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供電、減排、就業:全球風能發展的驅動力

   日期:2015-08-28     瀏覽:800    評論:0    
核心提示:全球風能發展的內在驅動力全球氣候惡化的嚴峻性,人類文明發展的促進性以及發展風能在全球電力供應、CO2減排、就業等方面帶來的

全球風能發展的內在驅動力

全球氣候惡化的嚴峻性,人類文明發展的促進性以及發展風能在全球電力供應、CO2減排、就業等方面帶來的收益都成為發展風能的驅動力。


一、供電:替代化石能源的生力軍

 


(一)處于能源過渡期的化石能源將逐步被風能等新能源所替代

極端天氣頻發,全球變暖,氣候惡化的嚴峻性正成為全球面臨和亟需解決的重要問題,然而政治、經濟、制度惰性中存在著的更大障礙已使此問題懸而未決太長時間了。化石燃料產業——當今世界上最強大的既得利益集團,不斷采取一切辦法混淆科學及減慢政策進程。

但隨著過去幾十年風能和太陽能的長足發展,整個經濟轉向實現清潔可持續能源規模應用愿景的轉折點已到來,并且也已經明顯成為更多國家的決策方向。風能和太陽能正在逐漸接管電力領域,電動和改良的電池技術不斷涌現,材料科學、節能設備及其應用水平不斷提升,還有幾乎無窮盡的其他新技術和發明提供了越來越多應對這一問題的工具。人類正處在由化石燃料向可再生能源的100年中間過渡期,能否贏得這場變革的勝利,贏的速度能否趕得及挽救地球,取決于可持續能源替代傳統能源的速度,全球CO2減排計劃等措施的實施力度,而大力發展風能發電是解決此問題的有效途徑之一。

化石能源這種傳統能源不可再生,是非可持續能源,并且污染范圍大,強度高,負面影響深遠。世界銀行根據目前發展趨勢預計,到2020年,中國因燃煤污染導致疾病的治療,需付出高達3600億歐元的經濟代價,占國內GDP的10%以上,因此尋求并應用可持續清潔能源是我國當務之急,風電的高環保性、安全性和可操作性使其逐漸成為替代傳統能源的有生力量。


(二)風能的迅速崛起使其在能源領域發揮愈來愈重要的作用

根據全球風能協會發布的2014年全球風能發展數據,2014年是全球風電發展創紀錄的一年,年度裝機容量超過50GW,比2013年的35.6GW有大幅增長,并且并網進程大大加快,新增并網裝機容量大于51GW。全球風電新增裝機容量和并網速度的加大加快,說明風電融入能源大家庭的腳步日益邁開,并網技術和供電質量有了長足進步,使其逐步擺脫技術瓶頸走向大規模應用,成為新能源領域的中堅力量,以及替代傳統能源的有生力量。風電產業發展正吸引越來越多的投資,過去4年平均每年的風電領域投資都在500億歐元左右。并且2014年,全球在清潔能源方面的總投資達到2770億歐元,風電領域投資增長了11%,達到889億歐元,占比32.1%。

2014年,全球風電累計裝機容量369.6GW,增長率超過16%。歐洲風電實現小幅增長,其中德國新增裝機超過5GW,創歷年之最,風能發電量占到全國供電量的10%,海上風電技術引領全球,英國、瑞士、法國新增風電建設緊隨其后。美國風電市場回暖,巴西引領拉丁美洲風電市場。雖然歐洲經濟持續下滑,和美國政策的不確定性,使風電項目上馬遇到一定阻力,但是,中國市場出現了超乎行業預期的爆發性增長。

國家能源局指出,2014年,我國風電產業發展勢頭強勁,新增裝機容量19.8GW,創歷史新高,風電累計并網裝機容量約為96.4GW,占全球的27%,高居世界榜首。特別是受陸上風電上網價格下調政策調整消息和風電主要建設材料鋼材、銅材等大宗商品價格下行建設成本降低影響,2014年下半年多地區出現搶裝現象。2015年,中國風電將超核電,成為繼火電、水電之后的第三大主力電源。

基于對風能貢獻實質性逐漸增大的設想,國際風能協會預測,2020年全球風能發電規模將達到1750 TWh,2030年上升到接近3900 TWh。這意味著風電2020年將滿足全球電力需求的7.2-7.8%,2030年將滿足12.9-14.5%,這是一個相當大的貢獻,但是離滿足氣候保護目標要求還有一定差距,2050年風能發電能力將躍升至7000TWh,全球能源供應占比接近20%。


