河南安陽(yáng)湯陰風(fēng)電場(chǎng)
隨著《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》將低風(fēng)速分散式風(fēng)電開(kāi)發(fā)作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn),平原地區(qū)低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)逐步提速。由于低風(fēng)速風(fēng)電發(fā)展空間巨大,業(yè)內(nèi)甚至將其稱為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)下一片“希望的田野”。未來(lái),平原地區(qū)低風(fēng)速風(fēng)電能否再次打開(kāi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)空間?低風(fēng)速風(fēng)電能否實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)?產(chǎn)業(yè)發(fā)展還存在哪些瓶頸?為了回答這些問(wèn)題,經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者近日對(duì)全國(guó)首座整場(chǎng)大規(guī)模采用高塔的平原風(fēng)電場(chǎng)——湯陰風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了采訪調(diào)研。湯陰風(fēng)電場(chǎng)升壓站。
2.17億千瓦、2.16億千瓦,這分別是今年上半年全國(guó)風(fēng)電和光伏發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)量。5年前,這一數(shù)據(jù)分別是1.29億千瓦和4318萬(wàn)千瓦。隨著裝機(jī)增速連年放緩,原本具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)正面臨被光伏產(chǎn)業(yè)反超的局面。好在隨著風(fēng)電技術(shù)不斷進(jìn)步,平原低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)迎來(lái)快速發(fā)展,逐步打開(kāi)了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)未來(lái)的成長(zhǎng)空間。
風(fēng)電開(kāi)發(fā)向平原地區(qū)轉(zhuǎn)移
驅(qū)車從河南省鶴壁市向北出城,駛上京港澳高速不久,三五成群的高大風(fēng)機(jī)便映入眼簾,在豫東平原上格外顯眼。由于風(fēng)速較低,我國(guó)中東南部的風(fēng)電場(chǎng)通常修建在風(fēng)速更高的大山上,像這樣在人口稠密的中東南部平原上修建風(fēng)電場(chǎng)并不多見(jiàn)。
作為全國(guó)最具代表性的平原低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng),由中國(guó)華能集團(tuán)有限公司投資建設(shè)的河南安陽(yáng)湯陰風(fēng)電場(chǎng)讓人們看到了低風(fēng)速風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)潛力。該風(fēng)電場(chǎng)一期工程安裝有69臺(tái)遠(yuǎn)景120米高全鋼塔筒、2.X平臺(tái)智能風(fēng)機(jī),裝機(jī)容量15.18萬(wàn)千瓦,2017年9月投資建設(shè),2018年12月并網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
“一般情況下,平均風(fēng)速達(dá)到每秒6米以上才具有風(fēng)電開(kāi)發(fā)的技術(shù)條件,因此在七八年前,我們認(rèn)為河南并不具備開(kāi)發(fā)風(fēng)電的條件。”中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)秦海巖起初并不看好平原低風(fēng)速風(fēng)電發(fā)展。
秦海巖的顧慮有其原因。此前,我國(guó)風(fēng)電建設(shè)主要集中在高風(fēng)速的“三北”地區(qū)(西北、華北和東北)和中東南部山地,這些地區(qū)的風(fēng)資源都明顯好于平原地區(qū),且這些區(qū)域往往地廣人稀,建設(shè)環(huán)境良好。
近年來(lái),隨著風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步,平原低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)迎來(lái)快速發(fā)展。10多年前,在每年風(fēng)電新增裝機(jī)中,中東南部只占20%,其余大部分是在“三北”地區(qū);但近三五年來(lái),中東南部地區(qū)占比已經(jīng)達(dá)到了60%至70%,風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)總體開(kāi)始向中東南部轉(zhuǎn)移。
