风电发展现状及风电复合材料市场浅析

风电发展现状及风电复合材料市场浅析面对化石燃料日益枯竭的威胁，面对日益严峻的能源困局，世界各国都在讨论后续能源的接续问题。在各种各样的选择中，风力发电已逐渐成为最值得考虑的选择。风能资源是清洁的可再生能源，风力发电是新能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的可再生能源技术，在远期有可能成为世界重要的替代能源。世界上很多国家对风电的开发给予了高度重视，风电装机规模不断增大，风电机组单机容量也不断扩大，海上风电逐步商业化。欧洲风能协会和绿色和平组织的《风力12：关于2020年风电达到世界电力总量12%的蓝图》正是基于此而出台的。中国风能资源丰富，主要集中在三北地区及东部沿海风能丰富带。设计、制造、建设及管理能力的逐步提高，使我国已经具备大规模发展风电的前提条件。1.世界风电发展现状1.1装机规模不断扩大世界上很多国家，尤其是发达国家，已充分认识到风电在调整能源结构、缓解环境污染等方面的重要性，对风电的开发给予了高度重视。2004年全球新增风电装机约760万kW，全世界风电装机累积4791万kW。1999~2004年5年全球风电年均增长率超过30%。风电电量占世界总电量的比例逐年增加，从占总量的不到千分之一发展到2004年占千分之五（2004年风电电量约1000亿千瓦时，当年各种电源总电量为16.7万亿千瓦时）。由于技术进步及产品批量的增加，风电成本持续下降。1.2机组单机容量不断扩大风电机组的技术沿着增大单机容量、减轻单位kW重量、提高转换效率的方向发展。全球MW级机组的市场份额明显增大，1997年及以前还不到10%，2001年则超过一半，2002年达到62.1%，2003年达到71.4%。2003年安装的风电机组平均单机容量达到1.2MW。我国风电机组单机容量也从600kW逐步走向MW级。更大型、性能更好的机组也已经开发出来，并投入生产试运行。如丹麦新建的几个风电场，单机容量都在2兆瓦以上；摩洛哥在北方托莱斯建造的风电场，采用的风电机组功率达到2.1兆瓦。随着海上风电场的建设，需要单机容量更大的机组。预计2010年将开发出10MW的风电机组。1.3主要风电设备供应商根据有关公司年销售额的业绩，风电机组主要制造商依然集中在欧美国家。亚洲的代表为印度SUZLON能量公司及日本三菱重工。下表中列出了2003年及2004年世界前10位风电设备供应商。2003年及2004年全球前10位风电机组供应商及其所占市场份额统计2003年2004年序号供应商国家市场份额％序号供应商国家市场份额％1Vestas丹麦21.71Vestas丹麦34.12GEWIND美国18.02Gamesa西班牙18.1（17）3Enercon德国14.63Enercon德国15.84Gamesa西班牙11.54GEWIND美国11.35NEGMicon丹麦10.25SIEMENS德国6.26Bonus丹麦6.66SUZLON印度3.97Repower德国3.57Repower德国3.48MADE西班牙2.98三菱MHI日本2.69Nordex德国2.99Ecotecnia西班牙2.610三菱MHI日本2.610Nordex德国2.3从上表1可知，Vestas在2004年成功收购NEGMicon后仍保持了较高的增长率，其市场份额扩大为34.1%；Gamesa的市场份额增长最快，从2003年的第4位跃升到2004年的第2位，市场份额达到18.1%；GE风能则因美国国内市场的疲软而退居第4；SIEMENS在收购丹麦Bonus公司后一直未有大的动作。在2004年前10位中最值得一提的是印度SUZLON公司，跃居第6位，向世界充分显示了它的强劲发展势头。1.4海上风电场2002年丹麦在HornsRev海域建成了世界上最大的海上风电场，拥有80台2MW机组，装机容量16万kW，标志着大规模的商业化海上风电场“起飞”。2003年又建成更大的近海风电场，拥有72台2.3MW机组，装机容量16.56万kW。目前，世界近海风电总装机容量为53万kW。