半岛体育app2021年中国风电行业研究报告
栏目:公司动态 发布时间:2023-05-10
 半岛体育app风能是指空气流动所产生的动能,是太阳能的一种转化形式。由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀,引起大气层中压力分布不平衡,在水平气压梯度的作用下,空气沿水平方向运动形成风。风能是可再生的清洁能源,储量大、分布广,但它的能量密度低,并且不稳定。在一定的技术条件下,风能可作为一种重要的能源得到开发利用。风能利用是综合性的工程技术,通过风力机将风的动能转化成机械能、电能和热能等。 

  半岛体育app风能是指空气流动所产生的动能,是太阳能的一种转化形式。由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀,引起大气层中压力分布不平衡,在水平气压梯度的作用下,空气沿水平方向运动形成风。风能是可再生的清洁能源,储量大、分布广,但它的能量密度低,并且不稳定。在一定的技术条件下,风能可作为一种重要的能源得到开发利用。风能利用是综合性的工程技术,通过风力机将风的动能转化成机械能、电能和热能等。

  即风力发电,属于可再生能源,清洁能源,风力发电是指把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能。

  从我国风力区域分布来看,陆上风力资源主要集中在“三北”地区,海上风力资源集中于东南沿岸,且海风风速明显大于陆地。东南沿海及其岛屿为我国最大风能资源区;内蒙古和甘肃北部,为我国次大风能资源区;黑龙江和吉林东部以及辽东半岛沿海,风能储备也较为充沛;青藏高原、三北地区的北部和沿海,风力资源同样优质;云贵川、甘肃、陕西南部,河南、湖南西部,福建、广东、广西的山区,以及塔里木盆地,为我国最小风能区。

  地球上的风能资源十分丰富。我国风能资源潜力巨大,初步估算在3000GW以上,主要集中在“三北”地区,其中陆上风电70米高度的潜在开发量在2600GW,海上(5~50米水深)100米高度的潜在开发量在500GW左右。在现有风电技术条件下,我国风能资源足够支撑2000GW以上风电装机。

  风电在我国按照地理位置可区分为海上风力发电与陆上风力发电。风电场分为陆上风电场和海上风电场两类。其中,海上风电场包括潮间带和潮下带滩涂风电场、近海风电场和深海风电场。

  陆上风电场:指在陆地和沿海多年平均大潮高潮线以上的潮上带滩涂地区开发建设的风电场,包括在有固定居民的海岛上开发建设的风电场。

  潮间带和潮下带滩涂风电场:指在沿海多年平均大潮高潮线以下至理论最低潮位以下5m水深内的海域开发建设的风电场。

  近海风电场:指在理论最低潮位以下5m~50m水深的海域开发建设的风电场,包括在相应开发海域内无固定居民的海岛和海礁上开发建设的风电场。

  深海风电场:指在大于理论最低潮位以下50m水深的海域开发建设的风电场,包括在相应开发海域内无固定居民的海岛和海礁上开发建设的风电场。

  风速高、低风切变:由于海水面十分光滑,粗糙度较小,摩擦力较小。因此,风速较大,风速、风向的变化较小,风切变(即风速随高度的变化)也较小,这样就不需要很高的塔架,可降低风电机组成本。

  低湍流:海上风湍流强度小,具有稳定的主导风向,机组承受疲劳负荷较低,风机寿命更长。

  高产出:海上风电场允许单机容量更大的风机,高者可达5MW~10MW,由于对噪音要求较低,通过更高的转动速度及电压,可获取更高的能量产出。目前,我国海上可开发的风能资源是陆上风能资源的3倍。

  风力发电的原理:用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据风车技术,大约是每秒三米的速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染。风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。这种风力发电机组,大体上可分风轮、发电机和塔筒三部分。

  目前全球主流陆上和海上风电整机厂商所采取的技术路线主要集中在双馈异步、永磁直驱和永磁半直驱这三种技术路线。双馈式风机通常单机容量较小、安装灵活,但使用齿轮箱与风轮机链接,齿轮箱属于易过载、且损坏率相对较高的部件,而双馈式的齿轮箱转速通常相对较高,因此维运成本也较高。直驱式风机是目前国外风机商广泛采取的形式,因不存在齿轮箱因此维运成本相对较低,但是直驱式风机在相同容量积通常较大,吊装成本较高。

  永磁半直驱同步风电机组技术路线与我国目前海上风电发展情况更契合。目前我国整机厂商的轴承、高速齿轮箱等核心零部件仍然较大程度上依赖国外进口,永磁半直驱同步风电机组结合了双馈和永磁直驱两种技术路线的优势,采用中低速齿轮箱传动,对轴承、齿轮箱的制造工艺要求相对较低,机组整体结构更为紧凑,有利于运输和吊装,更适合现阶段我国海上风电的发展状况。

