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“乘風破浪”的中國風電

2023-09-13 來源:周油列國工作室 瀏覽數:584

2009年~2022年,中國風電新增裝機連續14年位居全球第一;2010年~2022年,中國風電累計裝機連續13年位居全球第一。目前,中國陸上

2009年~2022年,中國風電新增裝機連續14年位居全球第一;

2010年~2022年,中國風電累計裝機連續13年位居全球第一。

目前,中國陸上風電單機容量達8兆瓦,海上風電在18兆瓦級以上,風電機組引領全球大型化潮流。

中國正引領全球風電發展。

展望未來,中國風電作為碳中和的主力軍,發展仍將長風破浪。清潔風電與Power-to-X技術融合,將助力綠色經濟全面發展。

近日,中國可再生能源學會風能專業委員會產業研究部主任于貴勇深入解讀了中國風電發展現狀及未來趨勢。

“風光”——碳中和主力軍

新星公司大荔風電站航拍圖

據相關研究報告,中國零碳轉型將帶來巨大的市場規模和效益,預計能帶動70萬億元的基礎設施投資。

預計到2025年,光伏、風電、水電、核電及其他清潔能源合計裝機占比達57.5%,超過煤電和氣電合計42.5%的占比;清潔能源發電量占比達44.7%,成為主導電源。其中,風電裝機占比從2020年的12.8%增至2025年的18.2%,風電發電量占比從2020年的6.1%增至2025年的11%。

預計到2030年、2050年、2060年,清潔能源裝機占比分別達67.5%、92%、96%,其中,風電裝機成為電源裝機增量主體。2050年、2060年,風電裝機占比將超過75%、80%,發電量占比超過60%、70%。

中國風電新增裝機

連續14年全球第一

2012~2022年中國風電新增裝機量

近十幾年,全球風電累計裝機量快速增長,由2008年的130吉瓦增至2022年的906吉瓦。2022年全球新增風電并網裝機77.6吉瓦,較上年下降17.1%,其中,陸上風電新增裝機68.8吉瓦、海上風電新增裝機8.8吉瓦。

2009年~2022年,中國風電新增裝機連續14年位居全球第一。2010年~2022年,中國風電累計裝機連續13年位居全球第一。

2022年,中國風電新增吊裝容量4983萬千瓦,累計裝機容量超過3.96億千瓦。

從2012年起,風電發電量首次超過核電,成為我國第三大電源;2022年中國風電發電量7624億千瓦時,是10年前的10倍;2022年風電發電量占比提升至8.8%,比2021年增長了1個百分點,10年增長了6.7個百分點。

中國引領全球海上風電發展

2022年,全球除中國外,其他國家海上風電新增裝機容量約4.4吉瓦,占全球市場份額46%;中國新增裝機占全球市場份額54%,持續引領全球海上風電發展。

2022年,中國海上風電新增裝機容量約510萬千瓦,累計裝機容量超過3000萬千瓦,比上一年增長20.1%。

目前,全球深海漂浮式風機基礎型仍處于試驗示范階段,而中國漂浮式風機機組已進入樣機示范階段。

2021年7月,三峽“引領號”漂浮式試驗樣機在廣東陽江沙扒海上風電場完成安裝,機組容量5.5兆瓦,風輪直徑158米,輪轂中心距海平面約107米。

2022年6月,國內首臺深遠海浮式風電裝備——“扶搖號”完成安裝,機組容量6.2兆瓦,風輪直徑152米,輪轂中心距海平面約96米,平均水深65米。

2023年5月,單機容量7.25兆瓦、葉輪直徑158米、水深120米、離岸136千米的“海油觀瀾號”成功并入文昌油田群電網,標志著中國深遠?!半p百”漂浮式風電裝備投產運行。

截至2022年底,中國風電機組累計出口49個國家,共計4224臺,累計容量約12吉瓦。

Power-to-X(P2X)

是提升可再生能源消費的新形式

在以新能源為主體的新型電力系統中,需要新能源的電力和電量大于實際需求,會形成部分的電力“冗余”。

Power-to-X(P2X)是將可再生能源發電轉化為氫,然后與后續化工流程相結合,生成綠色大宗化工產品,如綠氨、綠色甲烷、綠色甲醇、綠色合成燃料等,幫助鋼鐵、化工、航空、海運等行業脫碳,同時也可以平衡可再生能源電力供應的波動。

國際能源署評估,到2070年,全球每年氫的需求量約為5億噸,而可再生能源電解制氫將占60%,即3億噸。

可再生能源電轉氨可生產綠氨。氨是生產尿素和硝酸銨等重要化學品的基礎原料,全球氨產量的90%用于生產肥料。傳統的氨生產工藝,采用的氫來自化石燃料,每噸氨排放二氧化碳2~3噸,采用綠氫可實現零排放。

可再生能源電轉甲醇可生產綠色甲醇。甲醇是世界上交易量最大的五種化學品之一。據評估,全球甲醇市場規模到2027年將翻一番。丹麥正建設一個項目,通過一座300~400兆瓦的電解廠生產氫氣,與從廢物焚燒中捕集的二氧化碳進行結合,每年能夠生產13萬噸甲醇。

可再生能源電還可以轉合成燃料。氫氣與一氧化碳等氣體在催化劑的作用下,可以合成以直鏈烴為主的烴類化合物,作為傳統燃料油的替代品。

從能效看,電轉甲烷、電轉合成燃料的能效相對較高(50%),電轉甲醇能效最低(39%)。

從經濟性看,可再生能源電價為0.2元/千瓦時,電轉氨具有經濟性;電轉甲烷和甲醇,電價在0.15元/千瓦時以下具有經濟性;電轉合成燃料盡管經濟性較好,但存在技術風險。