德国正在北海建设近海风电场，总功率在100万千瓦，单机功率为5MW，可为6000户家庭提供用电，计划2004年投产。据国外报道，德国REpower公司5MW的机组是目前世界上最大的风力发电机，其旋翼区直径为126米，面积相当于2个足球场。发电机塔身和发电机总重量为1100吨，发电机由3片旋翼推动，每片长61.5米，旋翼最高点离地面183米。该风电场生产出来的电量之大，相当于常规电厂，而且可以在几个月的时间内建成。我国风电发展策略是先陆上，后海上。随着国外技术成熟，成本下降后，我国也将大规模开发海上风电。1.5展望及预测国际能源署(IEA)在《世界能源展望2002》(WorldEnergyOutlook2002)中的预测，按照“参考情景(referencescenario)”预计，全世界风电装机远景展望如下：2010年：5500万kW；2020年：1.12亿kW；2030年：1.95亿kW。2020年时风力发电量将占世界总发电量的10%。欧洲风能协会和绿色和平组织签署了《风力12——关于2020年风电达到世界电力总量的12％的蓝图》的报告，期望并预测2020年全球的风力发电装机将达到12.31亿KW（是2002年世界风电装机容量的38.4倍），年安装量达到1.5亿KW，风力发电量将占全球发电总量的12％”。中国的风电装机容量预计到2020年达到2000万kW，按发电量计，届时风电将占中国总发电量的1%。2.中国风能资源及其分布2.1风能资源据有关研究成果估计，我国风能仅次于俄罗斯和美国，居世界第三位，理论储量32260GW，陆地上离地10m高可开发和利用的风能储量约为2.53亿kW(依据陆地上离地10m高度资料计算)，近海（水深不超过10米）区域，离海面10米高度层可开发和利用的风能储量约为7.5亿kW，共计10亿kW，风能资源非常丰富。2.2风能资源分布我国幅员辽阔，地形条件复杂，风能资源状况及分布特点随地形、地理位置不同而有所不同。风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿以及“三北”(东北、华北、西北)地区。另外，内陆也有个别风能丰富点，海上风能资源也非常丰富。2.2.1“三北”(东北、华北、西北)地区三北地区包括东北3省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等省／自治区近200km宽的地带，风功率密度在200―300W／m2以上，有的可达500W／m2以上，可开发利用的风能储量约2亿kW，约占全国陆地可利用储量的79%。该地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模的开发风电场。2.2.2东南沿海及岛屿地区包括山东，广西和海南等省／市沿海近10km宽的地带，年有效风功率密度在200W／m2以上，沿海岛屿风功率密度在500W／m2以上，风功率密度线平行于海岸线，可开发利用储量为0.11亿kW，约占全国陆地可利用储量的4%。东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。我国有海岸线约1800km，岛屿6000多个，大有风能开发利用的前景。该地区经济发达，风能资源丰富，风电场接入系统方便，与水电具有较好的季节互补性。2.2.3内陆局部风能丰富区在陆上除两个风能丰富带之外，风功率密度一般在100W／m2以下，可以利用小时数在3000h以下。但是在一些地区由于湖泊和特殊地形的影响，形成一些风能丰富点，如鄱阳湖附近地区、湖北的九宫山和利川以及湖南八面山等地区，适合建设零星的中小型风电场。2.2.4海上风能丰富区海上风速高，而且很少有静风期，可以有效利用风电机组发电容量。海水表面粗糙度低，风速随高度的变化小，可以降低塔架高度。海上风的湍流强度低，没有复杂地形对气流的影响，减少风电机组的疲劳载荷，延长使用寿命。一般估计风速比平原沿岸高20%，发电量增加70%，在陆上设计寿命20年的风电机组在海上可达25年到30年。