中國(guó)風(fēng)電，十倍增長(zhǎng)大時(shí)代

1986年，山東半島最東端的榮成市，我國(guó)第一座風(fēng)電場(chǎng)——馬蘭風(fēng)力發(fā)電廠正式并網(wǎng)發(fā)電。

為了建設(shè)這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，當(dāng)時(shí)相關(guān)部門從丹麥引進(jìn)了3臺(tái)55千瓦機(jī)組，總裝機(jī)容量為165千瓦。其平均年發(fā)電量達(dá)到了26萬(wàn)千瓦時(shí)以上，最高年發(fā)電量達(dá)33萬(wàn)千瓦時(shí)。

2015年，這些機(jī)組全部退役。5年后的2020年，我國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量已達(dá)2.81億千瓦，多年位居世界首位;2021上半年，中國(guó)在海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)這一指標(biāo)上超越英國(guó)，拿下新能源領(lǐng)域又一個(gè)“世界第一”。

至此，我國(guó)成為名副其實(shí)的風(fēng)電第一大國(guó)。

從依賴國(guó)外技術(shù)，向海外學(xué)習(xí)，到自主市場(chǎng)化探索，政策支持大規(guī)模擴(kuò)張，再到成長(zhǎng)為全球第一，數(shù)代風(fēng)電人的不懈努力下，中國(guó)的風(fēng)電技術(shù)、裝備和項(xiàng)目開發(fā)全部領(lǐng)先世界。

當(dāng)下，我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)擺脫了對(duì)國(guó)外技術(shù)引進(jìn)的長(zhǎng)期依賴，不僅滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，許多整機(jī)和關(guān)鍵零部件，已能做到持續(xù)向國(guó)際市場(chǎng)供貨。

風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，這也讓我國(guó)迎來(lái)歷史上難得的、在風(fēng)電領(lǐng)域與自身國(guó)際地位相匹配的機(jī)會(huì)和形勢(shì)。

風(fēng)電大戰(zhàn)略

2030年碳達(dá)峰，2060年碳中和，這是中國(guó)向全世界的莊嚴(yán)承諾。

“到2030年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右。風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。”對(duì)風(fēng)能、光伏等可再生能源來(lái)說(shuō)，這是一場(chǎng)歷史級(jí)別的發(fā)展大機(jī)遇。

去年10月的北京風(fēng)能大會(huì)中，400 余家風(fēng)能企業(yè)聯(lián)合發(fā)布《北京風(fēng)能宣言》：保證“十四五”期間年均保證風(fēng)電新增裝機(jī)50GW以上，2025年后年均新增風(fēng)電裝機(jī)60GW以上，至2030年裝機(jī)總量達(dá)到8億千瓦(800GW);到2060年至少達(dá)到30億千瓦(3000GW)。

2020年，我國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量為2.81億千瓦，這意味著，10倍增長(zhǎng)的風(fēng)電“黃金時(shí)代”來(lái)臨。

凌云壯志需要統(tǒng)攬全局的行動(dòng)方案。

根據(jù)《“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，“十四五”期間我國(guó)將建設(shè)九大大型清潔能源基地，即金沙江上下游、雅礱江流域、黃河上游和幾字灣、河西走廊、新疆、冀北、松遼等清潔能源基地。值得一提的是，九大基地中均有風(fēng)能的身影。

此外，我國(guó)還將建設(shè)廣東、福建、 浙江、江蘇、山東等海上風(fēng)電基地。

實(shí)際上早在2010年，中國(guó)的風(fēng)電總裝機(jī)量就已經(jīng)超過(guò)了美國(guó)成為世界第一。

隨著棄風(fēng)率快速下降，帶動(dòng)裝機(jī)需求進(jìn)入新一輪景氣周期，我國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)量于2020年達(dá)到頂峰，全年風(fēng)電裝機(jī)量大超預(yù)期，達(dá)到72GW，超越前三年的總和。

幾大央企能源集團(tuán)起到了領(lǐng)頭羊的作用。根據(jù)電力央企“十四五”新能源發(fā)展規(guī)劃，僅國(guó)家能源集團(tuán)、國(guó)電投、華能、華電、大唐、三峽、中廣核、中核、華潤(rùn)電力九大央企“十四五”期間將每年貢獻(xiàn)46.7GW的風(fēng)電裝機(jī)。

考慮到各地大規(guī)模開發(fā)新能源的熱度，預(yù)計(jì)“十四五”期間風(fēng)電將保持年化60GW的裝機(jī)增量。

無(wú)論從哪個(gè)方面看，風(fēng)電都正在迎來(lái)歷史最好時(shí)期。

巨頭敗退 自主崛起

產(chǎn)業(yè)鏈的完備也是中國(guó)風(fēng)機(jī)企業(yè)崛起的關(guān)鍵。

8月27日，西門子歌美颯宣布退出中國(guó)陸上風(fēng)電市場(chǎng)。西方巨頭敗退的背后，則是一部中國(guó)風(fēng)電自主技術(shù)崛起的歷史。

