出版时间:2015年06月 |
本文对中国风电产业的发展历程进行了历史性的回顾,并对市场创设、技术形成与发展、发展中遇到的主要问题进行了分析与讨论。笔者认为,发展风电产业是实现能源清洁化和温室气体减排的重要举措,应该大力发展。但是,我国选择的发展大规模风电基地的技术经济路径,使得整个产业面临生产与消费之间在地理空间上的不平衡,加大了电网消纳风电的难度并提高了风电的综合成本。今后应该加强电力需求预测研究,拓展新的消纳模式,提高风电本地消纳比例。另外,还应通过发展智能电网和离网与分布式风电等措施,推动产业技术进步,促进风电产业的优化发展。
This chapter reviews the development of China’s wind power industry,the process of market creation,technology formation and innovation,as well as key issues during the development.The author believes that the development of wind power is an important strategy of cleaning of energy production and green house gas reduction,and should be encouraged.However,the technological routine to develop super wind power bases which China chose is not the best,as it causes the problem of vast cost of long distance transmission and the difficulty of treatment by grid.The industry should strengthen the studies on demand forecasting of electricity,and should expand the application modes to consume more wind power,especially to consume more wind power in the regions around the wind power bases.Other recommendation includes the development of smart grid,the encouragement of R&D,the separated application and dispersed electrical system which combined wind power and other energy including natural gas,pumped-storage hydro-plants and PVs.
风电产业可以说是我国21世纪以来发展最快的产业,2013年风电装机容量是2001年的2388倍,为拉动投资、创造就业、减少温室气体排放等做出了重要贡献。在我国全社会注重治理雾霾的大背景下,风电作为低碳清洁的可再生能源,受到了各方面的重视。但是,在风电发展过程中也遇到了很多问题,如对电网的冲击、风电装机发展过快超出电网输送能力、风电设备本身的安全性、风电价格补贴等。
目前中国已经是世界上装机容量最大的国家。但是,与大多数产业相似,“产能过剩”、“关键技术依赖国外”和“自主创新能力不足”等老生常谈的问题同样上演于中国的风电产业。从理论上来说,一个市场创设型[1]的产业如何发展,是一个重要的理论与实践问题,值得深入探讨。
本报告将对中国风电产业进行深入分析,重点研究风电产业发展与技术扩散的过程与机制,以及推动产业良性发展的政策因素。同时,以风电产业为例,探讨困扰中国产业发展中面临的上述共性问题,并提出相应的政策建议。
一 产业描述
(一)产业定义
产业定义的目的在于界定中国风电产业的产业链,也是界定研究的范围。根据产业特点,风电产业链构成如图1所示。
图1 风电产业链构成
风电产业链可以按照生产阶段划分为三个部分。
1.电网
电网作为市场的需求方,具有重要作用。电网的消纳能力与消纳意愿,决定了风电产业的发展空间。
2.风电产业
包括风机零部件制造、风机整机机组制造、风电场建设及运营三个组成部分。风电产业自身的技术进步,是形成风电产业的必要条件。其中,风机生产商是制造业厂商,而风电场建设运营一般由电力公司进行。
3.原材料生产
风机制造可以算得上高科技产业,风机需要在野外恶劣环境中运行,因此,对材料的要求相对较高。如风机对所使用的钢铁、铜线、碳纤维等都有较高的要求,原材料的价格走势也对风机的成本有重要的影响。
(二)产业特点
1.我国拥有丰富的风电资源,具备发展风电产业的资源基础
风能是一种清洁的永续能源。与传统能源相比,风力发电基本不依赖外部能源,没有燃料价格风险,发电成本稳定。目前风电已经成为除水电之外成本最接近传统燃煤发电的可再生能源。
我国风力资源丰富,根据国家气象局的资料,我国离地10米高的风能资源总储量约为32.26亿千瓦,可开发利用的风能储量约10亿千瓦。其中,陆地上风能储量约2.53亿千瓦(按陆地上离地10米高度资料计算),海上可开发和利用的风能储量约7.5亿千瓦[2]。发展风电产业对于推动化石能源向清洁能源转变,以及实现绿色发展具有重要意义。同时,风电产业也是国家重点支持的战略性新兴产业之一。
2.风电产业是典型的市场创设型产业
风电产业与其他产业最大的不同是,如果没有来自政府的扶持,它的市场就仅限于偏远地区、荒漠、海岛等普通电力网络无法覆盖的边缘市场,而不能成为一个快速发展的大规模产业。
从产品性质上讲,风电的竞争者——传统能源电力,如燃煤发电具有完全的替代性,甚至还要优于风电,因此,如果单纯依靠市场力量,在常规地区就不会存在风电的市场。出于发展绿色电力来减少温室气体排放和替代可耗竭化石能源的目的,政府选择通过补贴甚至强制手段来形成这一市场。一旦这种强力支持不存在,目前技术水平的风电产业在瞬间就会消亡。
对外部支持力量的依赖是风电产业的最大缺陷。新能源产业发展始终面临一个问题,就是如何推动行业本身的技术进步来降低成本,直到其成本可以与传统能源相竞争;否则,其发展是不可持续的。因此,技术进步是风电产业得以持续下去的关键要素,这是研究风电产业的出发点。
3.风电产业是高度集成的技术创新型产业
风电产业集成了多项复杂技术,包括高强度、大半径叶片的生产技术,垂直轴风力发电机生产,控制系统技术,风力预测,风电出力平滑,风光互补,风电并网等。这些复杂技术集成在一个系统之内,对设计、制造、安装、运营维护、并网等都提出了很高的要求。正因为如此,风电产业在技术形成期需要较高的成本。伴随产业成长,每一个环节都可能发生明显的技术创新,包括关键材料的生产技术,发电效率的提高,关键零部件寿命的延长,维护水平的提高,设备利用效率的提高等。另外,生产规模的扩大和学习曲线的演进,也会导致风电产业成本迅速