随着《風(fēng)電發展“十三五”規劃》将低風(fēng)速分(fēn)散式風(fēng)電開發作(zuò)爲産業發展的重點，平原地區低風(fēng)速風(fēng)電場建設逐步提速。由于低風(fēng)速風(fēng)電發展空間巨大(dà)，業内甚至将其稱爲風(fēng)電産業下一片“希望的田野”。未來(lái)，平原地區低風(fēng)速風(fēng)電能否再次打開風(fēng)電産業增長空間？低風(fēng)速風(fēng)電能否實現平價上網？産業發展還(hái)存在哪些瓶頸？爲了回答這些問(wèn)題，經濟日(rì)報記者近日(rì)對全國(guó)首座整場大(dà)規模采用高塔的平原風(fēng)電場——湯陰風(fēng)電場進行了采訪調研。
2.17億千瓦、2.16億千瓦，這分(fēn)别是今年(nián)上半年(nián)全國(guó)風(fēng)電和光(guāng)伏發電的累計(jì)裝機(jī)量。5年(nián)前，這一數據分(fēn)别是1.29億千瓦和4318萬千瓦。随着裝機(jī)增速連年(nián)放(fàng)緩，原本具有先發優勢的風(fēng)電産業正面臨被光(guāng)伏産業反超的局面。好在随着風(fēng)電技術(shù)不斷進步，平原低風(fēng)速風(fēng)電場迎來(lái)快(kuài)速發展，逐步打開了風(fēng)電産業未來(lái)的成長空間。
風(fēng)電開發向平原地區轉移
驅車從(cóng)河南(nán)省鶴壁市向北出城(chéng)，駛上京港澳高速不久，三五成群的高大(dà)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(nán)部的風(fēng)電場通常修建在風(fēng)速更高的大(dà)山(shān)上，像這樣在人(rén)口稠密的中東南(nán)部平原上修建風(fēng)電場并不多見(jiàn)。
作(zuò)爲全國(guó)最具代表性的平原低風(fēng)速風(fēng)電場，由中國(guó)華能集團有限公司投資建設的河南(nán)安陽湯陰風(fēng)電場讓人(rén)們看(kàn)到了低風(fēng)速風(fēng)電産業的市場潛力。該風(fēng)電場一期工(gōng)程安裝有69台遠(yuǎn)景120米高全鋼塔筒、2.X平台智能風(fēng)機(jī)，裝機(jī)容量15.18萬千瓦，2017年(nián)9月投資建設，2018年(nián)12月并網，實現了良好的經濟和社會效益。
“一般情況下，平均風(fēng)速達到每秒6米以上才具有風(fēng)電開發的技術(shù)條件(jiàn)，因此在七八年(nián)前，我們認爲河南(nán)并不具備開發風(fēng)電的條件(jiàn)。”中國(guó)可(kě)再生(shēng)能源學會風(fēng)能專委會秘書(shū)長秦海岩起初并不看(kàn)好平原低風(fēng)速風(fēng)電發展。
秦海岩的顧慮有其原因。此前，我國(guó)風(fēng)電建設主要集中在高風(fēng)速的“三北”地區（西北、華北和東北）和中東南(nán)部山(shān)地，這些地區的風(fēng)資源都(dōu)明顯好于平原地區，且這些區域往往地廣人(rén)稀，建設環境良好。
近年(nián)來(lái)，随着風(fēng)電技術(shù)進步，平原低風(fēng)速風(fēng)電場迎來(lái)快(kuài)速發展。10多年(nián)前，在每年(nián)風(fēng)電新增裝機(jī)中，中東南(nán)部隻占20%，其餘大(dà)部分(fēn)是在“三北”地區；但(dàn)近三五年(nián)來(lái)，中東南(nán)部地區占比已經達到了60%至70%，風(fēng)電項目建設總體開始向中東南(nán)部轉移。
