From The Editor 卷首语 一带一路 中的 风电国际化 文 秦海岩 2013 年 党中央以高瞻远瞩的战略眼光提出了建设丝绸之路经济带和 21 世纪海上丝绸之路的战略 构想 2015 年 3 月 国家发改委 外交部 商务部联合发布了 推动共建丝绸之路经济带和 21 世纪海 上丝绸之路的愿景

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2 From The Editor 卷首语 一带一路 中的 风电国际化 文 秦海岩 2013 年 党中央以高瞻远瞩的战略眼光提出了建设丝绸之路经济带和 21 世纪海上丝绸之路的战略 构想 2015 年 3 月 国家发改委 外交部 商务部联合发布了 推动共建丝绸之路经济带和 21 世纪海 上丝绸之路的愿景与行动 方案提出 积极推动水电 核电 风电 太阳能等清洁 可再生能源合作 推进能源资源就地就近加工转化合作 形成能源资源合作上下游一体化产业链 加强能源资源深加工技术 装备与工程服务合作 推动新兴产业合作 按照优势互补 互利共赢的原则 促进沿线国家加强在新一 代信息技术 生物 新能源 新材料等新兴产业领域的深入合作 推动建立创业投资合作机制 从方案 中可以看出 关于能源及基础设施的提法 都与风电有着密切的关系 借助 一带一路 国内的风电等 可再生能源产业在未来五年将迎来快速发展和全面国际化的战略机遇期 反过来 风电等可再生能源产 业也是我国 一带一路 战略实施中的主力军 全国人大代表 明阳风电集团董事长张传卫在今年的两会提案中的所说的很有道理 一带一路 建设不应重复先污染后治理的传统发展模式 更不能是对不可持续自然资源的掠夺式开发 而应沿着能 源革命的方向 最大限度的实现人与自然 不同民族 不同国家之间的和谐发展 风电由于其自身突出 的环境友好性 其国际化过程中不仅可以避免对沿线资源的掠夺和环境的破坏 还是沿线欠发达国家和 地区进行社会经济建设 改善人民生活的有力依托 所以说 风电等清洁能源产业的国际化本身就是一 件造福全人类的好事 历经近 30 年的积累和近 10 年的跨越式发展 我国风电产业已经形成了较为完整的产业体系 具有 了与世界先进水平同台竞争的条件 这也是风电产业在 一带一路 中发挥能源主力军作用的基础 就 产业目前发展成就而言 一是形成了较为完整的政策体系 在 可再生能源法 架构下 建立了规划导向 价格机制 市场监管等各类切实有效的规章制度 二是培育了全球最大规模的风电市场 不仅诞生出一 批具有竞争力的领军企业 也为全球风电开发利用成本的下降做出了积极贡献 三是初步形成拥有自主 知识产权的核心技术体系 并在某些特定领域达到国际先进水平 有力的推动了传统制造业的转型升级 四是建立了较为完善的产业服务体系 从标准 检测 认证到金融保险 从智能运维到依托互联网技术 的新发展 处处体现出服务化的特征 五是迈入国际化战略实施的新阶段 众多中国风电企业在国际市 场上已有所建树 金风科技在鉴衡认证的助力下已编织出了一套自己的国际网络 在多年的潜心积累和 实践之后 已走向世界六大洲的数十个国家 此外 还有华锐风电 上海电气 明阳风电等众多风电装 备制造企业 也都迈出了国门 在 一带一路 的背景下 我国风电产业国际化有三层含义 一是我国风电企业要寻求一个国际化 的市场 二是风电价值链管理的国际化 包括研发设计 生产制造 应用各个环节都在全球范围内组织开展 三是本地化 企业要扭转一味占领市场的观念 善于调动当地优质优价资源来满足生产需求 积极体现 建设性 尽最大可能实现共赢的局面 2015年第03期 1

3 目录 CONTENTS 年第03期 对话 Dialogue 用专业力量实现风电机组销售与 风电场多点盈利 专访博士 研究员 两江学者 国家海上风力发 电工程技术研究中心副主任 中船重工 重庆 海装风电设备有限公司副总经理陶友传 22 封面 Cover Article 能源互联网 商业模式是关键 新电改来了 能源互联网真的来了 目前我国用户端电力销售的金额大约 2.5 万亿元 加上建设投 资 可以估计能源互联网的市场至少在 5 万亿以上 能源互联网的商业机会在电力调配 交易市 场和微电网为中心的网络中传递 重点在寻找能源互联网的平台和入口 开创合适的商业模式 2 风能 Wind Energy

