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1、中国风力发电行业简析 1中国风力发电行业简析北京北大青鸟集团有限公司重大项目部2008 年 8 月中国风力发电行业简析 2一、 世界风电发展情况分析在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主。以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等这种风力
2、发动机的优点是：投资少、工效高、经济耐用。目前，世界上约有一百多万台风力提水机在运转。利用风力发电，以丹麦应用最早，而且使用较普遍。世界风能资源储量十分丰富。斯坦福大学土木和环境工程系根据国家气象数据中心和预警系统实验室 1998-2002 年的风速和温度数据，对 7753 个地面和446 个(其中 414 个位于距地面高度为 8020 米)空间观测点两种不同类型的数据进行比较，采用最小平方原理对全球风能资源进行了统计和计算，得出结论：按在 80 米高度处 6.9 米/秒的风速来计算，全球风能可利用资源量为 72 万亿千瓦。即使只成功利用了其中的 20%，依然相当于世界能源消费量的总和。通过产
3、业技术进步，风电的成本也持续下降。目前，在各种可再生能源之中，风电的成本最低。国内的风电平均成本为 0.50 元/( kWh)，总成本费用已经接近新投资的水电和火电。最近，世界风能理事会对进一步降低风电成本问题进行了分析研究后，认为风电成本下降，60%依赖于规模化发展，40%依赖于技术进步。过去的风电成本下降更多的是依据技术进步，以后风电成本进一步下降则更多的是依赖于规模化、系列化和标准化。世界风能理事会估计到 2020 年，陆上风机的总体造价还可以下降 20%-25%，海上风机的造价可以降低 40%以上，发电成本可以同幅下降。风力发电在可再生能源中是技术相对成熟、成本相对较低的一种，受到各国
4、的普遍重视，装机容量快速增长。从 1996 年起，全球累计风电装机连续 12年增速超过 20%，平均增速达到 28.33%。根据全球风能理事会(GWEC)公布的最新数据，2007 年全球新增风电装机容量为 20,073MW，增长 32.1%。美国(5,244MW)、西班牙(3,522MW)及中国(3,449MW)位居前三名，2007 年全球累计风电装机容量为 94,112MW，增长 26.8%，超出 GWEC 之前预估的 22.6%。其中中国 07 年累计的风电装置容量已达6,050MW，挤下丹麦成为世界第五位风力发电国。以地区别来看，欧洲仍是风电最普及的区域，07 年占比仍高达 61%。但是
5、，亚洲及美国则是未来三年风电市场增长动能主要来源。另外，北非及中东地区的风电新增装置容量也迅速增长。值得一提的是，中国 07 年风电总装置容量及中国风力发电行业简析 3新增装置容量增幅分别高达 132.3%及 156%，增长幅度同居世界第一位。1、 现状 2001 年以来，全球每年风电装机容量增长速度为 20%30%，仅 2007 年就增加了 20 GW 的风电装机容量，约合 310 亿美元。2007 年，全球风电装机容量达到 94GW，且主要为陆上风电，图 1 为 19832007 年全球风电装机容量。风电装机容量的增加有 3/4 主要来自参加 IEA 风能合作协议的 20 个 IEA 国家
6、。 图 1 19832007 年全球风电装机容量总之，全球共有 40 个国家使用风力发电，有 13 个国家的风电装机容量超过了 1000MW，图 2 为各国风电装机容量占有率情况。全球风力发电量前十位国家见表 1。 图 2 各国风电装机容量占有率中国风力发电行业简析 4表 1 全球风力发电量前十位国家欧洲是全球风电装机容量最多的国家，达到 57GW，如图 3 所示。北美和亚洲风电发展速度也比较快。据报道，美国 2007 年新增风电装机容量 5244MW，是2006 年的 2 倍还要多。印度是全球第四大风电市场，2007 年新增风电装机容量1730MW。中国 2007 年新增风电装机容量 344
