中国可再生能源产业发展报告2017
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2.3 大型并网风电市场和产业

2.3.1 风电开发建设

截至2016年底,全国风电累计并网装机容量达14864万千瓦,同比增长15%,其中海上风电累计并网装机容量达148万千瓦,同比增长164%。2016年,全国新增风电并网装机容量为1930万千瓦,同比下降41%,较2015年有明显回落,但东中部地区同比增长21%。

图2-2 全国风电历年并网装机容量

数据来源:国家可再生能源中心

2016年国内风电开发布局进一步优化,从新增装机分布看,受“三北”地区弃风限电因素影响,2016年风电开发向东中部和南方地区转移,“三北”地区新增并网装机容量为1026万千瓦,同比下降60%。

从累计装机容量看,目前全国所有省份均有风电项目分布,其中有4个省(区)累计并网装机容量超过1000万千瓦,分别是内蒙古、新疆、甘肃和河北。2016年底,“三北”地区风电累计并网装机容量达11474万千瓦,占全国总量的77%,较上年同期下降4个百分点。

图2-3 2016年全国部分省份装机情况

审图号:GS(2017)3401号

资料来源:国家可再生能源中心

近年来,全国风电发电量快速增长。2016年,风电发电量达到2410亿千瓦时,占全部发电量的4.0%,同比增长29%。内蒙古、新疆、河北、云南、山东、甘肃、山西、宁夏和辽宁的发电量均超过100亿千瓦时,部分省区风电发电量占全社会用电量比重较高。

2016年,全国风电平均利用小时数1742小时,同比增加14小时。分电网区域看,华东电网利用小时数最高(2170小时),西北电网最低(1318小时)。分省(区、市)看,平均利用小时数最高的省份是福建(2503小时),平均利用小时数最低的省份是甘肃(1088小时)。

图2-4 2007—2016年并网风力发电量

数据来源:国家可再生能源中心

图2-5 全国风电利用小时数

审图号:GS(2017)3401号

数据来源:国家可再生能源中心

2016年,全国总弃风电量达497亿千瓦时,同比增加52%。分地区看,新疆、内蒙古和甘肃弃风状况较为严重,弃风电量分别达到137亿千瓦时、124亿千瓦时和104亿千瓦时。弃风情况较往年继续恶化的地区是甘肃,弃风率高达43%,弃风率同比提高了4个百分点;其次是新疆,弃风率达到38%,提高了6个百分点;内蒙古的弃风率为21%,提高了3个百分点;辽宁的弃风率为13%,提高了3个百分点。弃风情况稍有好转的地区是吉林,弃风率为30%,同比降低2个百分点;黑龙江的弃风率为19%,下降2个百分点。

表2-5 2016年中国主要省(区、市)弃风情况

数据来源:国家可再生能源中心

造成弃风的主要原因有:一是电力供需失衡,虽然2016年全国全社会用电量年增速达到5%,但“三北”地区用电量增长缓慢,部分省区仍处于负增长状态,同期各类电力装机增速过快,尤其是煤电新增装机规模仍较大,电力市场供过于求的局面仍普遍存在;二是2015年底风电电价政策调整造成的抢装,“三北”地区风电装机在短时间内大量并网,进一步增加了风电并网消纳难度;三是风电就近消纳能力不足,风电送出和跨省跨区消纳受限;四是电力运行体制问题造成“三北”地区煤电与风电等可再生能源之间抢夺有限的电力市场空间的情况日益激烈和严重,这也是造成2016年风电弃风电量和比例显著增加的主要原因。2016年上半年弃风电量达到326亿千瓦时,占全年总弃风电量的66%。在2016年5月国家能源局发布风电、光伏发电全额保障性收购小时数后,第三季度弃风电量显著下降,第四季度虽然由于供暖季、热电联产机组开机问题使弃风电量又上升到98亿千瓦时,但显著低于2016年第一季度水平。

截至2016年底,全国海上风电项目累计核准规模为739万千瓦,其中:江苏省核准海上风电项目414万千瓦,居全国第一位,占到了我国海上风电核准总规模的64%;福建省核准容量149万千瓦,居全国第二位。2016年,我国海上风电新增核准224万千瓦,主要分布在江苏、福建、辽宁大连、广东等地区。

截至2016年底,我国海上风电项目累计并网装机容量为148万千瓦,位于江苏省、上海市和福建省,分别为112万千瓦、31万千瓦和5万千瓦。其中:江苏省并网海上风电项目最多,占了全国总并网规模的76%,主要分布在南通市如东县(并网规模占全省并网总规模的70%)和盐城市响水县(并网规模占全省并网总规模的19%);上海市并网海上风电规模占全国总规模的21%,居全国第二位,分别是上海东海大桥海上风电项目和上海临港海上风电项目。

2.3.2 风电投资

2016年,国内风电有新增装机的开发商企业超过100家,前十家装机容量超过1300万千瓦,占比达到58.9%。其中,国电集团、大唐集团和国电投分别以261万千瓦、183万千瓦、178万千瓦居新增市场前三位。