談及轉移原因，秦海岩認爲，一是“三北”地區電源建設比較多，而當地用電負荷有限，産生(shēng)了一些棄風(fēng)限電問(wèn)題；二是中東南(nán)部是我國(guó)電力消費中心，有利于風(fēng)電消納。“以前風(fēng)機(jī)技術(shù)不具備經濟性，但(dàn)是近幾年(nián)随着風(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(dà)、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、低風(fēng)速地區也具備了開發條件(jiàn)。”秦海岩說(shuō)。
在人(rén)口密集地區大(dà)規模開發分(fēn)散式風(fēng)電其實早有先例。德國(guó)跟我國(guó)中東南(nán)部地區情況比較類似，其風(fēng)電開發以小規模分(fēn)散式風(fēng)電爲主，并沒有大(dà)規模發展風(fēng)電基地，德國(guó)98%的風(fēng)電場風(fēng)機(jī)數量不超過5台。但(dàn)在這種模式下，德國(guó)風(fēng)電裝機(jī)仍然高達6000萬千瓦，單位國(guó)土(tǔ)面積裝機(jī)量達每平方公裡(lǐ)175千瓦，反觀我國(guó)中東南(nán)部裝機(jī)密度高的地方也僅爲每平方公裡(lǐ)20千瓦。
中國(guó)工(gōng)程院院士、原中國(guó)工(gōng)程院副院長杜祥琬表示，近年(nián)來(lái)，風(fēng)電産業在認識上發生(shēng)了轉變，原來(lái)認爲按照(zhào)中國(guó)的能源資源禀賦，隻能靠西電東送發展，現在則認爲，隻要中東南(nán)部充分(fēn)利用好風(fēng)光(guāng)資源，完全可(kě)以實現能源自(zì)給。
“中東南(nán)部風(fēng)資源理(lǐ)論上是沒有‘天花闆’的。”秦海岩說(shuō)，對風(fēng)資源的調查評估顯示，在中東南(nán)部地區，地面風(fēng)速定到每秒6米以上可(kě)以實現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(kě)具備10億千瓦的開發潛力。
事(shì)實上，自(zì)國(guó)家能源局印發《關于加快(kuài)推進分(fēn)散式接入風(fēng)電項目建設有關要求的通知》以來(lái)，經過政策催化與技術(shù)積累，我國(guó)分(fēn)散式風(fēng)電已呈現加快(kuài)發展特點。去(qù)年(nián)，黑(hēi)龍江、内蒙古、廣西、河南(nán)、安徽、青海等省份新增分(fēn)散式風(fēng)電核準容量1120萬千瓦，超過集中式風(fēng)電。其中，2019年(nián)新增并網容量73萬千瓦，主要分(fēn)布在黑(hēi)龍江、河南(nán)、内蒙古和遼甯等地。
技術(shù)進步推動平價上網
行走在湯陰風(fēng)電場，可(kě)以很清晰地發現風(fēng)機(jī)的特别之處——塔筒更高，葉片更長。對于這樣特殊機(jī)型的選擇，華能集團河南(nán)分(fēn)公司總經理(lǐ)助理(lǐ)廖毛雄表示，在風(fēng)速條件(jiàn)方面，河南(nán)平原地區的要求比“三北”地區要低，且風(fēng)切變較高（高空風(fēng)速更大(dà)）。爲了捕獲較高風(fēng)能，需要選擇更高塔筒、更大(dà)葉輪直徑即單位掃風(fēng)面積更大(dà)的風(fēng)機(jī)。
記者了解到，湯陰風(fēng)電場項目設計(jì)年(nián)平均風(fēng)速低至5.62米/秒，采用遠(yuǎn)景2.X平台120米高度全鋼塔筒低風(fēng)速智能風(fēng)機(jī)，該機(jī)型可(kě)最大(dà)程度地發掘和利用河南(nán)平原地區高切變風(fēng)資源優勢。