7、9MW。 图 3 全球风力发电地区分布情况2、 展望 预计到 2050 年，全球风电装机容量在 ACT 系列情景下会达到 1360GW，在BLUE 系列情景下达到 2010 GW，图 4 为不同情景下全球风电装机容量。在 ACT系列情景下，2030 年，全球风力发电每年增加 2712TWh，2050 年每年增加3607TWh。在 BLUE 系列情景下，2030 年，全球风力发电每年增加2663TWh，2050 年每年增加 5174TWh，全球风力发电占总发电量的 12%。在基准情景下，全球风力发电占总发电量的 2%，每年能够减少 2.14Gt 的 CO2 排放。届时，在 BLUE 系列情景下需
8、要 4MW 以上风力发电机 700000 台，在基准情景下中国风力发电行业简析 5需要 146000 台。在 OECD 国家和中国、印度等新兴国家，风力发电增长也比较显著。在 BLUE 系列情景下，中国风力发电居世界第一，图 5 为 2050 年 BLUE 系列情景下不同地区风力发电占有率。 图 4 不同情景下全球风电装机容量图 5 2050 年 BLUE 系列情景下不同地区风力发电占有率3、 技术发展 目前，风力发电技术已经发展得很成熟。图 6 为 19802010 年全球风力发电机单机装机容量变化情况。现在最大的风力发电机是 56MW，叶片直径 126米。从以往来看，风力发电机单机装机容量
9、基本每 5 年翻一倍，但是由于交通问题和安装限制，预计这一增长速度会有所减缓。 中国风力发电行业简析 6图 6 19802010 年全球风力发电机单机装机容量变化情况4、 费用 2006 年，海上风力发电装机费用为 12241707 美元/kW。图 7 为20032006 年部分 IEA 国家陆上风电平均装机费用。2004 年以来，风力发电机价格增长了 20%，占整个项目费用的 75%。2006 年，风力发电设备运行和维护费用占整个项目费用的 2%3.5%，约 1324 美元/MWh。 海上风电装机费用主要取决于海水深度和离岸距离。英国海上风电费用为22262969 美元/kW。相对来讲，海上
10、风电装机费用要高于陆上风电装机费用20%左右。 5、 市场 20 世纪 80 年代，世界主要风力发电市场为北欧的丹麦和美国的加利福尼亚州。到 90 年代，德国成为世界最大的风力发电国家，风电装机容量 22GW。据统计，截至 2006 年，德国风力发电为本国提供了 70000 个就业机会，并为德国增加了 70.6 亿美元的 GDP。90 年代，美国风电装机容量为 16GW，位居世界第二，领导着全球风电市场。西班牙风电装机容量增长也比较快，位居世界第三，是全球第二大风力发电机制造商。印度和中国风电市场发展也比较迅猛，风电装机容量分别位居世界第四和第五。2007 年，全球风电市场营业额达到310 亿
11、美元，共创造了 10 万个就业机会。 全球 90%的风力发电机制造能力聚集在 6 个主要国家，并且欧洲、印度、中国和美国的风力发电机制造能力还在不断增加。2006 年，四家主要的风力发电机制造厂都在美国投资建厂，包括印度的 Suzlon。中国有 40 家风力发电机制造厂，其中 Goldwind 已位居世界前十位，见表 2 全球前十位风力发电机制造商。 中国风力发电行业简析 7表 2 各国装机费用对比全球前十位风力发电机制造商目前，对风力发电技术的需求成为风力发电发展的瓶颈，以至于从 2004 年以来风电价格已经上涨 20%。各国风电政策的不确定性，缺乏刺激措施等影响了风电投资规模；此外，铜、铁