20世紀(jì)初，在國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展初期，憑借技術(shù)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，GE、維斯塔斯及西門子歌美颯三大國(guó)際巨頭的風(fēng)電裝機(jī)曾占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的半壁江山。甚至到2006年，國(guó)內(nèi)風(fēng)電整機(jī)企業(yè)的市場(chǎng)占有率仍不足50%。

時(shí)移世易，從目前的市場(chǎng)份額情況看，西門子歌美颯在中國(guó)市場(chǎng)已喪失先發(fā)優(yōu)勢(shì)——其新增裝機(jī)規(guī)模僅有0.4GW。三大國(guó)際巨頭的市場(chǎng)份額僅占到4%，數(shù)據(jù)排名中已經(jīng)歸類到“其他”范疇。

風(fēng)機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)由國(guó)外壟斷，徹底轉(zhuǎn)為國(guó)內(nèi)企業(yè)主導(dǎo)的格局。

除了成本優(yōu)勢(shì)外，產(chǎn)業(yè)鏈的完備也是中國(guó)風(fēng)機(jī)企業(yè)崛起的關(guān)鍵。國(guó)產(chǎn)化提升的背后，關(guān)鍵材料和零部件必不可少。

隨著風(fēng)電全面進(jìn)入“平價(jià)時(shí)代”，風(fēng)機(jī)大型化是大勢(shì)所趨。而新型材料的應(yīng)用則推動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片長(zhǎng)度達(dá)百米級(jí)。

具有高強(qiáng)度、高模量、低密度的碳纖維材料正加速運(yùn)用在風(fēng)機(jī)葉輪上。今年7月，明陽(yáng)智能MySE11-99A1葉片成功下線，長(zhǎng)度高達(dá)99米，風(fēng)輪直徑達(dá)到203米;該葉型主梁采用了新型的“碳?；觳牧?rdquo;，結(jié)合了碳纖維與玻璃纖維的特點(diǎn)，突破了重量大技術(shù)難題，極大降低葉輪系統(tǒng)重量和整機(jī)系統(tǒng)載荷。

而我國(guó)碳纖維的快速發(fā)展，將進(jìn)一步提升風(fēng)電用碳纖維的性價(jià)比，助力葉片進(jìn)一步大型化。

此外，風(fēng)電是稀土永磁的應(yīng)用大戶，稀土正是我國(guó)在全球儲(chǔ)量最大的戰(zhàn)略資源。由于成本低、效率高、電網(wǎng)兼容性好等優(yōu)勢(shì)，直驅(qū)永磁在大型化風(fēng)機(jī)中的滲透率不斷提升，將帶動(dòng)我國(guó)稀土永磁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

風(fēng)機(jī)大型化的核心是零部件制造能力的提升，鑄件、軸承、齒輪、電機(jī)、葉片等領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代正加速進(jìn)行。一批優(yōu)秀的龍頭企業(yè)涌現(xiàn)出來(lái)，如核心零部件風(fēng)電軸承領(lǐng)域的新強(qiáng)聯(lián)，鑄件領(lǐng)域的日月股份，風(fēng)機(jī)塔筒龍頭天順風(fēng)能等。

目前，我國(guó)已經(jīng)是世界上最大的風(fēng)機(jī)制造國(guó)，產(chǎn)量占全球的一半，為全球風(fēng)電提供“中國(guó)心”。

產(chǎn)業(yè)大爆發(fā)，帶動(dòng)我國(guó)風(fēng)電整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展，零部件-風(fēng)機(jī)制造-投資運(yùn)營(yíng)，我國(guó)正從“風(fēng)電大國(guó)”向“風(fēng)電強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)。

海洋機(jī)遇

海上風(fēng)電即將迎來(lái)“成人禮”。

從陸地走向海洋，這是風(fēng)電乃至我國(guó)新能源的大機(jī)遇。

在海上風(fēng)電領(lǐng)域，中國(guó)已經(jīng)連續(xù)三年問(wèn)鼎全球新增裝機(jī)容量第一的寶座。據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)(GWEC)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)截至2020年的累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)到9898兆瓦，距第一名的英國(guó)(10206MW)僅差308MW。

來(lái)到2021上半年，我國(guó)風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)1084萬(wàn)千瓦，其中海上風(fēng)電新增裝機(jī)214.6萬(wàn)千瓦，一舉超越英國(guó)，拿下全球第一的位置。

相比陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

首先，海上風(fēng)電的波動(dòng)性小于陸上風(fēng)電及光伏。海上風(fēng)電不會(huì)因?yàn)闀円箚?wèn)題造成發(fā)電量“清零”，晚上發(fā)電的效果甚至還會(huì)更好一些。

其次，地理區(qū)位上看，海上風(fēng)電可以實(shí)現(xiàn)“就地消納”。我國(guó)能源供給一直存在地理區(qū)位錯(cuò)配的問(wèn)題，供給集中在中西部，而消耗地多在東部沿海。這就要建設(shè)特高壓等線路進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送。

