中國風電發(fā)展 仍將長風破浪

中國正引領(lǐng)全球風電發(fā)展。2009年至2022年，中國風電新增裝機連續(xù)14年位居全球第一；2010年至2022年，中國風電累計裝機連續(xù)13年位居全球第一。目前，中國陸上風電單機容量達8兆瓦，海上風電在18兆瓦級以上，風電機組引領(lǐng)全球大型化潮流。技術(shù)進步推動成本持續(xù)下降，自2006年以來，中國陸上風電項目的平均平準化度電成本由0.61元降至2021年的0.185元，15年內(nèi)下降了70%。展望未來，中國風電作為碳中和的主力軍，發(fā)展仍將長風破浪。清潔風電與Power-to-X技術(shù)融合，將助力綠色經(jīng)濟全面發(fā)展。在近日召開的2023中國石油化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會上，中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會產(chǎn)業(yè)研究部主任于貴勇深入解讀了中國風電發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢。

“風光”—碳中和主力軍

據(jù)相關(guān)研究報告，中國零碳轉(zhuǎn)型將帶來巨大的市場規(guī)模和效益，預計能帶動70萬億元的基礎(chǔ)設施投資。

預計到2025年，光伏、風電、水電、核電及其他清潔能源合計裝機占比達57.5%，超過煤電和氣電合計42.5%的占比；清潔能源發(fā)電量占比達44.7%，成為主導電源。其中，風電裝機占比從2020年的12.8%增至2025年的18.2%，風電發(fā)電量占比從2020年的6.1%增至2025年的11%。

預計到2030年、2050年、2060年，清潔能源裝機占比分別達67.5%、92%、96%，其中，風電裝機成為電源裝機增量主體。2050年、2060年，風電裝機占比將超過75%、80%，發(fā)電量占比超過60%、70%。

中國風電新增裝機連續(xù)14年全球第一

近十幾年，全球風電累計裝機量快速增長，由2008年的130吉瓦增至2022年的906吉瓦。2022年全球新增風電并網(wǎng)裝機77.6吉瓦，較上年下降17.1%，其中，陸上風電新增裝機68.8吉瓦、海上風電新增裝機8.8吉瓦。

2009年至2022年，中國風電新增裝機連續(xù)14年位居全球第一。2010年至2022年，中國風電累計裝機連續(xù)13年位居全球第一。

2022年，中國風電新增吊裝容量4983萬千瓦，累計裝機容量超過3.96億千瓦。

從2012年起，風電發(fā)電量首次超過核電，成為我國第三大電源；2022年中國風電發(fā)電量7624億千瓦時，是10年前的10倍；2022年風電發(fā)電量占比提升至8.8%，比2021年增長了1個百分點，10年增長了6.7個百分點。

中國引領(lǐng)全球海上風電發(fā)展

2022年，全球除中國外，其他國家海上風電新增裝機容量約4.4吉瓦，占全球市場份額46%；中國新增裝機占全球市場份額54%，持續(xù)引領(lǐng)全球海上風電發(fā)展。

2022年，中國海上風電新增裝機容量約510萬千瓦，累計裝機容量超過3000萬千瓦，比上一年增長20.1%。

目前，全球深海漂浮式風機基礎(chǔ)型仍處于試驗示范階段，而中國漂浮式風機機組已進入樣機示范階段。

2021年7月，三峽“引領(lǐng)號”漂浮式試驗樣機在廣東陽江沙扒海上風電場完成安裝，機組容量5.5兆瓦，風輪直徑158米，輪轂中心距海平面約107米。

2022年6月，國內(nèi)首臺深遠海浮式風電裝備——“扶搖號”完成安裝，機組容量6.2兆瓦，風輪直徑152米，輪轂中心距海平面約96米，平均水深65米。

2023年5月，單機容量7.25兆瓦、葉輪直徑158米、水深120米、離岸136千米的“海油觀瀾號”成功并入文昌油田群電網(wǎng)，標志著中國深遠?！半p百”漂浮式風電裝備投產(chǎn)運行。

截至2022年底，中國風電機組累計出口49個國家，共計4224臺，累計容量約12吉瓦。

技術(shù)進步推動成本持續(xù)下降

目前，中國陸上8兆瓦+首臺機組已經(jīng)吊裝，海上16兆瓦和18兆瓦風電機組已經(jīng)下線，風電機組引領(lǐng)全球大型化潮流。

截至目前，陸上風輪直徑已經(jīng)達到216米，海上風輪直徑已經(jīng)達到260米。風電葉片長度從99米、102米、103米、107米、110米、115.5米、118米、123米到現(xiàn)在的126米，不斷突破紀錄。

2022年，在全國新增風電機組中，平均輪轂高度達到110米，輪轂高度最大值達到170米，分別比上一年增長了4米。

風電技術(shù)進步也使得海上風電場水深及離岸距離不斷增加，逐步向深遠海發(fā)展。漂浮式基礎(chǔ)將成為全球海上風電技術(shù)發(fā)展趨勢。單樁和導管架適用于20～60米水深環(huán)境，超過60米的近海風電場則需要漂浮式基礎(chǔ)，預計到2050年，70%的海上風電項目將應用漂浮式基礎(chǔ)。

不斷增大、更加先進的施工船，將平價安裝與運維大型機組成為可能。

技術(shù)進步推動成本持續(xù)下降，自2006年以來，中國陸上風電項目的平均平準化度電成本（LCOE）由0.61元降至2021年的0.185元，15年內(nèi)下降了70%。

據(jù)國際可再生能源署（IRENA）數(shù)據(jù)，中國海上風電項目LCOE由2010年的0.178美元降至2021年的0.079美元，下降了55.6%。