(三)技術的層層突破大大提高了風能的可靠性

近幾年,歐洲WINWIND、ENERCON等公司開發了全功率變流并網技術,并大幅規模成功應用,這種技術可使風輪和發電機的調速范圍從0變到額定轉速的150%,大大提高了風能的利用范圍,改善了并網供電的電能質量。ENERCON公司將每個風電機組功率因數的控制由分散加以集中,改由并網變電站統一調控,使電網的有源功率因素校正和諧波補償得以實現。全功率變流技術成為歐美大型風電場建設的新興主流模式。

目前,全球風電的平均發電容量系數約為28%,但是不同地區間有很大差異,該系數在風電迅速發展的多風地區正逐漸增加,比如巴西,墨西哥等國。另外風機容量穩步增長,風機的一般規格各個國家和地區參差不齊,2014年以后陸上大多安裝的為1.93MW型或更大輸出功率型,逐步取代目前世界上普遍運行的1.34MW型,海上偏向于安裝3.6MW型或以上輸出功率型。經過多年發展,設計的不斷優化,以及大規模生產相同或相似風機的經驗,使風機技術本身的成本逐步下降。我國風電產業制造能力和集中度增強,2MW型陸上風機市場占有率顯著提高,5.5MW級及以上規模的大功率海上風機自主研發成功并投入運行。


二、減排:減少溫室氣體排放的好辦法

風能發電屬于可再生清潔能源,是風能利用的重要形式,是無污染、可再生、能量大、前景廣的新能源。風能對環境保護的益處良多,包括消除當地空氣污染,水消耗幾乎為零,但是最顯著的莫過于對能源領域CO2減排的貢獻,目前其也是人類可為全球氣候變化問題做出最大貢獻的唯一高效途徑。現代風電技術具有極佳的能量均衡能力,所有與風力渦輪機制造、安裝、維護及退役過程有關的CO2排放,都可在其投入運營的頭三到九個月內得到“補償”,在接下來的近二十年設計使用壽命中,風機也不會產生任何已嚴重困擾地球生態多時的有害溫室氣體。

從風能獲得CO2減排好處多少,完全取決于它替代了什么樣的電廠。如果它置換水電或核電,造福較小,但是如果它代替煤或燃氣,好處是巨大的。全球風能協會報告指出化石燃料電廠CO2排放范圍為500-1200克/千瓦時,劣質燃料排放量還要更高。在現有電力分布基礎上,風電CO2平均減排量約為600克/千瓦時,不同地區存在較大差異,各地大部分現有風電場減排量可能略低于該值,但是新裝機的電場減排量顯著高于該平均值。

根據上文數據估算,2014年,全球風能發電的年度CO2減排量約為4.2億噸,累計減排量近23.6億噸,預計2020年,年度減排量將超過10億噸,累計減排量達到75億噸,2030年兩值分別超過23億噸和240億噸,2050年分別超過45億噸和900億噸。在所有措施中風能減排效果是最顯著的,但是當前減排的關鍵問題不只在量上,更迫切的是實現這種減排量的速度,這是長期未能解決的問題,越早付諸實際,對大氣保護就越有利。風電的可擴展性和建設速度都使其成為早日實現減排目標的理想科技手段,滿足人類生活可以自由開窗,不再擔心霧霾,全球氣溫上升比工業化前水平不超過2℃期許的好方法。

三、就業:創造就業機會的新引擎

風電行業創造了一大批技能要求高,一般和幾乎無要求的崗位,在創造就業機會方面,無論是當前的現實情況還是未來,潛力越來越顯著。風電和其他可再生能源的發展,對宏觀經濟的影響正在成為左右未來能源政治決策的主要因素。尤其是鑒于該行業為農村地區帶來的投資和就業機會,將有助于遏制農村人口向城市大量遷移。

國際風能協會評估報告指出,一個國家特定年限內每新增兆瓦級風電安裝容量,包含制造,零部件供應,風電場開發、建設,運輸等所有環節在內,帶來的全球平均就業機會是14個。另外,現有風電場每兆瓦裝機容量可帶來平均約0.33個運營和維護崗位需求,不同地區也會存在巨大差異。截至2014年年末,風電行業全球雇傭人數約為70萬人,預計該值將在2015年末超過80萬,2020年達到110萬,2030年150萬,2050年260萬。

國家統計局顯示,我國2014年就業人口數量為7.7億人,同比增加0.4%,第一產業就業人數2.27億人,同比減少6.1%,第二產業2.31億人,同比減少0.3%,第三產業3.14億人,同比增加5.5%。可以看出,我國人口基數龐大要解決七八億人的就業問題,需要創造大量就業崗位,第一產業就業人群向第三產業轉移的現象顯著,第二產業隨著傳統低效率工業的轉型升級,所需要的就業人數不會明顯增加,而風電產業橫跨第二、三產業,涉及材料、制造、電力、自控等多個領域,可以創造可觀的就業數量,對高技術和工藝的要求,也將為進一步提升就業人員職業素質提供條件,對再就業和人才流轉有積極促進作用。