談及轉(zhuǎn)移原因,秦海巖認(rèn)為,一是“三北”地區(qū)電源建設(shè)比較多,而當(dāng)?shù)赜秒娯?fù)荷有限,產(chǎn)生了一些棄風(fēng)限電問(wèn)題;二是中東南部是我國(guó)電力消費(fèi)中心,有利于風(fēng)電消納。“以前風(fēng)機(jī)技術(shù)不具備經(jīng)濟(jì)性,但是近幾年隨著風(fēng)機(jī)控制策略和智能化水平提升,塔筒增高、葉輪直徑增大、單位千瓦掃風(fēng)面積增加,以及制造成本降低、效率增加,平原地區(qū)、低風(fēng)速地區(qū)也具備了開(kāi)發(fā)條件。”秦海巖說(shuō)。
在人口密集地區(qū)大規(guī)模開(kāi)發(fā)分散式風(fēng)電其實(shí)早有先例。德國(guó)跟我國(guó)中東南部地區(qū)情況比較類似,其風(fēng)電開(kāi)發(fā)以小規(guī)模分散式風(fēng)電為主,并沒(méi)有大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電基地,德國(guó)98%的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)數(shù)量不超過(guò)5臺(tái)。但在這種模式下,德國(guó)風(fēng)電裝機(jī)仍然高達(dá)6000萬(wàn)千瓦,單位國(guó)土面積裝機(jī)量達(dá)每平方公里175千瓦,反觀我國(guó)中東南部裝機(jī)密度高的地方也僅為每平方公里20千瓦。
中國(guó)工程院院士、原中國(guó)工程院副院長(zhǎng)杜祥琬表示,近年來(lái),風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在認(rèn)識(shí)上發(fā)生了轉(zhuǎn)變,原來(lái)認(rèn)為按照中國(guó)的能源資源稟賦,只能靠西電東送發(fā)展,現(xiàn)在則認(rèn)為,只要中東南部充分利用好風(fēng)光資源,完全可以實(shí)現(xiàn)能源自給。
“中東南部風(fēng)資源理論上是沒(méi)有‘天花板’的。”秦海巖說(shuō),對(duì)風(fēng)資源的調(diào)查評(píng)估顯示,在中東南部地區(qū),地面風(fēng)速定到每秒6米以上可以實(shí)現(xiàn)2億千瓦裝機(jī)量;地面風(fēng)速定到每秒5.5米以上保守估計(jì)可具備10億千瓦的開(kāi)發(fā)潛力。
事實(shí)上,自國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)要求的通知》以來(lái),經(jīng)過(guò)政策催化與技術(shù)積累,我國(guó)分散式風(fēng)電已呈現(xiàn)加快發(fā)展特點(diǎn)。去年,黑龍江、內(nèi)蒙古、廣西、河南、安徽、青海等省份新增分散式風(fēng)電核準(zhǔn)容量1120萬(wàn)千瓦,超過(guò)集中式風(fēng)電。其中,2019年新增并網(wǎng)容量73萬(wàn)千瓦,主要分布在黑龍江、河南、內(nèi)蒙古和遼寧等地。
技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)平價(jià)上網(wǎng)
行走在湯陰風(fēng)電場(chǎng),可以很清晰地發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的特別之處——塔筒更高,葉片更長(zhǎng)。對(duì)于這樣特殊機(jī)型的選擇,華能集團(tuán)河南分公司總經(jīng)理助理廖毛雄表示,在風(fēng)速條件方面,河南平原地區(qū)的要求比“三北”地區(qū)要低,且風(fēng)切變較高(高空風(fēng)速更大)。為了捕獲較高風(fēng)能,需要選擇更高塔筒、更大葉輪直徑即單位掃風(fēng)面積更大的風(fēng)機(jī)。
記者了解到,湯陰風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)年平均風(fēng)速低至5.62米/秒,采用遠(yuǎn)景2.X平臺(tái)120米高度全鋼塔筒低風(fēng)速智能風(fēng)機(jī),該機(jī)型可最大程度地發(fā)掘和利用河南平原地區(qū)高切變風(fēng)資源優(yōu)勢(shì)。
隨著風(fēng)電技術(shù)快速進(jìn)步,資源優(yōu)良、建設(shè)成本低、投資和市場(chǎng)條件好的地區(qū),已初步具備與燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)平價(jià)的條件。今年是我國(guó)陸上風(fēng)電國(guó)家提供補(bǔ)貼的最后一年,為提高風(fēng)電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,去年5月我國(guó)公布了2019年第一批風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目。今年以后,中國(guó)陸上風(fēng)電將主要以無(wú)補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)形式發(fā)展。