随着風(fēng)電技術(shù)快(kuài)速進步，資源優良、建設成本低、投資和市場條件(jiàn)好的地區，已初步具備與燃煤标杆上網電價平價的條件(jiàn)。今年(nián)是我國(guó)陸上風(fēng)電國(guó)家提供補貼的最後一年(nián)，爲提高風(fēng)電市場競争力，去(qù)年(nián)5月我國(guó)公布了2019年(nián)第一批風(fēng)電平價上網項目。今年(nián)以後，中國(guó)陸上風(fēng)電将主要以無補貼平價上網形式發展。
未來(lái)，能否提高經濟性，實現平價上網，是平原低風(fēng)速風(fēng)電能否大(dà)規模推廣的關鍵。據遠(yuǎn)景能源有限公司高級副總裁田慶軍介紹，湯陰風(fēng)電場建成已有兩三年(nián)，屬于我國(guó)比較早期的平原風(fēng)電場，采用的是第一代平原風(fēng)機(jī)，特點是“雙120”，即120米的塔筒高度加上121米的葉輪直徑，這種技術(shù)特點在當時還(hái)無法實現平價上網，基本是在原有國(guó)家補貼的基礎上實現經濟價值。
不過，按照(zhào)當前的技術(shù)能力，實現平價上網已不是難題。遠(yuǎn)景能源根據平原地區風(fēng)資源高切變特點，把塔筒的高度從(cóng)以前的80米、90米擡升到了120米、140米甚至150米。風(fēng)機(jī)葉輪直徑也不斷加大(dà)，用于增強風(fēng)機(jī)掃風(fēng)面積，獲取風(fēng)資源的可(kě)開發性。
田慶軍說(shuō)，遠(yuǎn)景能源去(qù)年(nián)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，基本實現了準平價。今年(nián)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，在平原地區可(kě)以有效地把風(fēng)資源大(dà)幅度提升，從(cóng)而實現平價上網。
以第三代平原風(fēng)機(jī)爲例，如(rú)果搭建3兆瓦150米塔筒156米葉輪直徑的風(fēng)機(jī)，年(nián)發電利用小時數可(kě)以在現有2.2兆瓦121米高塔筒風(fēng)機(jī)基礎上提升800個小時，達到3000小時以上。在單位造價7500元/千瓦情況下，可(kě)以将全生(shēng)命周期千瓦時電成本降到0.3元/千瓦時，對比河南(nán)0.3779元/千瓦時的标杆上網電價，意味着一台3.0兆瓦的風(fēng)機(jī)，平價上網以後每年(nián)純利仍然可(kě)以接近150萬元，經濟效益非常可(kě)觀。
“随着技術(shù)不斷創新，新材料、新控制算法應用會讓未來(lái)的風(fēng)機(jī)更加高效、發電量更高。”田慶軍表示，以現有技術(shù)而言，在未來(lái)一兩年(nián)内，中國(guó)幾乎所有的中東南(nán)部省份都(dōu)可(kě)以實現平價上網，其中500多個縣是平原縣域，初步估算平價上網後可(kě)供開發的平原項目有1億千瓦以上。
廖毛雄認爲，由于中東南(nán)部地區人(rén)口稠密，未來(lái)制約風(fēng)電發展的主要因素是環境制約，而不是技術(shù)與經濟因素。此外，地方政府能否批準建設更多風(fēng)電項目，對風(fēng)電行業而言是實現可(kě)持續發展的關鍵因素。
風(fēng)電場成了網紅(hóng)打卡地
