽轮机将热能转换回电力。该装置正在测试超过600摄氏度以上温度时的工作性能。研究者在汉堡的Trimet铝冶炼厂建立了一个完整的储热系统,可储存36MWh电力。西门子的小型蒸汽轮机,将作为整个系统的一部分,一天发电时长可达到24小时,发电量可达到1.5MW。初期开发阶段取得的成效是增长了25%,而根据理论上预测,未来将翻倍。

>>>> 金风科技˙混凝土塔架

当前中国中东部和南方地区风电开发正在加速,而上述地区多具有低风速、大风切变、大湍流、运输困难等特点,金风科技顺应这一市场趋势,适时推出适用上述地区的混合式塔架,据介绍,该项技术突破了中国在此领域空白并已获得CGC鉴衡设计认证证书和22项专利授权。在2MW项目上运用100米混合式塔架能节省约15%的投资成本。

混合式塔架技术不仅仅是塔架设计,而是涉及到整机设计、结构设计、生产模具设计、现场施工设计等多个环节,所体现的是风电整机厂商的综合研发实力。金风科技总裁王海波在10月份接受《能源》记者的专访中提到,金风科技致力于打造全优产业链,从而降低整体制造成本。

>>>> 远景能源˙超导风机

超导风机是风电技术的珠穆朗玛峰,被认为是通往10MW级别及以上的风电机组的唯一路径。由于超导体的零电阻特性解决了散热问题,提升了功率密度,有志于研发更高能量利用率、更大单机容量风机的风电公司,都选择押注超导技术。

超导技术成功应用于风机行业后,对风电领域来说,将是一种非线性的颠覆式改变,这一应用将大幅度提高发电机功率密度和转矩密度,预计比传统永磁发电机提高至少50%,风电度电成本有望下降30%

>>>> IBM˙IT数字技术

“我们正在和一家海上风电运营商合作,整合其风机选址、运维的各项数据,使之做到风机数字化,实现物理世界和虚拟世界的融合,可以提高风机的出力。”IBM大中华区能源与电力行业总经理余红光在接受《能源》采访时说。

从过去几年陆上风电的发展经验来看,大数据、云计算已经改变了风电企业原有的业务模式,IT数字化技术可满足长期以来风电对高灵活性的需求,实现更有效地并网。余红光认为,更智慧的数字技术正在推动风电行业的转型,IBM将在海上风电发展中扮演重要角色。

>>>> 通用电缆˙铝合金电缆

在风电降成本的大潮中,美国通用电缆(中国)也将发挥出自己的优势。2015年通用电缆将风电作为重点开发行业,相比传统电缆,铝合金电缆拥有诸多优势,重量轻、敷设轻便、7倍的弯曲半径为风力发电项目节省了安装时间与施工成本。在2016年北京国际风能大会上,美国通用电缆(中国)高级总监古军告诉《能源》记者,该公司的铝合金电缆已经覆盖进中国前十名的风机商,与传统的铜缆相比,铝合金电缆至少可以降低30%的成本。美国通用电缆作为铝合金电缆导体的研发者专利者与使用者,可以提供专业衔接的解决方案,解决融阻变难题,利用热冷塑料,根据温度发生颜色变化的特性,现实可视化管理,并根据颜色变化来检查线路,判断性能,达到现场发现问题解决问题的目的。

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