中國(guó)正引領(lǐng)全球風(fēng)電發(fā)展。2009年至2022年，中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)連續(xù)14年位居全球第一；2010年至2022年，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)連續(xù)13年位居全球第一。目前，中國(guó)陸上風(fēng)電單機(jī)容量達(dá)8兆瓦，海上風(fēng)電在18兆瓦級(jí)以上，風(fēng)電機(jī)組引領(lǐng)全球大型化潮流。技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)成本持續(xù)下降，自2006年以來(lái)，中國(guó)陸上風(fēng)電項(xiàng)目的平均平準(zhǔn)化度電成本由0.61元降至2021年的0.185元，15年內(nèi)下降了70%。展望未來(lái)，中國(guó)風(fēng)電作為碳中和的主力軍，發(fā)展仍將長(zhǎng)風(fēng)破浪。清潔風(fēng)電與Power-to-X技術(shù)融合，將助力綠色經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展。在近日召開(kāi)的2023中國(guó)石油化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)上，中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專(zhuān)業(yè)委員會(huì)產(chǎn)業(yè)研究部主任于貴勇深入解讀了中國(guó)風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)。

“風(fēng)光”—碳中和主力軍

據(jù)相關(guān)研究報(bào)告，中國(guó)零碳轉(zhuǎn)型將帶來(lái)巨大的市場(chǎng)規(guī)模和效益，預(yù)計(jì)能帶動(dòng)70萬(wàn)億元的基礎(chǔ)設(shè)施投資。

預(yù)計(jì)到2025年，光伏、風(fēng)電、水電、核電及其他清潔能源合計(jì)裝機(jī)占比達(dá)57.5%，超過(guò)煤電和氣電合計(jì)42.5%的占比；清潔能源發(fā)電量占比達(dá)44.7%，成為主導(dǎo)電源。其中，風(fēng)電裝機(jī)占比從2020年的12.8%增至2025年的18.2%，風(fēng)電發(fā)電量占比從2020年的6.1%增至2025年的11%。

預(yù)計(jì)到2030年、2050年、2060年，清潔能源裝機(jī)占比分別達(dá)67.5%、92%、96%，其中，風(fēng)電裝機(jī)成為電源裝機(jī)增量主體。2050年、2060年，風(fēng)電裝機(jī)占比將超過(guò)75%、80%，發(fā)電量占比超過(guò)60%、70%。

中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)連續(xù)14年全球第一

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

2009年至2022年，中國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)連續(xù)14年位居全球第一。2010年至2022年，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)連續(xù)13年位居全球第一。

2022年，中國(guó)風(fēng)電新增吊裝容量4983萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量超過(guò)3.96億千瓦。

從2012年起，風(fēng)電發(fā)電量首次超過(guò)核電，成為我國(guó)第三大電源；2022年中國(guó)風(fēng)電發(fā)電量7624億千瓦時(shí)，是10年前的10倍；2022年風(fēng)電發(fā)電量占比提升至8.8%，比2021年增長(zhǎng)了1個(gè)百分點(diǎn)，10年增長(zhǎng)了6.7個(gè)百分點(diǎn)。

中國(guó)引領(lǐng)全球海上風(fēng)電發(fā)展

2022年，全球除中國(guó)外，其他國(guó)家海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量約4.4吉瓦，占全球市場(chǎng)份額46%；中國(guó)新增裝機(jī)占全球市場(chǎng)份額54%，持續(xù)引領(lǐng)全球海上風(fēng)電發(fā)展。

2022年，中國(guó)海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量約510萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量超過(guò)3000萬(wàn)千瓦，比上一年增長(zhǎng)20.1%。

目前，全球深海漂浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)型仍處于試驗(yàn)示范階段，而中國(guó)漂浮式風(fēng)機(jī)機(jī)組已進(jìn)入樣機(jī)示范階段。

2021年7月，三峽“引領(lǐng)號(hào)”漂浮式試驗(yàn)樣機(jī)在廣東陽(yáng)江沙扒海上風(fēng)電場(chǎng)完成安裝，機(jī)組容量5.5兆瓦，風(fēng)輪直徑158米，輪轂中心距海平面約107米。

2022年6月，國(guó)內(nèi)首臺(tái)深遠(yuǎn)海浮式風(fēng)電裝備——“扶搖號(hào)”完成安裝，機(jī)組容量6.2兆瓦，風(fēng)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(jī)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(hào)”成功并入文昌油田群電網(wǎng)，標(biāo)志著中國(guó)深遠(yuǎn)?！半p百”漂浮式風(fēng)電裝備投產(chǎn)運(yùn)行。