“剛開始以爲這個項目會對生(shēng)活造成不良影(yǐng)響，沒想到卻成了風(fēng)景區。”談起自(zì)家門(mén)口的風(fēng)電場，河南(nán)省安陽市湯陰縣宜溝鎮香寺村村民(mín)張樹(shù)亮對家門(mén)口的風(fēng)電項目豎起了大(dà)拇指。如(rú)今，湯陰風(fēng)電場已經與周邊環境融爲一體，與自(zì)然和諧共生(shēng)。
記者發現，在風(fēng)機(jī)塔筒設計(jì)上，該項目改變了傳統白(bái)色烤漆設計(jì)，取而代之的是創意塗裝。圖案選用了湯陰精忠報國(guó)、甲骨文等文化元素和太行山(shān)水畫(huà)面，宣傳的是地方文化和人(rén)文景觀，這在全國(guó)尚屬首創，也讓風(fēng)機(jī)成了文化藝術(shù)品和網紅(hóng)打卡地。
走進風(fēng)電場升壓站，映入眼簾的不是簡陋的廠(chǎng)房(fáng)，而是一座古色古香的建築，建築内部獨具現代科(kē)技特色的控制中心将古今、科(kē)技、環境等元素相(xiàng)融合。在湯陰風(fēng)電場的上空也看(kàn)不見(jiàn)傳統風(fēng)電場密布的杆線，場區内7條集電線路(lù)全部以地埋電纜形式鋪設，不但(dàn)保持了空間環境特色，也爲政府後期規劃留足了空間。
“在人(rén)口密集的平原地區修建風(fēng)電場，最大(dà)的難題是與當地群衆和政府溝通。”廖毛雄說(shuō)，群衆覺得(de)項目占用了土(tǔ)地，政府認爲影(yǐng)響了環境，因此在這些項目建設中，應考慮如(rú)何做到協調發展，解決風(fēng)電項目與自(zì)然環境和諧發展。
平原低風(fēng)速風(fēng)電場普遍面臨土(tǔ)地資源緊缺的挑戰，如(rú)何合理(lǐ)規劃并使用有限的土(tǔ)地資源非常關鍵。田慶軍表示，在項目規劃階段，華能做了大(dà)量準備工(gōng)作(zuò)，充分(fēn)調查拟規劃區域的土(tǔ)地可(kě)利用性，随着項目輸入資料的完整性和準确性不斷提高，華能采用自(zì)主研發的格林威治雲平台，在給定的限制性因素下對可(kě)開發區域做精細化資源評估及收益複核，通過平台智能尋優最終産生(shēng)最優微觀選址方案，在少占用耕地的前提下實現項目效益最大(dà)化。
據了解，平原地區修建的風(fēng)電項目在土(tǔ)地複耕後，一個機(jī)位僅需占用100平方米空間，建設期還(hái)能幫助當地實施道路(lù)硬化，完善路(lù)網建設。在景觀設計(jì)方面，風(fēng)機(jī)上可(kě)做的文章(zhāng)也不少。“風(fēng)機(jī)的大(dà)塔筒既可(kě)以彩繪，也可(kě)以做電子屏。随着風(fēng)電行業發展，未來(lái)的項目創新一定會層出不窮。”田慶軍說(shuō)。
此外，對于沒有資源優勢和交通優勢的貧困地區而言，發展風(fēng)電是拉動經濟發展，實現脫貧緻富的有效手段。秦海岩透露，一個行政村隻需要拿出200平方米土(tǔ)地，安裝兩台3兆瓦風(fēng)機(jī)，在平價上網前提下，一年(nián)可(kě)爲村集體貢獻近300萬元淨利潤。
“所以說(shuō)，風(fēng)電不僅能夠解決當地能源結構調整的問(wèn)題，貢獻清潔電力，帶動縣域經濟發展，還(hái)能給當地創造一個新的人(rén)文景觀，促進旅遊業發展，助力美麗鄉村建設。”秦海岩表示，讓更多群衆接受風(fēng)電，這樣風(fēng)電的發展空間就(jiù)打開了。
對于風(fēng)電産業下一步規劃，水電水利規劃設計(jì)總院副院長易躍春表示，中東南(nán)部區域靠近電力負荷中心便于消納，是近期風(fēng)電開發重點區域之一，但(dàn)受限于風(fēng)能資源與土(tǔ)地資源影(yǐng)響，今後将以協調風(fēng)電發展與生(shēng)态保護、促進低風(fēng)速利用爲工(gōng)作(zuò)重點，不斷提升風(fēng)電在當地能源結構中的比重。（記者 王轶辰）