图2-6 2016年中国风电开发企业新增装机容量

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

图2-7 2016年中国风电开发企业新增装机市场份额

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

累计装机容量前十家的开发企业装机容量超过1亿千瓦,占比达到69.4%,同比下降2个百分点。其中,国电集团、华能集团、大唐集团分别以2682万千瓦、1782万千瓦、1515万千瓦稳居风电企业装机规模前三位。

图2-8 2016年中国风电开发企业累计装机容量

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

图2-9 2016年中国风电开发企业累计装机市场份额

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

2.3.3 风电制造业

2016年,我国风电制造业竞争更加激烈,市场集中度进一步提高。

2.3.3.1 风电机组整机制造商

(1)市场格局

根据中国可再生能源学会风能专委会统计数据,2016年国内新增装机的风机整机制造商共有25家,新增吊装装机容量2337万千瓦。其中,金风科技新增吊装装机容量达634.3万千瓦,市场份额达27.10%,仍遥遥领先,位列第一;远景能源、明阳风电、联合动力和重庆海装分列第二至第五名。与2015年相比,排名前五的企业中,联合动力被远景能源和明阳风电超越,居第四位。近4年来,风电整机制造企业的市场份额更趋于集中。排名前五的风电机组制造企业市场份额由2013年的54.1%增加到2016年的60.1%,排名前十的风电制造企业市场份额由2013年的77.8%增加到2016年的84.2%。

图2-10 2016年中国风电整机制造企业新增装机容量

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

图2-11 2016年中国风电整机制造企业新增装机市场份额

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

(2)风机技术发展趋势

2016年,我国新增装机的风电机组平均功率为1955千瓦,与2015年的1837千瓦相比,增长6.4%;累计装机的风电机组平均功率为1608千瓦,同比增长2.9%。

图2-12 1991—2016年中国新增和累计装机的风电机组平均功率

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

2016年,我国新增风电机组中,2兆瓦风电机组装机占全国新增装机容量的60.9%,与2015年相比,2兆瓦机组所占市场份额提高11个百分点;1.5兆瓦机组市场份额下降了16个百分点至17.8%;1.5兆瓦机组和2.0兆瓦机组合计市场份额达到78.7%。2.1~2.9兆瓦机组市场份额达到15.2%,3~3.9兆瓦机组(3兆瓦和3.6兆瓦)市场份额达到2.6%,4兆瓦及以上机组(包括4兆瓦、4.2兆瓦、5兆瓦)占比达到1.9%。

2016年累计风电装机中,1.5兆瓦风电机组仍占主导地位,但比例持续下降,占总装机容量的50.4%,同比下降约5个百分点;2兆瓦的风电机组市场份额上升至32.2%,同比提高约5个百分点。

海上风电的开发进一步加快了大容量风电机组的发展,我国海上风机制造厂商也初具规模,形成了几家龙头企业。2016年,海上风电新增装机154台,容量达到59万千瓦,同比增长64%。共有4家制造企业有新增吊装,其中:上海电气的海上风电机组供应量最大,占比达到82.5%;其次是远景能源、金风科技和重庆海装。截至2016年底,海上风电机组供应商共10家,其中,累计装机容量达到15万千瓦以上的机组制造商有上海电气、远景能源、华锐风电、金风科技,这4家企业海上风电机组装机量占海上风电装机总量的90.1%,上海电气以58.3%的占比拔得海上风电机组供应量头筹。

图2-13 2006—2016年1.5兆瓦和2兆瓦机组新增装机容量

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

图2-14 2016年国内不同功率风电机组新增装机容量占比

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

图2-15 2016年国内不同功率风电机组累计装机容量占比

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

表2-6 2016年中国海上风机制造商新增装机容量

(3)内资企业的设备出口

2016年,我国共有5家企业向国外出口风电机组319台,已发运容量54.45万千瓦,同比增加98%。截至2016年底,我国风电机组制造商已出口风电机组共计1404台,累计容量达到258.025万千瓦。

图2-16 2011—2016年中国风电机组出口容量

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

表2-7 2016年中国风电机组出口情况

注:目前统计的风电机组出口情况主要针对我国内资和合资风电机组制造商,外资风电机组制造商不包括在内

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

截至2016年底,在风电机组制造企业中,金风科技出口量最大,占总出口量的48%,占比继续增加,其次是华锐风电、三一重能、联合动力。

图2-17 2016年整机制造企业风电机组累计出口容量

数据来源:中国可再生能源学会风能专委会

截至2016年底,中国风电机组出口到28个国家,其中,向美国出口的风电机组容量最多,累计达41.075万千瓦,占出口总容量的15.9%;其次是澳大利亚、巴基斯坦,出口占比分别为11.0%和10.7%。

2.3.3.2 风电服务业

在我国风电产业发展初期,制造业一直是风电产业发展的重中之重,但随着风电装机规模数量的快速增长,我国风电市场也逐步走向成熟,风电服务业正逐步发展成为产业主体的重要组成部分。

目前,国内风电企业,无论是制造商还是投资商都面临服务的瓶颈。由于国内风电产业规模增长过快,服务体系建设和服务人才队伍的建设都严重滞后。风电投资商更多依赖于主机设备制造商的服务,出了质保期的运维服务还没有形成完整的产业链。越来越多的企业看好风电服务业的市场,未来风电市场的重心将由产业链的前端逐步向后端转移,风电服务市场规模在千亿元以上,将呈现几何式的增长。