東部沿海省份可以在離岸大概30-50公里的區(qū)域直接開發(fā)本地的海上風(fēng)能，不用擔(dān)心遠(yuǎn)距離輸送問(wèn)題。

而且，相比陸上風(fēng)能，海上風(fēng)能穩(wěn)定性更強(qiáng)。海上風(fēng)電由于不受地形、城市規(guī)劃影響，享受更多資源量。由于風(fēng)力強(qiáng)勁，海上風(fēng)電年運(yùn)行小時(shí)數(shù)最高可達(dá)4000小時(shí)以上，較陸上風(fēng)電年發(fā)電量多出20%~40%。即便是在風(fēng)量較低地區(qū)，運(yùn)行時(shí)間也可以達(dá)到3000多小時(shí)。

4000小時(shí)已接近我國(guó)電力系統(tǒng)的壓艙石——煤電，其在去年的運(yùn)行時(shí)間同樣是在這一區(qū)間。

國(guó)家政策的扶持之下，我國(guó)海上風(fēng)電裝機(jī)量飆升。但海上風(fēng)電是建設(shè)、運(yùn)維成本較高的發(fā)電方式，高經(jīng)營(yíng)成本主要依賴電價(jià)補(bǔ)貼進(jìn)行疏導(dǎo)。以0.85 元/千瓦時(shí)的上網(wǎng)電價(jià)為例，度電補(bǔ)貼0.45元，補(bǔ)貼比例高達(dá)53%。

長(zhǎng)期依賴補(bǔ)貼不可持續(xù)，我國(guó)海上風(fēng)電即將迎來(lái)“成人禮”。

去年1月3日，國(guó)家財(cái)政部組織召開了一次可再生能源領(lǐng)域的通氣會(huì)，宣布2021年之后將取消海上風(fēng)電國(guó)家補(bǔ)貼，大大超出了業(yè)界對(duì)海上風(fēng)電平價(jià)的預(yù)計(jì)。

明年“斷奶”的海上風(fēng)電將正式進(jìn)入“平價(jià)時(shí)代”。這對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)營(yíng)的成本提出更高的要求，對(duì)風(fēng)機(jī)廠商其實(shí)是更大的機(jī)遇。

大型化是海上風(fēng)電降本增效的關(guān)鍵。

大容量機(jī)組意味著更大的掃風(fēng)面積和更高的輪轂高度，機(jī)組切入風(fēng)速更低，利用小時(shí)數(shù)更高。使用大容量機(jī)組可以大幅減少風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)組臺(tái)數(shù)，從而有效降低原材料、基礎(chǔ)、吊裝、線路和土地等投資成本，并降低后期運(yùn)維和管理成本。

風(fēng)機(jī)大型化的核心是葉片的大型化，160米以上葉輪直徑即將成為行業(yè)主流。2018年我國(guó)新增裝機(jī)葉輪直徑平均約120米，而今年以來(lái)招標(biāo)的風(fēng)電項(xiàng)目中，160米及以上葉輪直徑已經(jīng)成為主流。

目前，明陽(yáng)智能已經(jīng)研發(fā)出國(guó)內(nèi)功率最大的11MW海上風(fēng)機(jī)，東方電氣也研發(fā)出了10MW的風(fēng)機(jī)。而運(yùn)達(dá)新推出的鯤鵬平臺(tái)，葉輪直徑的最小值達(dá)175米(對(duì)應(yīng)的葉片長(zhǎng)度 85.6米)。

我國(guó)并網(wǎng)發(fā)電的最大風(fēng)機(jī)，應(yīng)用在三峽集團(tuán)福建福清興化灣二期海上風(fēng)電場(chǎng)，其所使用的扇葉長(zhǎng)度達(dá)90米。整個(gè)風(fēng)輪直徑可達(dá)185米，掃風(fēng)面積相當(dāng)于三個(gè)半足球場(chǎng)大小。風(fēng)輪的吊裝高度達(dá)115米，相當(dāng)于38層樓的高度。

這臺(tái)機(jī)組于2020年7月成功并網(wǎng)發(fā)電，是目前單機(jī)容量亞太地區(qū)最大、全球第二大的海上風(fēng)電機(jī)組。

值得一提的是，該風(fēng)機(jī)由東方電氣自主研發(fā)，具有我國(guó)的完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。與火電相比，該機(jī)組每年可為國(guó)家節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤43萬(wàn)噸，減少二氧化碳和二氧化硫排放量75萬(wàn)噸。

“大國(guó)重器”，莫過(guò)于此。

寫在最后

在新能源這一賽道，中國(guó)已經(jīng)是不折不扣的最大玩家，光伏、風(fēng)電、新能車均問(wèn)鼎全球。

新能源技術(shù)不再是投入重資不見成效的“富國(guó)游戲”，也不再仰人鼻息，依賴國(guó)外技術(shù)了。從上游原材料，到中游制造，再到下游市場(chǎng)，中國(guó)已經(jīng)遙遙領(lǐng)先。

寧德時(shí)代市值超越中石油，比亞迪市值超越奔馳寶馬，隆基股份市值超越5大發(fā)電集團(tuán)之和，能源產(chǎn)業(yè)的大變局呼之欲出?？梢哉f(shuō)，新能源的“奇點(diǎn)”已經(jīng)到來(lái)。