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5 目录 CONTENTS 2015年第03期 公司/ Company 32 惠柏新材 专注风电叶片材料 赵靓 调研/ Survey 年中国风电开发主要数据汇总 国际/ International 38 德国风电发展与 碳中和 目标 Klaus Müschen Insa Lütkehus Hanno Salecker 课堂/ Classroom 42 关于建设环境友好型社区中小型风力发电及其储存系统的方案 Nick Ni 宋江涛 蒋晨芸 产业/ Industry 44 基于上网电价下调预期的风电投资决策研究 何春 徐继尧 风能 杂志在线阅读网站 陈国伟 48 风电机组的高轮毂方案分析 胡文玉 52 风电机组基础防腐研究 刘磊 卷首语/ From The Editor 56 风电机组故障诊断方法研究 唐新安 王海云 董昱廷 贾锦霞 01 一带一路 中的风电国际化 秦海岩 风电场/ Wind Farm 08 风向/ Direction 60 布拉夫角风电场扇区管理优化分析 李早 高辉 现场/ Presence 技术/ Technology 16 为风电员工加油 袁振强 64 岩石锚杆风电机组基础设计及应用 霍宏斌 高建辉 张文东 68 中小型风电机组机械气动式变桨距机构研究与设计 邬元 时评/ Review 李凌锐 李安兵 包胡日查 任君 杨茂荣 18 油价下跌不会危及可再生能源发展的七大理由 72 风电机组叶尖小翼提效技术综述 时文刚 Tom Randall 76 基于系统振动性能的海上风电单桩基础入土深度研究 杨晓强 黄富涛 张星波 刘励学 郝利忠 宪凯 对话/ Dialogue 80 兆瓦级风电齿轮箱的振动测试及控制 汪文霖 吴鹏 殷杰 20 用专业力量实现风电机组销售与风电场多点盈利 张明 86 风电叶片脉冲式疲劳加载试验特性研究 乌建中 于永军 封面/ Cover Article 胡康 廖高华 22 能源互联网 商业模式是关键 华鹏伟 90 大型风电机组安装塔筒法兰对中系统分析 乐韵斐 范昌龙 29 Opower所诠释的能源互联网 王庆洋 广告索引 4 封二 重齿风电 目录对页 1 惠柏新材料 P89 扉页 1 中国南车 目录对页 2 瑞其能 后彩一 扉页 2 海装风电 版权对页 南高齿 后彩二 风能 杂志微信平台 扉页 3 赛米控 P30 叶片年会通知 后彩三 风能 杂志 扉页 4 奥特科技 P31 歌美飒 后彩四 贺德克 扉页 5 华伍 P37 浩亭 封三 科诺伟业 扉页 6 千聚科技 P51 麦加涂料 封底 罗特艾德 扉页 7 鉴衡认证 P63 仨人电机 卷首语对页 远景能源 P85 WWEC 风能 Wind Energy CWP2015 阳光电源

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7 主管 工业和信息化部 主办 中国电子信息产业发展研究院 中国可再生能源学会风能专业委员会 2015年第03期 石定寰 史立山 杜祥琬 顾问 黄其励 Consultant 徐建中 倪维斗 胡文瑞 杨裕生 Xu Jianzhong Ni Weidou Hu Wenrui Yang Yusheng 李宝山 韩文科 朱俊生 贺德馨 Li Baoshan Han WenkeZhu Junsheng He Dexin 王承煦 朱瑞兆 戴慧珠 马学禄 Wang Chengxu Zhu Ruizhao Dai Huizhu Ma Xuelu 王斯永 吴运东 齐同庆 于午铭 Wang Siyong Wu Yundong Qi Tongqing Yu Wuming 宫靖远 Gong Jingyuan 社长 卢 山 主编 施鹏飞 执行主编 秦海岩 副主编 王仲颖 夏丽华 编辑部主任 秦海岩 兼 编辑部副主任 薛 辰 蔡丰波 本期责编 苏 编 辑 于贵勇 赵 晓 张 玥 高志伟 视觉设计 荆 莹 刘 广告及发行 王 靓 艳 徐晓英 湛 郭继元 编辑制作 风能 杂志社 地址 北京市北三环东路28号 Shi Dinghuan Shi Lishan Du Xiangwan Huang Qili President:Lu Shan Editor-in-Chief:Shi Pengfei Executive Editor-in-Chief:Qin Haiyan Associate Editor-in-Chief: Wang Zhongying Xia Lihua Editorial Director: Qin Haiyan Deputy Editorial Director: Xue Chen Cai Fengbo Duty Editor: Su Xiao Editor: Yu Guiyong Zhao Liang Zhang Yue Gao Zhiwei Visual design: Jing Ying Liu Zhan Advertising & Distribution: Wang Yan Xu Xiaoying Guo Jiyuan Produced by: Wind Energy Magazine Address: Room 1108 Yiheng Building No.28 the 3rd Ring Road East Beijing P. R. China 易亨大厦1108 邮编 电话 编辑部 广告部 传真 投稿邮箱 Zip Code: Tel: Editorial Office Advertising Office Fax: 国际标准刊号 ISSN 国内统一刊号 CN /TK 广告经营许可证 京海工商广字第8245号 印刷 北京国彩印刷有限公司 出版日期 每月6日出版 国内定价 人民币25元 声 明 本刊图文版权所有 如需转载 请与本刊编辑部联系 向本刊投稿 图片 文责自负 由作者原稿产生的版权或其他法律责任 本刊概不承担连带责任 为适应我国信息化建设 扩大本刊及作者知识信息交流渠道 本刊已被 中文科技期刊数据库 维普网 龙 源期刊网 中国核心期刊 遴选 数据库 中国知网等多个数据库收录 并在相关网站提供在线阅读和下载服 务 如作者不同意文章被收录或数字出版 请在来稿时向本刊书面声明 本刊将做适当处理