未來(lái),能否提高經(jīng)濟(jì)性,實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng),是平原低風(fēng)速風(fēng)電能否大規(guī)模推廣的關(guān)鍵。據(jù)遠(yuǎn)景能源有限公司高級(jí)副總裁田慶軍介紹,湯陰風(fēng)電場(chǎng)建成已有兩三年,屬于我國(guó)比較早期的平原風(fēng)電場(chǎng),采用的是第一代平原風(fēng)機(jī),特點(diǎn)是“雙120”,即120米的塔筒高度加上121米的葉輪直徑,這種技術(shù)特點(diǎn)在當(dāng)時(shí)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng),基本是在原有國(guó)家補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
不過(guò),按照當(dāng)前的技術(shù)能力,實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)已不是難題。遠(yuǎn)景能源根據(jù)平原地區(qū)風(fēng)資源高切變特點(diǎn),把塔筒的高度從以前的80米、90米抬升到了120米、140米甚至150米。風(fēng)機(jī)葉輪直徑也不斷加大,用于增強(qiáng)風(fēng)機(jī)掃風(fēng)面積,獲取風(fēng)資源的可開(kāi)發(fā)性。
田慶軍說(shuō),遠(yuǎn)景能源去年推出的第二代平原風(fēng)機(jī)是“雙140”,140米高的塔筒搭配141米葉輪直徑,基本實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)平價(jià)。今年推出的第三代平原風(fēng)機(jī)是“雙150”,150米高的塔筒加上156米葉輪直徑,在平原地區(qū)可以有效地把風(fēng)資源大幅度提升,從而實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。
以第三代平原風(fēng)機(jī)為例,如果搭建3兆瓦150米塔筒156米葉輪直徑的風(fēng)機(jī),年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)可以在現(xiàn)有2.2兆瓦121米高塔筒風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上提升800個(gè)小時(shí),達(dá)到3000小時(shí)以上。在單位造價(jià)7500元/千瓦情況下,可以將全生命周期千瓦時(shí)電成本降到0.3元/千瓦時(shí),對(duì)比河南0.3779元/千瓦時(shí)的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià),意味著一臺(tái)3.0兆瓦的風(fēng)機(jī),平價(jià)上網(wǎng)以后每年純利仍然可以接近150萬(wàn)元,經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。
“隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新,新材料、新控制算法應(yīng)用會(huì)讓未來(lái)的風(fēng)機(jī)更加高效、發(fā)電量更高。”田慶軍表示,以現(xiàn)有技術(shù)而言,在未來(lái)一兩年內(nèi),中國(guó)幾乎所有的中東南部省份都可以實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng),其中500多個(gè)縣是平原縣域,初步估算平價(jià)上網(wǎng)后可供開(kāi)發(fā)的平原項(xiàng)目有1億千瓦以上。
廖毛雄認(rèn)為,由于中東南部地區(qū)人口稠密,未來(lái)制約風(fēng)電發(fā)展的主要因素是環(huán)境制約,而不是技術(shù)與經(jīng)濟(jì)因素。此外,地方政府能否批準(zhǔn)建設(shè)更多風(fēng)電項(xiàng)目,對(duì)風(fēng)電行業(yè)而言是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
風(fēng)電場(chǎng)成了網(wǎng)紅打卡地
“剛開(kāi)始以為這個(gè)項(xiàng)目會(huì)對(duì)生活造成不良影響,沒(méi)想到卻成了風(fēng)景區(qū)。”談起自家門(mén)口的風(fēng)電場(chǎng),河南省安陽(yáng)市湯陰縣宜溝鎮(zhèn)香寺村村民張樹(shù)亮對(duì)家門(mén)口的風(fēng)電項(xiàng)目豎起了大拇指。如今,湯陰風(fēng)電場(chǎng)已經(jīng)與周邊環(huán)境融為一體,與自然和諧共生。
