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遠景能源王曉宇:提升風機效率是風電降本關鍵
2017-07-12 來源:中國能源報
 
記者:當前,與光伏行業相比,風電面臨非常迫切的成本下降壓力,從風機制造企業的角度,如何評估下一階段的成本下降趨勢,其下降空間能否達到市場要求?
 
王曉宇:首先,我認為光伏和風電并不相互對立,可能定義為競合關系更為確切。從歷史角度看,風電度電成本一直比光伏低很多,但另一方面,特別是近幾年,光伏的成本下降速度已經明顯超過了風電,加之光伏行業更加貼近用電側分布式發展模式,因而成為近期關注熱點。當然,我們也非常樂見光伏度電成本能夠進一步下降。
 
但是,我覺得風電本身也具有很大的成本下降空間。單純從技術角度而言,與很多成熟行業的科學技術相比,風電還有很多可以提升的空間。
 
記者:這些空間具體體現在哪些方面呢?
 
王曉宇:首先,光伏成本下降速度非???,但其效率提升的速度卻遠沒有達到預期。雖然風電成本的下降速度并不盡如人意,但能量利用效率的提升速度卻非常搶眼。10年前,82米的風輪直徑在業內已經是很大了,那時常見的風輪直徑只有50米、60米。而現在,直徑達到140米、150米、160米的風輪都已經不再是新鮮事了。風輪直徑的增大會成比例提升風能效率。
 
除了風輪直徑,輪轂高度也是一個非常重要的參數。輪轂高度提升以后,在很多地區,特別是中東部地區,風速增加非常明顯。也就從去年開始,風電行業才意識到,原來測風時豎80米、90米高的測風塔,風速只有5m/s左右,但如果把塔筒高度上升到140米,風速會提高1m/s。這意味著我們可能還有很多新的資源待發現。
 
光伏行業在材料方面的突破和提升所引發的成本效應,可能就像芯片一樣,會呈摩爾指數式下降,而制造風機大量應用的還是像鋼材這樣的傳統材料,所以很難像光伏一樣,但其在捕風效率、能量轉化效率提升上仍有很大空間。
 
記者:那么,在整體的風機功率上,國內的大型風機研發制造在國際范圍內處于怎樣的水平?
 
王曉宇:國內大型風機優勢并不明顯,但并非取決于研發水平,主要還是由國內的市場需求決定。
 
我相信目前國內企業有能力制造即便是10兆瓦的風機。但是風電和火電裝機很大的差別在于,風電不是靠可控能源發電,所謂的兆瓦數只是一個名義兆瓦數。各不同的市場有不同的單位千瓦掃風面積,目前,在我國用電負荷較大的地區,風資源相對較差,風功率密度較低,這時如果想捕獲足夠能量,就意味著風輪直徑必須同步增加。但若能夠捕獲的能量是相對固定的,繼續增加功率反而是浪費。
 
海上風電也是同樣道理,很多地方政府為爭奪海上風電資源,提出了鼓勵使用5兆瓦、6兆瓦、8兆瓦甚至10兆瓦的風機。的確,歐洲海上風電使用的多為大兆瓦風機,但歐洲海上風場的風速非常高,在北海風場,風速基本都在9m/s以上。在如此高風速條件下,風能密度很高,風輪直徑太大反倒沒有必要,一定的掃風面積就可以捕獲足夠能量。這時使用2兆瓦、4兆瓦的風機可能就不夠劃算,多數情況下,6兆瓦、7兆瓦甚至8兆瓦的風電更為合適。同時,增加風機兆瓦數,還會節省很多基建投資。但在中國,除福建海峽部分地區風速能夠到達9m/s外,廣東風速通常只有6-7m/s,江蘇可達到7-8m/s,山東很多地方風速只有約6m/s。這種情況下,使用7兆瓦、8兆瓦、10兆瓦的風機意義不大。
 
記者:當前,陸上風電的可開發風速已經突破到5m/s,您如何看待這種可開發風速下降的趨勢,是否會存在極限風速呢?您認為未來幾年影響風電開發的重要技術突破可能在哪些方面?
 
王曉宇:風速下降到4.7m/s左右以后,其實際蘊含的能量會越來越少。當風速越來越低,就要用更高的成本去捕捉能量。風速從5.5m/s降到5.2m/s甚至繼續下降,雖然風速呈現線性下降,但可開發的區間卻不是線性增長。事實上,當塔筒高度達到120米,風速維持在5m/s左右,中國幾乎有70%-80%的地區都可以開發風能資源了。當然,這并不是一種特殊的技術,將相應的技術應用到高風速區域,發電小時數就會呈現更加明顯的增長。但若將“三北”地區的風電外送到負荷中心,也要考慮輸送成本。
 
記者:除了技術手段外,還有哪些是影響風電平價上網的重要因素?
 
王曉宇:按照國家能源局制訂的路線圖,發電側的平價上網是在2020年,我認為除了技術準備,還必須用市場化手段解決現在電力交易的問題。必須要讓風電企業在平價上網后,依然能賺到錢。
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