风电的整体回暖以及2015年出现的“抢装潮”,将在未来几年继续拉动风电运维市场。目前,风电运维市场的参与者大致可以分为三类:第一类是风电场开发商自己设立的专门运维公司,如华能集团、大唐集团、龙源电力等;第二类是整机制造商成立的运维公司,向业主提供售后服务,如金风科技、明阳风电、联合动力等;第三类是专门做运维的第三方公司。

我国在装机容量方面已经成为世界第一,但在风电场运营维护管理方面还非常缺乏经验,风电服务产业尚处于起步阶段,与国外企业相比差距明显。与欧美一些已经发展了很多年风电产业的国家相比,我国的风电服务水平不高,技术能力、人员素质、信息化水平、管理经验、利益取向等方面都存在较大差距。而制约风电服务业的因素还有行业标准的缺失,风电机组产品质量标准及保证体系不够完备等,风电服务的相关管理条例尚不完善,相关的行业标准和规范也尚未出台。风电行业应建立统一的、系统的标准,包括零部件、主机、服务体系、质量管理体系、运维人员的资格认证培训等诸多方面。

2.3.3.3 零部件配套

在零部件方面,国内叶片、齿轮箱、发电机等部件的制造能力已接近国际先进水平,能够满足主流机型的配套需求,并开始小批量出口。轴承、变流器和控制系统的研发也取得了重大进步,技术瓶颈虽然尚未彻底解决,但已有国产产品面世,并开始小批量供应国内市场需求。塔筒、轮毂、机舱等部件的生产能力完全满足国内市场需求,并开始向国际市场供货。此外,大型风电机组关键零部件的制造水平也有所提高,国内叶片制造商已能生产出72米、配套6兆瓦机型的大尺寸叶片。配套5兆瓦、6兆瓦等大型风电机组的齿轮箱、发电机和轴承也开始投入使用。

(1)叶片

随着我国风电市场和技术的快速发展,国内有20多家叶片制造企业具备上千幅兆瓦级风电叶片的生产能力,其产品基本可以满足国内风电市场的需求。但是,由于一些整机制造厂家纷纷建立叶片生产厂,部分叶片制造企业又采取低价策略进行竞争,产能严重过剩,短期内叶片市场供大于求,完全处于买方市场。目前,国内具有代表性的风电叶片制造企业包括:中材科技风电叶片股份有限公司、中复连众复合材料集团有限公司、国电联合动力技术有限公司、中航惠腾风电设备股份有限公司、艾尔姆风能叶片制品公司(外资)、维斯塔斯风力技术(中国)有限公司(外资)、西门子风力发电叶片(上海)有限公司(外资)、歌美飒风电(天津)有限公司(外资)、苏司兰能源(天津)有限公司(外资)等。

(2)齿轮箱

近三年我国齿轮箱的产量以年均增长率超过100%的速度快速增长,我国制造的大型风电齿轮产量不仅能满足市场的需求,而且还具有相当大的产量富余度。从市场需求来看,国内齿轮箱供应已经极度饱和,产能已数倍于需求量。

(3)发电机

目前,我国生产的风电机组发电机基本能够满足国内风电产业的需要。国内具有代表性的发电机制造企业包括:永济电机厂有限公司、株洲南车电机股份有限公司、东方电机股份有限公司、西安盾安电气有限公司、兰州电机有限责任公司、上海电机厂有限公司、湘潭电机厂有限公司、南京汽轮机长风新能源有限公司等。

(4)轴承

目前,国内的风电机组轴承制造企业主要包括:洛阳轴承集团技术中心有限公司、瓦房店轴承集团有限责任公司、浙江天马轴承厂和徐州罗特艾德回转轴承有限公司等。这些企业已在批量生产1.5兆瓦和2兆瓦风电机组主轴轴承,产品正处于批量应用阶段。目前,国内部分风电机组制造公司还在采购国外SKF和FAG公司的产品。

(5)变流器和整机控制系统

目前,国内变流器的制造企业主要包括深圳禾望电气、北京科诺伟业能源科技有限公司、合肥阳光电源有限公司、天津瑞能电气、金风天诚科创、景新电气、国电龙源电气、江苏大全、九州电气、东方日立、大全集团、海得控制等10多家企业。目前,国产1.5兆瓦变流器已经批量生产,2兆瓦变流器处于小批量生产或试应用阶段,已经能够满足部分国内风电整机配套的需要,但国内市场上需求的大部分变流器和整机控制系统仍需从外资公司购买,其中ABB、AMSC-windtec、Converteam等是最主要的变流器供应商。

总之,我国风电设备产业链已经形成,为今后的快速发展奠定了基础。从产能来看,风电整机供应商可以满足国内市场每年2000万千瓦以上的安装需求,装备和材料对国外依赖度较低。我国在风电整机和关键零部件方面的产能不但完全有能力满足国内市场需求,而且已经初步具备了出口竞争力,能够持续向国际市场供货。