目前,“三北”地區風電項目度電成本在0.15~0.2元,預計到2025年可降為0.12~0.15元,Power-to-X的成本問題有望得到解決。

P2X正在快速成為連接可再生能源與高碳排放行業的關鍵紐帶,助力綠色經濟全面發展。

未來風電發展趨勢

“十四五”期間,中國各省風電規劃新增裝機合計突破2.8億千瓦,其中,沿海地區海上風電規劃容量約5500萬千瓦。

中國可再生能源學會風能專業委員會(CWEA)預測,預計到2025年,風電LCOE下降到“123”,即“三北”一類、二類資源區做到0.12~0.15元/千瓦時,比2022年下降20%~25%;中東南部三類、四類資源區做到0.2元/千瓦時,比2022年下降13%~18%;近海做到0.27~0.3元/千瓦時,造價水平在10500~12500元/千瓦,到2030年降為0.23~0.27元/千瓦時,比2022年下降20%~25%。

“三北”地區風能資源儲量巨大,可引入大規模用電產業,加大消納力度,將可再生能源電力的“價格優勢”轉變為其他產業發展的“價值高地”。

如在“三北”地區引入數據中心,將進一步降低高載能企業發展成本,實現產業綠色升級。據估算,一個超大型數據中心年用電需求超4億千瓦時,需風電裝機超20萬千瓦。

“中東南部”地區18個省份可協調土地和開發的關系,出臺分散式風電并網政策,推動“千鄉萬村馭風行動”。

風電看似占地面積大,但其實是最節約土地的發電技術。100臺機組的風電場,整場面積約46平方千米,而機組完成地表恢復后,占地僅2萬平方米,長期占地占整個風電場的面積僅為0.043%,比乒乓球桌上的乒乓球占的面積還小。據估算,風電采用桁架式塔架基礎,開發1億千瓦風電裝機實際占地面積僅12萬平方米,與兩個百萬千瓦火電廠相當,是接近“零用地”的發電技術。

《“十四五”可再生能源發展規劃》提出“千鄉萬村馭風行動”,規劃在“十四五”期間,通過試點示范,在全國100個縣中優選5000個村,安裝1萬臺風機,總裝機規模達5000萬千瓦,全面鋪開后市場潛力更加巨大。全國69萬個行政村,若有10萬個村,每個村在田間地頭、房前屋后、鄉間道路等零散土地上找出200平方米用于安裝兩臺5兆瓦風電機組,就可實現10億千瓦的風電裝機。

“海上風電”方面,中國近海和深遠海風能資源技術開發量超過22億千瓦,其中深遠海海上風電資源儲量大,是未來海上風電高質量發展的重要領域。2030年后,絕大部分海上風電項目均位于專屬經濟區。海上風電可以用來制氫,可以與海洋牧場融合發展,還可以通過Power-to-X(P2X)的方式利用。

企業實踐

01

新星公司

“雙核驅動”助風電業務高質量發展

今年以來,新星公司大荔風電站強化運行管理,實現超計劃進度發電。

新星公司大荔風電站位于陜西渭南,項目總裝機容量20兆瓦,安裝8臺2.5兆瓦風力發電機組,配套建設35千伏開關站1座。項目于2021年7月開工建設,12月實現并網發電,是中國石化陸上分散式風力發電項目的“開山之作”。

近年來,新星公司充分發揮新能源專業化公司的優勢,搶抓新能源產業發展機遇,積極構建以地熱為引領、氫能為方向、風電光伏為支撐的“熱氫風光”新能源產業體系,助力中國石化綠色轉型發展。

在風電業務市場開拓上,該公司堅持“存量產能綠電替代、新建產能綠電配套”的原則,持續加大系統內項目風電資源獲取力度,夯實發展基礎。繼大荔風電項目后,新星公司先后獲取了中原油田112兆瓦風電、陜西大荔風電站(二期)50兆瓦風電等項目。

在推動陸上風電項目開發的同時,該公司還加快進軍海上的步伐。2022年3月,該公司獲得中國石化首個海上風電項目海南洋浦600兆瓦海上風電開發指標,7月,正式啟動測風工作,標志著中國石化海上風電業務發展邁入新階段?!半p核驅動”助風電業務高質量發展。

02

江蘇油田

蘇皖之風吹綠水鄉油田

自2022年4月江蘇油田首臺陸上風力發電機建設至今,該油田已并網運行第八臺風機,裝機容量28.5兆瓦,年發電能力達7500萬千瓦時,綠電使用率高達90%。

近年來,江蘇油田聚焦“雙碳”目標,部署了“十四五”新能源發電“1/3替代”目標,加快推進風光電建設與勘探開發融合發展,形成“風光互補+油氣生產”模式,促進水鄉油田變身“綠色電田”。

為有效利用風能,江蘇油田堅持分散式與規?;⑴e,充分利用老井場或空地開展項目建設,不僅盤活了土地資源,而且實現了綠電高效輸送。

針對綠電有“富余”的情況,該油田積極推進電網改造和互聯互通建設。今年3月,陳二線聯合線建設完成,花3-5風機的綠電通過這條“高速公路”輸送到十幾公里外的陳堡采油班站。截至目前,該線路已輸送綠電301萬千瓦時。

風具有波動性和隨機性。曹莊儲能電站原先是通過削峰填谷,利用差價為油田生產節省動力費,現在更多的作用是存儲綠電,在滿功率情況下4小時可充兩萬千瓦時的電,保障150多臺抽油機運行24小時。


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