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9 风向 Direction 事件 国家能源局发布通知要求做好2015年 风电并网消纳工作 3 月 23 日 国家能源局发布 关于 做好 2015 年度风电并网消纳有关工作的 通知 下称 通知 同时公布了 2014 年度我国各省 区 市 风电年平均利用 小时数 以引起各相关部门及企业的重 视 并做好 2015 年风电并网和消纳有关 工作 通知 明确强调要统筹做好 三 北 地区风电就地利用和外送基地规划工 作 特别提到了利用跨省或跨区输电通道 扩大风能资源的配置范围 其中 内蒙 古 新疆 宁夏 甘肃 山西 陕西等省 区 要根据输电通道规划和大气污染防 治工作的部署 加快推进与本地区已规划 的跨区 跨省输电通道配套的风电基地规 划工作 通知 显示 近年来 在吉林 内蒙古和河北等省 区 开展了风电清洁 供暖等示范工作 取得了良好的效果 要 求 三北 地区各省 区 市 能源主管 部门要全面分析本区风电并网运行现状和 供暖需求 在具备条件的地区 积极推广 应用风电清洁供暖技术 着力解决周边地 区存量风电项目的消纳需求 从与 通知 一同发布的 2014 年 自治区外 其他地区弃风限电比例均有所下降 但受当年风速偏小 度各省级电网区域风电利用小时数统计 等因素的影响 全国风电平均利用小时数同比下降约 180 小时 此外 来看 华东电网以 2136 的利用小时数排 风电机组和风电场运行管理也面临着不少问题 特别是设备故障和 全国第一 其次是蒙西电网 2089 南 风电场非计划停运较为突出 必须引起高度重视 方电网 1995 华北电网 1989 华 8 短评 2014 年 全国风电弃风限电问题进一步缓解 除新疆 能源局此次下发的通知 特别提到 三北 地区风电消纳问题 中电网 1959 而西北电网和东北电网 在 2015 年 不仅要实行严格的考核制度 而且为 三北 解决周边 风电利用小时数则低于全国平均水平的 地区存量风电项目的消纳问题提供了实际案例 各地区可以借鉴或 1893 推广风电清洁供暖等示范工作所取得的优良成果 风能 Wind Energy

10 Direction 风向 事件 金风科技公布2014年年度业绩 3 月 27 日 新疆金风科技股份有限 公司 简称金风科技 公布截至 2014 年 12 月 31 日的年度业绩 2014 年 报告期内 金风科技实现 营业收入人民币 亿元 归属于上 市公司股东的净利润人民币 1.83 亿元 分别比上年同期上升 43.8% 327.9% 基本每股收益为 0.68 元 金风科技三大业务板块收入均有所 提升 风电机组及零部件销售板块收入为 亿元 较上年同期增长 39.69% 风电服务板块收入达 6.5 亿元 较上年同 期增长 9.84% 风电场项目投资与开发 板块收入为 1.2 亿元 较上年同期增长 % 截 至 2014 年 12 月 31 日 金 风 科 技已签合同订单为 兆瓦 中标 未签订单为 6119 兆瓦 合计在手订单为 兆瓦 在海内外已持有投运的 风电场权益装机容量 1644 兆瓦 在建风 电场权益装机容量 1454 兆瓦 2014 年 金风科技机组产品毛利率 短评 作为国内风电机组行业的龙头 金风科技 2014 年的 有所提升 1.5 兆瓦风电机组毛利率提升 业绩表现也在一定程度上反映了全国风电行业的整体形势 从 至 25.12% 比上年同期增长 4.93% 年的转暖 2014 年的金风科技已经开始非常稳健地进入快速 兆瓦风电机组毛利率提升至 22.26% 比 增长和盈利的发展通道 上年同期增长 1.78% 和 2013 年相比 金风科技在风电机组及零部件销售 风电服务 在 一带一路 国家经济战略大背 风电场项目投资开发等三大板块均有很大提升 除了风电服务业 景下 金风科技继续稳步开拓国际市场 金风科技在风电机组和零部件销售 风电场项目开发两大板块的 2014 年金风科技国际项目实现销售收入 增长速度大大地超过了 2013 年 尤其是在风电场投资开发方面比 人民币 1.85 亿元 比上年同期增长 上年增长达到 % 从这一点也可以看出 2014 年国内关于 %, 占公司营业入的 10.44% 截至报告期 风电电价下调的政策对行业抢装项目有很大的推动作用 末公司在手海外订单容量为 488 兆瓦 2015年第03期 9

