[工学]风电发展的思考倪院士课件.ppt

1、倪维斗教授（院士）清华大学热能工程系2009.7提纲n世界和中国的风电发展现状n中国风电发展的特殊驱动力n有关风电发电的并网问题n有关六个“风电三峡”的问题n有关风电机大型化的问题n有关海上风电的问题n我国下一步风电发展的战略建议数据来源：世界风能协会，2008年世界风电发展情况综述，2009.2 施鹏飞，李德孚，2008年风能产业发展报告，2009.3目前世界风电总装机容量及预测l 截至目前，世界风电总装机容量已达121.188GW，其中27.261GW为2008年新增装机容量。l 根据目前的发展形势和政策，预计2020年全球风电总装机容量将达到1500GW。1998-2008年世界风电新增

2、装机容量及预测2008年总装机容量前10的国家 2008年，美国和中国风电市场发展居于领先地位 美国超过德国，位居全球第一 中国第一次超过印度，位居亚洲第一2008年新增装机容量主要国家占的份额1998-2008年装机容量增长率前10的国家全球风电产业未来发展预测Forecast海上风电场n截至2008年底，已有1473MW的风电机组在海上风电场投入运行；n其中99%来自于欧洲；n海上风电装机容量略高于全球风电总装机容量的1%；n2008年，新增海上风电装机容量为350MW，增长率为30%。各大洲风电场分布l 风电产业的重心正在从欧洲移向亚洲和北美洲2004与2008新增装机容量的比较l 20

3、04年，欧洲还主宰着世界风电市场，占据当年新增装机容量的70.7%l 2008年，欧洲几乎失去了其领先地位，该数据仅为32.8%l 与此同时，北美洲达到了32.6%，亚洲达到了31.5%，新增装机容量几乎与欧洲平起平坐。l 欧洲的风电发展依然保持着领先的地位，北美洲和亚洲在风电市场份额上正处于迅速增长的阶段。2006-2007各大洲总装机容量2008年装机容量排位国家2008年底总装机容量2008年新增装机容量2008年增长率2007年底总装机容量2006年底总装机容量2005年底总装机容量MWMW%MWMWMW1美国251708351.249.716818.81160391492德国2390

4、2.81655.47.422247.42062218427.53西班牙16740.31595.210.515145.11163010027.94中国122106298106.55912259912665印度9587173722.17850627044306意大利37361009.937.02726.12123.41718.37法国340494938.724551567757.28英国3287.9898.937.623891962.913539丹麦3160351.131253136312810葡萄牙286273234.421301716102211加拿大236952328.31846146068

5、312荷兰222547827.417471559122413日本188035223.015281309104014澳大利亚1494676.782.8817.3817.357915爱尔兰1244.7439.754.6805746495.216瑞典1066.9235.928.4831571.2509.1中国的小型离网型风电n发展情况2008年总容量79.757MW据统计，2008年出口100kW以下离网型风电机组共38957台，比2007年增长50%n发展趋势应用范围不断扩大。国内外分布式发电供电系统的推广应用进一步促进了千瓦级离网型风电机组的发展。单机容量逐年增大。单机容量1kW以上的机组增加很

6、快，产量达19139台，总容量为65MW，占年总容量的89.8%。出口大量增加。“风光互补发电”仍是发展方向。n发展建议：用于分布式供电系统并网风电n风电场建设2008年中国新增风电机组5030多台，装机容量624.6万kW。与2007年当年新增装机330.4万kW相比，2008年当年新增装机增长率为89%。2008年风电上网电量估计月120亿kWh。n全国平均满负荷运行小时数1000h。1200万kW12个百万等级煤电1200万kW风电2个百万等级煤电2007-2008分省累计风电装机容量2008年分省新增装机容量序号省、市、自治区等2007累计(MW)2008新增(MW)2008累计(MW

7、)1内蒙古1563217237352辽宁51573412503河北49161911124吉林61245710695黑龙江4084288366江苏2943556487甘肃3382996378新疆2992785779山东35022257210宁夏3553839311广东2878036712福建2384628413浙江47147319514山西5123128新风电发展规划n2008年，国家能源局把发展风电作为改善电源结构的重要任务之一，分别再内蒙古、甘肃、新疆、河北和江苏等风能资源丰富地区，为2020年的发展目标开展了6个千万kW级风电基地规划工作。甘肃酒泉千万kW级风电基地建设规划已经完成，率先进

8、入实施阶段。2008年8月结束了380万kW规模的风电设备招标工作，标志着酒泉千万千瓦级风电基地建设工作已全面展开，加上原来已建和在建风电场项目，规模超过500万kW。其他地区的千万kW级风电基地建设规划正在或编制中。新疆哈密规划5000万kW，内蒙古规划建设5000万kW，其中蒙西2000万kW，蒙东3000万kW；河北规划在沿海和北部地区共建设1000万kW；江苏规划建设1000万kW，其中近海700万kW。风电制造企业面临激烈竞争n2008年又有20多家企业进入风电整机制造领域，风电整机制造企业累计超过70家，产品已经安装到风场的约30家。n风电整机产能的扩大有利于缓解近两年中国风电机组