對我國風能發展的思考與建議


一、我國風能發展攤大活少

國家統計局數據顯示,2014年我國風電裝機容量占全國發電裝機容量的7%,但是實際發電量僅占全國的2.7%,說明我國風電設備的使用率堪憂,風電實際平均利用小時數同比減少近10%及超過國際最高限一半以上的棄風率也印證了這一點,我國風電還有相當大的擴展空間。特別是我國沒有掌握風電并網核心技術,提供的風電質量不高,電網運營商故意推遲風電并網并減少購買風電,全國有近二成的風電產能被閑置,使風電投資回報率進一步降低。火電雖然高污染、高消耗,但是價格低,受電網偏愛的局面,還是籠罩在我國風電產業發展上的陰云。另外大功率海上風電技術較發達國家仍有較大差距,可以幫助周轉風能的儲能技術不先進,都需要我們認真思考中國風電的未來發展之路。


二、政策扶持需切實全面細化

從1994年至今,我國在鼓勵風電發展方面出臺了20余項法規和政策,從鼓勵建設風電場,下放風電項目審批權到收回審批權;從對外資風機免進口稅到對風機關鍵零部件和材料進口實行退稅,鼓勵風機國產化;從招標確定上網電價,實行風電費用分攤制度(風電上網電價高出當地燃煤機組標桿上網電價部分,通過全國征收的可再生能源電價附加費分攤解決)到執行風電標桿上網電價;從對風力發電設備產業化實施專項補貼到調控風電設備產能過剩;從嚴控風電裝備產業盲目擴張到加強質量控制,支持研發。

2015年年初,又出臺了差別化下調陸上各資源區風電標桿上網價格政策,此舉雖可在一定程度上倒逼行業質量提升,但將進一步降低陸上風電場運營收入和行業利潤,給自2011年以來長期靠補貼運營的風電商現金流帶來巨大影響。我國宜結合能源計劃和新能源發展目標,出臺切實配合政策,引導風電行業健康運營。更多參照風電運行良好國家的政策,像美國政府為風電行業提供多樣化的補貼,包括聯邦層面的生產稅收抵免(PTC)、投資稅收抵免(ITC)等,實行加速折舊,以及可再生能源配額制政策;墨西哥立法規定新能源在能源結構中的占比,利用金融杠桿,設立能源銀行,固定每MWh電能傳輸和分配價格;德國為海上風電建設提供穩定的政策支持。


三、提高風能資源利用率

我國風力資源豐富,據行業估計可開發利用的風能儲量為10億千瓦。主要分布在長江到南澳島之間的東南沿海及其島嶼,包括遼東半島、山東、黃海之濱、南澳島以西的南海沿海、海南島和南海諸島,內蒙古從陰山山脈以北到大興安嶺以北,新疆達坂城,阿拉山口,河西走廊,松花江下游,張家口北部等地區以及分布各地的高山山口和山頂。我國風能利用尚存在一些限制及弊端:如風速不穩定,產生的能量大小不穩定,風能利用受地理位置限制,轉換效率低,布局不合理,棄風限電損失大等問題。


我國應進一步重視風電相關技術和設備開發,提高風電容量系數和風能資源利用效率,減少棄風現象,加強風電并網能力。特別是海上風電開發,我國尚有很大發展空間,應重視此領域的項目投資和建設,加強在靠近負荷區域的風電項目開發。另外在風能資源的評估上,應進一步加強專業性和系統性,以對全國風能資源開發和風電項目建設起到指引性作用,避免低效投資。


四、打開多元化經營模式

我國風電產業目前處在擴大規模、優化布局、提升質量的爬坡階段,風電企業盈利能力差,我國風電產業發展與發達國家的仍有巨大差距。風電消納問題尚多,大區之間的電網聯系和各級電網以及電網與電源協調發展亟需加快推動和強化,需形成全國統一的大市場和與之相適應的聯網能力,需把風電等清潔能源發電的高效利用作為整體電力規劃研究的前提,構建對清潔能源“友好”的整體電力系統。

加快電力運行管理的市場化改革,通過擴大資源配置范圍、加快蓄能電站建設等手段實現多種電源互補、電網跨區互補,另外優化電力系統,抓緊研究以清潔能源供熱的相關鼓勵措施。我國風電開發經營模式也應進一步多元化,廣泛吸引社會資本投資建設并參與運營,特別是與公共設施開發結合,即目前國家大力倡導的PPP融資模式。通過政府購電協議等方法確保風電項目運營后的盈利空間和市場穩定性。用戶也可作為風電項目的投資者,長期投資,長期消費和長期獲益,可進一步促進風電并網和風電產業健康發展。

本文作者:賽迪智庫原材料工業研究所 劉彥紅

 
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