我国海上风能资源丰富，10m高度可利用的风能资源超过7亿kW，而且距离电力负荷中心很近。随着海上风电场技术的发展成熟，经济上可行，将来必然会成为重要的可持续能源。3.中国风电产业状况3.1中国风电现状在国家科技部等有关部门的主持下，通过“六五”、“七五”、“八五”、“九五”的科技攻关，在原国家计委“乘风计划”和原国家经贸委“国债风电”项目的带动下，我国大型风力发电机组及其部件的设计制造方面取得很大的进展。形成了以风力发电机组总装企业为龙头、风力发电机组零部件制造厂相配套的格局；完成了以600kW风力发电机组为主导机型的国产化进程。自主研发的750kW机组已批量投放市场。“十五”期间，为了赶超国际风力发电机组设计、制造先进水平，国家科技部又投入资金支持研制开发MW级风力发电机组。具有自主知识产权的1.2MW直驱型已于2005年研制成功并投入试运行。我国风电产业开始步入稳步发展阶段。2005年内退役的机组21台，1720kW，减少1个风电场。2005年中国除台湾省外新增风电机组592台，装机容量50.3万kW。与2004年当年新增装机19.8万kW相比，2005年当年新增装机增长率为254%。2005年中国除台湾省外累计风电机组1864台，装机容量126.6万kW，风电场62个。分布在15个省（市、区、特别行政区）。与2004年累计装机76.4万kW相比，2005年累计装机增长率为65.6%。2005年风电上网电量约15.3亿千瓦时。随着风电技术水平不断提高，一个明显的趋向是朝着单机容量大型化发展。我国迄今为止单机容量最大的机组为1500kW风力发电机组，2005年共计装机69台（不包括台湾省装机，其中GE风能装机62台，东方汽轮机厂4台，NORDEX3台）。2005年，新疆自治区累计装机296台风力发电机组，累计装机容量达181410kW，重新回到全国第一位。其次是内蒙古自治区，累计安装260台风力发电机组，累计装机容量达165740kW；第三是广东省，累计安装271台风力发电机组，累计装机容量达140540kW。国外风力发电机组仍然占据着国内风电市场的主要地位。2005年累计市场份额：国内产品占22.7%，进口产品占77.3%（2004年为18%：82%）。2005年，国内风电市场仍以国外产品为主，占当年新增容量的70.6%（2004年为75%）。3.2国内风力发电机组整机开发单位（1）、新疆金凤科技1997年引进德国Jacobs公司600kW风力发电机技术，现已产100余台（2005年数据未统计入内）。2003年开发成功750kW风力发电机，于2004年投放市场。600kW机组已完全国产化，750kW机组已60%国产化。（2）、浙江运达与丹麦BONUS公司合作生产120kW风力发电机，独立开发200kW、250kW机组，国产化率达90%以上，拥有完全自主知识产权。2003年开发成功750kW机组并投入运行。（3）、西安维德1999年与德国NORDEX公司组建合资公司，组装600kW机组。但国产化率不高。（4）、沈阳工业大学2005年开发成功1MW机组，与7月投入试运行。据称与特变电工组成风电合资公司，共同开发风力发电机。（5）、北京万电公司引进奥地利600kW风力发电机技术，已生产6台。（6）、东方汽轮机厂2004年11月与德国REpower公司签订1.5MW机组生产许可证合同。正在开发、生产，预计2006年3月出第一批整机。（7）、大连重工2004年底与德国Fuhrlander公司签订1.5MW机组生产许可证合同。正在开发、生产。（8）、保定惠阳2004年底与德国Fuhrlander公司签订1.0MW机组生产许可证合同。正在开发、生产。（9）、中国火箭运载发射院2005年6月与西班牙EHN签订合资合同。（10）、上海电气电站集团重组原申新风电设备公司。2005年与德国DEWIND公司签订1.25MW机组生产许可证合同。正在开发、生产。（11）、哈尔滨哈飞威达风电设备有限公司由哈尔滨飞机工业（集团）有限责任公司和芬兰WinWindOy共同出资，于2005年3月注册成立。