記者發(fā)現(xiàn),在風(fēng)機(jī)塔筒設(shè)計(jì)上,該項(xiàng)目改變了傳統(tǒng)白色烤漆設(shè)計(jì),取而代之的是創(chuàng)意涂裝。圖案選用了湯陰精忠報(bào)國(guó)、甲骨文等文化元素和太行山水畫(huà)面,宣傳的是地方文化和人文景觀,這在全國(guó)尚屬首創(chuàng),也讓風(fēng)機(jī)成了文化藝術(shù)品和網(wǎng)紅打卡地。
走進(jìn)風(fēng)電場(chǎng)升壓站,映入眼簾的不是簡(jiǎn)陋的廠房,而是一座古色古香的建筑,建筑內(nèi)部獨(dú)具現(xiàn)代科技特色的控制中心將古今、科技、環(huán)境等元素相融合。在湯陰風(fēng)電場(chǎng)的上空也看不見(jiàn)傳統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)密布的桿線,場(chǎng)區(qū)內(nèi)7條集電線路全部以地埋電纜形式鋪設(shè),不但保持了空間環(huán)境特色,也為政府后期規(guī)劃留足了空間。
“在人口密集的平原地區(qū)修建風(fēng)電場(chǎng),最大的難題是與當(dāng)?shù)厝罕姾驼疁贤ā?rdquo;廖毛雄說(shuō),群眾覺(jué)得項(xiàng)目占用了土地,政府認(rèn)為影響了環(huán)境,因此在這些項(xiàng)目建設(shè)中,應(yīng)考慮如何做到協(xié)調(diào)發(fā)展,解決風(fēng)電項(xiàng)目與自然環(huán)境和諧發(fā)展。
平原低風(fēng)速風(fēng)電場(chǎng)普遍面臨土地資源緊缺的挑戰(zhàn),如何合理規(guī)劃并使用有限的土地資源非常關(guān)鍵。田慶軍表示,在項(xiàng)目規(guī)劃階段,華能做了大量準(zhǔn)備工作,充分調(diào)查擬規(guī)劃區(qū)域的土地可利用性,隨著項(xiàng)目輸入資料的完整性和準(zhǔn)確性不斷提高,華能采用自主研發(fā)的格林威治云平臺(tái),在給定的限制性因素下對(duì)可開(kāi)發(fā)區(qū)域做精細(xì)化資源評(píng)估及收益復(fù)核,通過(guò)平臺(tái)智能尋優(yōu)最終產(chǎn)生最優(yōu)微觀選址方案,在少占用耕地的前提下實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目效益最大化。
據(jù)了解,平原地區(qū)修建的風(fēng)電項(xiàng)目在土地復(fù)耕后,一個(gè)機(jī)位僅需占用100平方米空間,建設(shè)期還能幫助當(dāng)?shù)貙?shí)施道路硬化,完善路網(wǎng)建設(shè)。在景觀設(shè)計(jì)方面,風(fēng)機(jī)上可做的文章也不少。“風(fēng)機(jī)的大塔筒既可以彩繪,也可以做電子屏。隨著風(fēng)電行業(yè)發(fā)展,未來(lái)的項(xiàng)目創(chuàng)新一定會(huì)層出不窮。”田慶軍說(shuō)。
此外,對(duì)于沒(méi)有資源優(yōu)勢(shì)和交通優(yōu)勢(shì)的貧困地區(qū)而言,發(fā)展風(fēng)電是拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)脫貧致富的有效手段。秦海巖透露,一個(gè)行政村只需要拿出200平方米土地,安裝兩臺(tái)3兆瓦風(fēng)機(jī),在平價(jià)上網(wǎng)前提下,一年可為村集體貢獻(xiàn)近300萬(wàn)元凈利潤(rùn)。
“所以說(shuō),風(fēng)電不僅能夠解決當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)調(diào)整的問(wèn)題,貢獻(xiàn)清潔電力,帶動(dòng)縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,還能給當(dāng)?shù)貏?chuàng)造一個(gè)新的人文景觀,促進(jìn)旅游業(yè)發(fā)展,助力美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。”秦海巖表示,讓更多群眾接受風(fēng)電,這樣風(fēng)電的發(fā)展空間就打開(kāi)了。
對(duì)于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)下一步規(guī)劃,水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副院長(zhǎng)易躍春表示,中東南部區(qū)域靠近電力負(fù)荷中心便于消納,是近期風(fēng)電開(kāi)發(fā)重點(diǎn)區(qū)域之一,但受限于風(fēng)能資源與土地資源影響,今后將以協(xié)調(diào)風(fēng)電發(fā)展與生態(tài)保護(hù)、促進(jìn)低風(fēng)速利用為工作重點(diǎn),不斷提升風(fēng)電在當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)中的比重。
原標(biāo)題:低風(fēng)速風(fēng)電吹出高效益了嗎 ——全國(guó)首座整場(chǎng)大規(guī)模采用高塔的平原風(fēng)電場(chǎng)調(diào)查