截至2022年底，中國(guó)風(fēng)電機(jī)組累計(jì)出口49個(gè)國(guó)家，共計(jì)4224臺(tái)，累計(jì)容量約12吉瓦。

技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)成本持續(xù)下降

目前，中國(guó)陸上8兆瓦+首臺(tái)機(jī)組已經(jīng)吊裝，海上16兆瓦和18兆瓦風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)下線，風(fēng)電機(jī)組引領(lǐng)全球大型化潮流。

截至目前，陸上風(fēng)輪直徑已經(jīng)達(dá)到216米，海上風(fēng)輪直徑已經(jīng)達(dá)到260米。風(fēng)電葉片長(zhǎng)度從99米、102米、103米、107米、110米、115.5米、118米、123米到現(xiàn)在的126米，不斷突破紀(jì)錄。

2022年，在全國(guó)新增風(fēng)電機(jī)組中，平均輪轂高度達(dá)到110米，輪轂高度最大值達(dá)到170米，分別比上一年增長(zhǎng)了4米。

風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步也使得海上風(fēng)電場(chǎng)水深及離岸距離不斷增加，逐步向深遠(yuǎn)海發(fā)展。漂浮式基礎(chǔ)將成為全球海上風(fēng)電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。單樁和導(dǎo)管架適用于20～60米水深環(huán)境，超過(guò)60米的近海風(fēng)電場(chǎng)則需要漂浮式基礎(chǔ)，預(yù)計(jì)到2050年，70%的海上風(fēng)電項(xiàng)目將應(yīng)用漂浮式基礎(chǔ)。

不斷增大、更加先進(jìn)的施工船，將平價(jià)安裝與運(yùn)維大型機(jī)組成為可能。

技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)成本持續(xù)下降，自2006年以來(lái)，中國(guó)陸上風(fēng)電項(xiàng)目的平均平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）由0.61元降至2021年的0.185元，15年內(nèi)下降了70%。

據(jù)國(guó)際可再生能源署（IRENA）數(shù)據(jù)，中國(guó)海上風(fēng)電項(xiàng)目LCOE由2010年的0.178美元降至2021年的0.079美元，下降了55.6%。

未來(lái)風(fēng)電發(fā)展趨勢(shì)

“十四五”期間，中國(guó)各省風(fēng)電規(guī)劃新增裝機(jī)合計(jì)突破2.8億千瓦，其中，沿海地區(qū)海上風(fēng)電規(guī)劃容量約5500萬(wàn)千瓦。

中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專(zhuān)業(yè)委員會(huì)（CWEA）預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2025年，風(fēng)電LCOE下降到“123”，即“三北”一類(lèi)、二類(lèi)資源區(qū)做到0.12～0.15元/千瓦時(shí)，比2022年下降20%～25%；中東南部三類(lèi)、四類(lèi)資源區(qū)做到0.2元/千瓦時(shí)，比2022年下降13%～18%；近海做到0.27～0.3元/千瓦時(shí)，造價(jià)水平在10500～12500元/千瓦，到2030年降為0.23～0.27元/千瓦時(shí)，比2022年下降20%～25%。

“三北”地區(qū)風(fēng)能資源儲(chǔ)量巨大，可引入大規(guī)模用電產(chǎn)業(yè)，加大消納力度，將可再生能源電力的“價(jià)格優(yōu)勢(shì)”轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌a(chǎn)業(yè)發(fā)展的“價(jià)值高地”。

如在“三北”地區(qū)引入數(shù)據(jù)中心，將進(jìn)一步降低高載能企業(yè)發(fā)展成本，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綠色升級(jí)。據(jù)估算，一個(gè)超大型數(shù)據(jù)中心年用電需求超4億千瓦時(shí)，需風(fēng)電裝機(jī)超20萬(wàn)千瓦。

“中東南部”地區(qū)18個(gè)省份可協(xié)調(diào)土地和開(kāi)發(fā)的關(guān)系，出臺(tái)分散式風(fēng)電并網(wǎng)政策，推動(dòng)“千鄉(xiāng)萬(wàn)村馭風(fēng)行動(dòng)”。