未來風電發(fā)展趨勢

“十四五”期間，中國各省風電規(guī)劃新增裝機合計突破2.8億千瓦，其中，沿海地區(qū)海上風電規(guī)劃容量約5500萬千瓦。

中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會（CWEA）預測，預計到2025年，風電LCOE下降到“123”，即“三北”一類、二類資源區(qū)做到0.12～0.15元/千瓦時，比2022年下降20%～25%；中東南部三類、四類資源區(qū)做到0.2元/千瓦時，比2022年下降13%～18%；近海做到0.27～0.3元/千瓦時，造價水平在10500～12500元/千瓦，到2030年降為0.23～0.27元/千瓦時，比2022年下降20%～25%。

“三北”地區(qū)風能資源儲量巨大，可引入大規(guī)模用電產(chǎn)業(yè)，加大消納力度，將可再生能源電力的“價格優(yōu)勢”轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌a(chǎn)業(yè)發(fā)展的“價值高地”。

如在“三北”地區(qū)引入數(shù)據(jù)中心，將進一步降低高載能企業(yè)發(fā)展成本，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綠色升級。據(jù)估算，一個超大型數(shù)據(jù)中心年用電需求超4億千瓦時，需風電裝機超20萬千瓦。

“中東南部”地區(qū)18個省份可協(xié)調(diào)土地和開發(fā)的關(guān)系，出臺分散式風電并網(wǎng)政策，推動“千鄉(xiāng)萬村馭風行動”。

風電看似占地面積大，但其實是最節(jié)約土地的發(fā)電技術(shù)。100臺機組的風電場，整場面積約46平方千米，而機組完成地表恢復后，占地僅2萬平方米，長期占地占整個風電場面積的0.043%，比乒乓球桌上的乒乓球占的面積還小。據(jù)估算，風電采用桁架式塔架基礎(chǔ)，開發(fā)1億千瓦風電裝機實際占地面積僅12萬平方米，與兩個百萬千瓦火電廠相當，是接近“零用地”的發(fā)電技術(shù)。

《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出“千鄉(xiāng)萬村馭風行動”，規(guī)劃在“十四五”期間，通過試點示范，在全國100個縣中優(yōu)選5000個村，安裝1萬臺風機，總裝機規(guī)模達5000萬千瓦，全面鋪開后市場潛力更加巨大。全國69萬個行政村，若有10萬個村，每個村在田間地頭、房前屋后、鄉(xiāng)間道路等零散土地上找出200平方米用于安裝兩臺5兆瓦風電機組，就可實現(xiàn)10億千瓦的風電裝機。

“海上風電”方面，中國近海和深遠海風能資源技術(shù)開發(fā)量超過22億千瓦，其中深遠海海上風電資源儲量大，是未來海上風電高質(zhì)量發(fā)展的重要領(lǐng)域。2030年后，絕大部分海上風電項目均位于專屬經(jīng)濟區(qū)。海上風電可以用來制氫，可以與海洋牧場融合發(fā)展，還可以通過Power-to-X（P2X）的方式利用。

P2X是提升可再生能源消費的新形式

在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中，需要新能源的電力和電量大于實際需求，會形成部分的電力“冗余”。Power-to-X（P2X）是將可再生能源發(fā)電轉(zhuǎn)化為氫，然后與后續(xù)化工流程相結(jié)合，生成綠色大宗化工產(chǎn)品，如綠氨、綠色甲烷、綠色甲醇、綠色合成燃料等，幫助鋼鐵、化工、航空、海運等行業(yè)脫碳，同時也可以平衡可再生能源電力供應的波動。

國際能源署評估，到2070年，全球每年氫的需求量約為5億噸，而可再生能源電解制氫將占60%，即3億噸。

可再生能源電轉(zhuǎn)氨可生產(chǎn)綠氨。氨是生產(chǎn)尿素和硝酸銨等重要化學品的基礎(chǔ)原料，全球氨產(chǎn)量的90%用于生產(chǎn)肥料。傳統(tǒng)的氨生產(chǎn)工藝，采用的氫來自化石燃料，每噸氨排放二氧化碳2～3噸，采用綠氫可實現(xiàn)零排放。

可再生能源電轉(zhuǎn)甲醇可生產(chǎn)綠色甲醇。甲醇是世界上交易量最大的五種化學品之一。據(jù)評估，全球甲醇市場規(guī)模到2027年將翻一番。丹麥正建設一個項目，通過一座300～400兆瓦的電解廠生產(chǎn)氫氣，與從廢物焚燒中捕集的二氧化碳進行結(jié)合，每年能夠生產(chǎn)13萬噸甲醇。

可再生能源電還可以轉(zhuǎn)合成燃料。氫氣與一氧化碳等氣體在催化劑的作用下，可以合成以直鏈烴為主的烴類化合物，作為傳統(tǒng)燃料油的替代品。

從能效看，電轉(zhuǎn)甲烷、電轉(zhuǎn)合成燃料的能效相對較高（50%），電轉(zhuǎn)甲醇能效最低（39%）。

從經(jīng)濟性看，可再生能源電價為0.2元/千瓦時，電轉(zhuǎn)氨具有經(jīng)濟性；電轉(zhuǎn)甲烷和甲醇，電價在0.15元/千瓦時以下具有經(jīng)濟性；電轉(zhuǎn)合成燃料盡管經(jīng)濟性較好，但存在技術(shù)風險。

目前，“三北”地區(qū)風電項目度電成本在0.15～0.2元，預計到2025年可降為0.12～0.15元，Power-to-X的成本問題有望得到解決。

P2X正在快速成為連接可再生能源與高碳排放行業(yè)的關(guān)鍵紐帶，助力綠色經(jīng)濟全面發(fā)展。

來源：《中國石化報》