12、等原材料价格的上涨使风电成本上升，也影响了风电的发展； 中国风力发电行业简析 8二、 中国风力发电市场概述中国是目前全球风力发电增长最快的市场 05、06 和 07 年我国的风电装置容量增长速度分别为 64.53%、107.16%和 132.33%。尤其是 07 年累计的风电装置容量已达 6050MW，较 06 年增长 133%，增速居世界之冠。 2007 年绝对增长量位 3449 MW，位于世界第三名。1、我国的风电资源丰富中国综合资源利用协会可再生能源专业委员会与美国国家可再生能源实验室(NREL)合作，在联合国环境规划署(UNEP)的支持与资助下，对我国部分地区的风力资源进行了详细测算。
13、根据该测算结果推测，我国陆地可以安装 14 亿千瓦的风力发电装备，如果考虑海上，总资源量将达到 20 亿千瓦以上。我国位于亚洲大陆东部，濒临太平洋，季风强盛，内陆还有许多山系，地形复杂，加之青藏高原耸立我国西部，改变了海陆影响所引起的大气环流和气压分布，增加了我国季风的复杂性。冬季风来自西伯利亚和蒙古等中高纬度的内陆，那里空气十分严寒干燥冷空气积累到一定程度，在有利高空环流引导下，就会爆发南下俗称寒潮，在此频频南下的强冷空气控制和影响下，形成寒冷干燥的西北风侵袭我国北方各省(直辖市、自治区) 。每年冬季总有多次大幅度降温的强冷空气南下，主要影响我国西北、东北和华北，直到次年春夏之交才消失。 夏
14、季风是来自太平洋的东南风、印度洋和南海的西南风，东南季风影响遍及我国东半壁，西南季风则影响西南各省和南部沿海，但风速远不及东南季风大。热带风暴是太平洋西部和南海热带海洋上形成的空气涡漩，是破坏力极大的海洋风暴，每年夏秋两季频繁侵袭我国，登陆我国南海之滨和东南沿海，热带风暴也能在上海以北登陆，但次数很少。青藏高原地势高亢开阔，冬季东南部盛行偏南风，东北部多为东北风，其他地区一般为偏西风，夏季大约以唐古拉山为界，以南盛行东南风，以北为东至东北风。我国幅员辽阔，陆疆总长达 2 万多公里，还有 1800O 多公里的海岸线，边缘海中有岛屿 5000 多个，风能资源丰富。我国现有风电场场址的年平均风速均达
15、到 6 米/秒以上。一般认为，可将风电场风况分为三类：年平均风速 6 米/秒以上时为较好；7 米/秒以上为好；8 米/ 秒以上为很好。可按风速频率曲线和机组功率曲线，估算国际标准大气状态下该机组的年发电量。我国相当于 6 米/秒以上的地区，在全国范围内仅仅限于较少数几个地带。就内陆而言，大约仅占全国总面积的 1/1OO，主要分布在长江到南澳岛之间的东南沿海及其岛屿，这些地区是我国最大的风能资源区以及风能资源丰富区，包括山东、辽东半岛、黄海之滨，南澳岛以西的南海沿海、海南岛和南海诸岛，内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北，新疆达板城，阿拉山口，河西走廊，松花江下游，张家口北部等地区以及分布各地的高
16、山山口和山顶。我国的风力资源主要分布在两大风带：一是“三北地区 ”(东北、华北和西北地区) ；二是东部沿海陆地、岛屿及近岸海域。另外，内陆地区还有一些局部风能资源丰富区。中国风力发电行业简析 9“ 三北 ”(东北、华北、西北)地区风能丰富带包括东北 3 省和河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏、新疆等省区近 200 千米宽的地带，可开发利用的风能储量约 2 亿千瓦，约占全国可利用储量的 79%。该地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模地开发风电场。东部沿海地区风能丰富。冬春季的冷空气、夏秋的台风，都能影响到沿海及其岛屿，是我国风能最佳丰富区，年有效风功率密度在 200 瓦平方米以上。如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等，可利用小时数约在 7000 至 8000 小时。这一地区特别是东南沿海，由海岸向内陆丘陵连绵，风能丰富地区仅在距海岸 50 千米之内。内陆局部风能丰富地区是在两个风能