9、供不应求的局面，也预示风电整机制造业的白热化竞争即将来临。n未来几年，风电设备需求会趋于稳定或增速减缓，市场容量有限。即使风电累计装机容量2010年达到2000 万kW、2020年达到1亿kW，从2011年到2020年的10年期间将增加8000万kW，平均每年新增800万kW。n目前风电整机制造业的生产能力仅金风、华锐、东汽3家企业的年产量就达到400万kW，这意味着其他60多家要竞争另一个“400万kW”。中国风电发展的特殊驱动力n风电业主都是大型国营企业，例如大型的电力公司（大唐、国电等），它们都拥有60GW至80GW的装机容量n这些大企业主要从煤、石油化工和其他业务中得到大量收入，而风电

10、仅仅是业务的很小一部分，风电的盈亏无关紧要n目前缺乏风电电量的数据，风电业主和地方政府只关心装机容量，不管风能资源到底如何风电是政绩和企业业绩的标志性成果n风电如此热主要是出于政治的考虑，或是为了满足可再生能源的份额，对将来真正能发多少电兴趣不大中国风电发展的特殊驱动力n外国公司抢滩中国市场比如，德国、丹麦、印度等n国内的国营、民营企业纷纷进入，目前已有很多家，将会大洗牌进入方式：购买外国专利或合资生产，基本都不是国内R&D成果，没有自主知识产权！n国产的MW级风电机都是仿制品，还需长期运行考察加以改造中国风电发展的特殊驱动力中国风电机制造商市场份额风电发电的并网问题n风能资源丰富地区都处于电

11、网末端，与电网建设不匹配风电并网要求电网有旋转备用容量，控制系统。电网要求改造，增加成本n风电随机性对电网的扰动导致电网安全性下降风电占电网的容量为5%至10%已是最大值，有些电力企业称风电为“劣质电”、“垃圾电”05010015020025030035040000.511.522.533.5dateon-grid electricity12345678910111200.20.40.60.811.21.4monthon-grid electricity风电发电量的变化（新疆某风场一年的发电量）风电发电的并网问题n大量耗电工业都需要低压直流电电解铝工业（6%总电量）、氯碱工业海水淡化电解水抽水

12、灌溉n不并网可大幅降低风电设备投资变浆距定浆距无调速、调压、调相位要求，控制系统简化采用弱励磁双凸电机，降低成本据一般估计，风电机成本可降低30%到40%，总而实现每kW装机成本从10000RMB下降到6000RMB左右风电是否可以不并网？风电发电的并网问题非并网风能利用的典型案例风电与煤化工结合中间存储，消除风电随机性缺陷单位煤量的甲醇产量增加一倍！电解槽氢气氢气产品储氧罐氧气产品配气储氢罐简化风力发电系统（500MW）氧气产品水煤浆净化系统气化系统甲醇产品（102）甲醇原料气甲醇合成系统煤（102）水（36）制浆单位：万吨/年水（79）CO2（19.6）风电发电的并网问题n国家科技部973

13、课题“大规模非并网风电系统”拟解决三个关键科学问题非并网风电系统的基本构成和运行规律大规模非并网风力机设计及控制的基础理论研究大规模非并网风电与高耗能产业耦合路径和边界条件的基础研究有关六个“风电三峡”的问题n在当地没有需求，必须输出n新建输电线路！？投资，运行？世界上，没有听说有为风电建设输电线路的例子n打捆输出！？要建设多少其他电源才能打捆，若风电只占5%到10%？其他电源的规划、建设如何同步安排。弄不好是风电机在隔壁滩或沙漠中“晒太阳”有关风电机大型化的问题n目前有风电机越做越大的趋势n风电机做大，单位造价不见得下降，反而上升，中国的技术水平在世界上相对较低，目前可靠运行才是最最主要的n

14、在相当的时期内，1.5MW和2MW应该是主力机型n应该大中小结合，尤其是发展5kW到100kW的聚风式风电机（同样风轮直径，输出是不聚风的3倍），在此基础上增加蓄电装置（钒液流电池），组成分布式电网0.6MW0.8MW1MW1.5MW2MW2.5MW3MW5MW有关海上风电的问题n海上风电造价要高得多基础设施、防台风、运行费用n海上风电适合大型化技术难度：5MW单个叶片长60到62米n个别示范，稳抓稳打，循序渐进，千万不要一哄而起n首先是江苏沿海滩涂的风电发展下一步风电发展战略建议n已打下初步基础，但已经过热，一哄而起会造成极大浪费n又好又快，目前主要是解决好的问题，掌握关键技术，提高质量，使平均电量（折合成额定负荷）达到2000小时以上。我国不缺这些电量，2008年全国发电量为3.5万亿度电，而风电仅为120亿度电n培养“老母鸡”，形成真正具有自主知识产权的风电产业n在好的基础上才有后劲，充分借鉴汽车行业的教训n千万不要把风电变成“政绩工程”，或是各大公司扩张、争夺地盘、互相厮杀的混战战场。国家资源（纳税人的血汗钱）将会受到巨大的损失谢谢!