風(fēng)電看似占地面積大，但其實(shí)是最節(jié)約土地的發(fā)電技術(shù)。100臺(tái)機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng)，整場(chǎng)面積約46平方千米，而機(jī)組完成地表恢復(fù)后，占地僅2萬(wàn)平方米，長(zhǎng)期占地占整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)面積的0.043%，比乒乓球桌上的乒乓球占的面積還小。據(jù)估算，風(fēng)電采用桁架式塔架基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)1億千瓦風(fēng)電裝機(jī)實(shí)際占地面積僅12萬(wàn)平方米，與兩個(gè)百萬(wàn)千瓦火電廠相當(dāng)，是接近“零用地”的發(fā)電技術(shù)。

《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出“千鄉(xiāng)萬(wàn)村馭風(fēng)行動(dòng)”，規(guī)劃在“十四五”期間，通過(guò)試點(diǎn)示范，在全國(guó)100個(gè)縣中優(yōu)選5000個(gè)村，安裝1萬(wàn)臺(tái)風(fēng)機(jī)，總裝機(jī)規(guī)模達(dá)5000萬(wàn)千瓦，全面鋪開(kāi)后市場(chǎng)潛力更加巨大。全國(guó)69萬(wàn)個(gè)行政村，若有10萬(wàn)個(gè)村，每個(gè)村在田間地頭、房前屋后、鄉(xiāng)間道路等零散土地上找出200平方米用于安裝兩臺(tái)5兆瓦風(fēng)電機(jī)組，就可實(shí)現(xiàn)10億千瓦的風(fēng)電裝機(jī)。

“海上風(fēng)電”方面，中國(guó)近海和深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源技術(shù)開(kāi)發(fā)量超過(guò)22億千瓦，其中深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電資源儲(chǔ)量大，是未來(lái)海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展的重要領(lǐng)域。2030年后，絕大部分海上風(fēng)電項(xiàng)目均位于專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)。海上風(fēng)電可以用來(lái)制氫，可以與海洋牧場(chǎng)融合發(fā)展，還可以通過(guò)Power-to-X（P2X）的方式利用。

P2X是提升可再生能源消費(fèi)的新形式

在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中，需要新能源的電力和電量大于實(shí)際需求，會(huì)形成部分的電力“冗余”。Power-to-X（P2X）是將可再生能源發(fā)電轉(zhuǎn)化為氫，然后與后續(xù)化工流程相結(jié)合，生成綠色大宗化工產(chǎn)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(yùn)等行業(yè)脫碳，同時(shí)也可以平衡可再生能源電力供應(yīng)的波動(dòng)。

國(guó)際能源署評(píng)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(zhuǎn)氨可生產(chǎn)綠氨。氨是生產(chǎn)尿素和硝酸銨等重要化學(xué)品的基礎(chǔ)原料，全球氨產(chǎn)量的90%用于生產(chǎn)肥料。傳統(tǒng)的氨生產(chǎn)工藝，采用的氫來(lái)自化石燃料，每噸氨排放二氧化碳2～3噸，采用綠氫可實(shí)現(xiàn)零排放。

可再生能源電轉(zhuǎn)甲醇可生產(chǎn)綠色甲醇。甲醇是世界上交易量最大的五種化學(xué)品之一。據(jù)評(píng)估，全球甲醇市場(chǎng)規(guī)模到2027年將翻一番。丹麥正建設(shè)一個(gè)項(xiàng)目，通過(guò)一座300～400兆瓦的電解廠生產(chǎn)氫氣，與從廢物焚燒中捕集的二氧化碳進(jìn)行結(jié)合，每年能夠生產(chǎn)13萬(wàn)噸甲醇。

可再生能源電還可以轉(zhuǎn)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(lèi)化合物，作為傳統(tǒng)燃料油的替代品。

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

從經(jīng)濟(jì)性看，可再生能源電價(jià)為0.2元/千瓦時(shí)，電轉(zhuǎn)氨具有經(jīng)濟(jì)性；電轉(zhuǎn)甲烷和甲醇，電價(jià)在0.15元/千瓦時(shí)以下具有經(jīng)濟(jì)性；電轉(zhuǎn)合成燃料盡管經(jīng)濟(jì)性較好，但存在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

目前，“三北”地區(qū)風(fēng)電項(xiàng)目度電成本在0.15～0.2元，預(yù)計(jì)到2025年可降為0.12～0.15元，Power-to-X的成本問(wèn)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(yè)的關(guān)鍵紐帶，助力綠色經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展。

來(lái)源：《中國(guó)石化報(bào)》