终于看到11月了,来到即将载入中国乃至世界发电史册的某一个日子:人类利用绿色能源、利用高空风发电的日子就要来临。
经过近二十年的原理探索、技术研究、产品开发,高空风能发电技术终于站在并网发电即产业化的门槛上了。
2022年9月24日,安徽绩溪高空风能发电新技术科研项目35kV送出工程全线贯通。这意味着高空风能发电物理联网并入电网,高空风能发电项目,向成功并网发电又迈出了坚实的一步。某一天某一刻,来自高空的风能变成地面发电站的电能输入电网开始持续不断地运行,中国利用高空风能发电终于踏踏实实地走在世界前列。高空风能发电也从一些人的“笑话”成为清洁能源的真实实践,也成为一个最新新词:高空风能发电站。这才有了笔者本文的题目:电自空中取,风从东方来。
所谓绿色能源都有一个特征,来自大自然并可以反复循环使用。来自大自然无私的馈赠。光伏发电来自太阳,风能发电来自自然界的风能,潮汐发电来自湖水和海水的波动。它们共同把原先白白流失的自然能源给利用起来,造福于人类,源源不断地向人类社会提供能源、提供电力。
从目前人们认可的分类方法来说,大致在离地300米以上的风能称为高空风能,300米以下就是普通风能发电。中国的普通风能发电产业已得到长足发展,不仅在中国得到广泛应用,也走出国门作为中国制造的领军产业得到国际认可。
从普通风能发电看300米以下风电的现状发现,在风力发电方面,根据GWEC的数据,2021年全球风电新增装机量93.6GW,预计2025年全球风电新增装机量将达到111.2GW。就累计装机量情况而言,据GWEC数据,2021年全球风电累计装机量达到837GW,同比2020年增长12.80%。从区域分布来看,截至2021年底,全球风电装机总量837GW,其中中国位 居 第 一 ,装 机 总 量 达338.31GW,占世界总装机容量的40.40%。美国风电装机总量为 134.40GW,占比为16.05%,仅次于中国。德国虽然在2021年新增装机容量不是很多,但作为老牌风电强国,累计装机容量仍占第三 位 ,风 电 装 机 总 量64.54GW,占比7.71%。印度和英国的装机总量分别为40.08GW 和 26.59GW,分别占比4.79%和3.17%。中国和美国风电累计装机量占世界总装机量的比例超过50%,前五的国家占比超过70%。
2021年全球风电细分海上陆上占比情况:97%是陆上风电、3%是海上风电。就海上风电来看,2021年全球陆上 风 电 累 计 装 机 量 为782GW,同比 2020 年增涨10.22%;海上风电累计装机57GW,同 比 2020 年 增 长58.77%。2021年全球海上风电新增装机21.1GW,前三分别为中国、英国、越南。其中,中国海上风电新增装机占比80%,英国海上风电新增装机占比11%,越南海上风电新增装机4%。2021年全球海上风电新增装机量主要国家占比,80%是中国,11%是英国,其余为越南、丹麦、荷兰。上述是全球风电概貌。
再来了解中国风电产业现状。我国是世界上最大的能源需求国之一,工业持续发展加速能源需求增长背景下,叠加目前国内煤炭能源仅供消耗四十年左右,能源结构改变势在必行,政策主导下,我国风电累计装机量持续增长。国家能源局数据显示,2021年中国风电累计装机量达328.5GW,占比国内发电装机总量的13.8%,仅次于水电和火电。从风力发电新增装机容量来看,2020年是国内陆上风电补贴最后一年,抢装潮带动我国新增装机量爆发式增长。2021年是陆上风电平价元年,整体新增装机量下降较大,实际装机量符合甚至略高于行业预期,主要因海上风电装机量大幅度增长。2017年我国风电发电量仅为3057万千瓦时,到2021年,风电发电量已达6526亿千瓦时,同比2020年增长40.5%。此外,平均利用小时数也表现为稳步趋势,从2017年1948小时增长至2246小时。利用小时数较高的省区中,福建2836小时、蒙西2626小时、云南2618小时。从中明显看得出迅猛的发展速度。
2021年中国风力发电量占全国发电总量的8.04%,较2017年的4.74%增长3.3%。装机量仅为最大功耗能级,为考虑设备安全性加之设备检修等,实际发电量不到八成,所以,发电量占比低于装机量占比。根据中国风能专委会数据显示,截至2021年底 ,2.0MW 以 下 ( 不 含2.0MW)累计装机容量同比2020年下降了6个百分点;2.0MW至2.9MW 同比下降了5个百分点;3.0MW 及以上风电机组累计装机容量占比达到23%,比 2020年增长了约1个百分点。新增装机来看,2021年新吊装风电机组中3.0MW(不含3.0MW)以下装机容量占比约 20% , 3.0MW 至 5.0MW( 不 含5.0MW)风电机组新增装机容量占比达到56.4%,5.0MW及以上风电机组新增装机容量占比达23.3%。反映高功率风机占比提升。
再来看海上风电装机情况。海上不同陆地,整体风力更强,目前受限于成本问题规模较小,政策相继出台推动海上风电渗透率持续走高,2021年达8%左右。虽然目前整体装机量仍较低,仅为26.39GW,但海上风电具备不占陆地,风力供给更充足、可发电时间长等优势,未来将是风电的关键方向。
最 近 ,明 阳 智 能OCEANX漂浮式产品发布会推出全球容量最大的风机,也是全球最轻的漂浮式风机。两台8.3MW超紧凑风机,风轮直径182m,额定满发1330kW,可抗台风。对于漂浮式的挑战是比较浅的区域,今年年底在南海进行试验和开发;我国海南、日本、韩国、欧洲也在申请试验项目。公司获得英国第四轮CFD唯一的风电场漂浮式项目 ,相 信 蓝 色 能 动 号(OCEAN X)会有用武之地。而今年8月刚产生的记录又被打破,全国首台投入商用的11MW风机完成吊装,中国海上风电正式迈入11MW时代。
上面都是300米以下的普通风电,而不是300米以上的高空风电,与日新月异的普通风电相比,高空风电就是一张白纸,现在中路股份与中能建携手推动高空风电的产业化,也许成绩不会一蹴而就,但人们已经看到远景:高空风电将重复普通风电的发展趋势,从无到有,从陆地到海洋,从中国到世界。
记住笔者的这句话:半年以后再看高空风电。
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