  风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。这种风力发电机组,主要由风轮叶片、齿轮箱、发电机、轴承、轮毂及控制系统及塔筒构成。大体上可分风轮、发电机和塔筒三部分。其中,主要部件国产化进程已经基本完成,替代比率已经达到96%以上。

  风电机组按发电机的结构和工作原理可分为异步和同步风电机组,异步风机按其转子绕组结构可分为笼型异步风机和绕线式双馈异步风机,同步风机按其转子励磁方式可分为永磁同步风机和电励磁同步风机。

  海上风力发电机组与陆上风力发电机组结构上存在稍许不同,其结构可分为塔头(风轮和机舱)、塔筒和基础(水下结构与地基)。其结构多样,可分为单桩基础、多桩基础如普通多桩基础、三脚桩基础,重力式基础、吸力式基础、悬浮式基础等。

  风力发电厂是将风能转换成电能,对于生产出来的电能,会通过升压变压器,把电压升高,方便进行电能传输电能通过架空输电线,送到近负荷侧,再通过降压变压器,把电压降到用户设备的额定电压220V的电压,供用户日常使用。运输过程中使用到的陆缆,其包括电力电缆、电气装备用途电缆、特殊用途电缆、架空绝缘用途电缆等,可应用于电网、城轨、核电站、通讯等场景。

  平准化度电成本LCOE(LevelizedCostofEnergy)是国际上通用的评价度电成本的指标,可以从风电的整个项目周期来衡量发电的经济性。LCOE由早期的初始投资成本,运行成本、维护成本、故障成本、其他潜在成本及残值收益决定。

  低风速风场和海上风电共同推进了叶片的大型化发展,加上碳纤维成本走低,叶片复合材料工艺得到创新,风电领域对碳纤维的需求大幅增长。随着风电机组装机量稳步增加以及大型化机组渗透率提升,预计碳纤维在风电领域的需求将持续增长。2020年全球风电叶片碳纤维需求37000吨左右,预计2021年达到41000吨左右。

  回顾风电发展历史,风电行业逐步从补贴的扶持下,持续推动风机国产化,风机规模和品种持续增加,行业内生增长能力稳步提升,逐步迈向平价时代。2018年5月,集中式风电项目正式从“标杆电价”阶段进入“竞价上网”阶段。2019年5月,国家发改委开始指导电价,将陆上和海上风电项目电价由标杆上网电价调整为指导价,作为企业申报上网电价的上限。2021年陆上风电退出补贴,风电行业进入平价时代。

  据统计,2020年底前已核准陆风平价大基地,短期补贴退坡带动抢装,长期行业发展趋势不改。2019年5月,国家发改委下发了关于《完善风电上网电价政策的通知》,提出陆上风电2021年后将不再补贴。2020年,国家出台《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》、《关于公布2020年风电、光伏发电平价上网项目的通知》等多项政策有序推动风电行业去补贴进程、保障风电消纳、风电项目建设科学化管理,持续推进能源结构转型。

  2020年1月,财政部、国家发改委、国家能源局下发了《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》:新建海上风电项目2022年开始将不再补贴。中央财政鼓励地方政府自行补贴,支持本省海上风电项目的建设;同时提出“纳入补贴目录的可再生能源发电项目,按合理利用小时数核定中央财政补贴额度”。

  Vestas(维斯塔斯)是集风力发电机设计、制造、销售、安装及服务为一体的全球风电龙头企业。公司成立于1945年,Vestas Wind Systems A/S于1986年分拆,并于2004年和丹麦风力发电机制造商NEG合并,市场份额扩大至32%。公司总部位于丹麦,业务包括陆上风机销售和服务两个板块,海上业务与三菱合营。业务区域覆盖美洲、欧洲、中东、非洲和亚太地区。

  公司于1979年开始业务转型生产风力发电机。2003年公司与丹麦风力发电机制造商NEGMicon合并创立世界最大的风力发电机制造商VestasWindSystemsA/S。公司于2005年设立风电竞争性目标,2006年天津开业第一家中国生产工厂,并于2008年12月1日宣布将其在美国俄勒冈州波特兰的北美总部扩大。2009年,维斯塔斯开始推动新型风机进入市场,通过多项收购与联合创立风机企业,逐步成为全球风机行业领导者。

  2020年,维斯塔斯实现营业收入148.19亿欧元,其中86%来自电站解决方案业务(主要是陆上风机销售、EPC等)。2020年,Vestas有13个生产基地,其中6个组装厂、5个叶片厂、1个控制厂、1个风塔厂,维斯塔斯的服务业务主要包括AOM2000-5000,过去几年中,服务品种越来越向高等级集中,AOM4000以上的服务范围占全部服务装机比例超过90%。