11 风向 Direction 资讯 发改运行 [2015]518 号 : 鼓励清洁能源与用户直接交易 3 月 20 日, 国家发展改革委 国家能源局下发 关于改善电力运行调节促进清洁能源多发满发的指导意见 ( 简称 意见 ), 要求各省 ( 区 市 ) 政府主管部门组织编制本地区年度电力平衡方案时, 应采取措施落实可再生能源发电全额保障性收购制度 在保障电网安全稳定的前提下, 全额安排可再生能源发电 意见 要求, 在编制年度发电计划时, 应优先预留水电 风电 光伏发电等清洁能源机组发电空间 ; 鼓励清洁能源发电参与市场, 对于已通过直接交易等市场化方式确定的电量, 可从发电计划中扣除 此外, 各省 ( 区 市 ) 政府主管部门在统筹平衡年度电力电量时, 新增用电需求原则上优先用于安排清洁能源发电和消纳区外清洁能源, 以及奖励为保障清洁能源多发满发而调峰的煤电机组发电 值得关注的是, 意见 对于不同区域清洁能源消纳作出分类要求 : 能源资源丰富地区 清洁能源装机比重较大地区在统筹平衡年度电力电量时, 新增用电需求如无法满足清洁能源多发满发, 应采取市场化方式, 鼓励清洁能源优先与用户直接交易, 充分挖掘本地区用电潜力, 最大限度消纳清洁能源 京津冀 长三角 珠三角 及清洁能源比重较小地区, 则应在统筹平衡年度电力电量时, 新增用电需求优先满足清洁能源消纳, 明确接受外输电中清洁能源的比例并逐步提高, 促进大气环境质量改善 一带一路 : 积极推动风电 太阳能等清洁能源合作 3 月 28 日, 国家发改委 外交部 商务部联合发布了 推动共建丝绸之路经济带和 21 世纪海上丝绸之路的愿景与行动 ( 简称 一带一路 行动 ) 一带一路 行动详细地介绍了沿线各国可以重点合作的内容 沿线各国要加大煤炭 油气 金属矿产等传统能源资源勘探开发合作, 积极推动水电 核电 风电 太阳能等清洁 可再生能源合作, 推进能源资源就地就近加工转化合作, 形成能源资源合作上下游一体化产业链 加强能源资源深加工技术 装备与工程服务合作 同时, 推动新兴产业合作, 按照优势互补 互利共赢的原则, 促进沿线国家加强在新一代信息技术 生物 新能源 新材料等新兴产业领域的深入合作, 推动建立创业投资合作机制 远景能源联盟 ParStream 构建能源互联网 2 月 28 日, 远景能源宣布和全球最先进的物联网大数据分析技术公司 ParStream 达成战略合作 在 ParStream 物联网数据分析平台的助力下, 远景进一步优化其管理的包括美国最大的独立新能源运营商 Pattern 能源 Orion 能源 美国大西洋电力公司等在内的 2000 万千瓦的全球新能源资产 远景能源和 ParStream 组成的战略联盟, 致力于推动能源互联网时代的加速到来 据称,ParStream 平台是工业界第一个用来处理物联网中大量 高速数据的分析平台, 将帮助远景的客户从物联网大数据中得到更加及时的反馈 更加透彻的洞察 快速识别可操作的结果, 从而产生更多的价值 10 风能 Wind Energy

12 Direction 风向 资讯 ABB电气设备用于江苏响水近海风电场项目 3 月中旬 ABB 公司与中国三峡新能源公 司达成新协议 ABB 将提供包括 220 千伏电力 近日 江苏省电力公司在南京发布的 服务地方 变压器 中高压气体绝缘开关柜和 220 千伏电 经济社会发展白皮书 中披露 2014 年 江苏分 缆终端等在内的整套电气一次设备 用于江苏 布式光伏发电并网容量达 71 万千瓦 海上风电 响水近海风电场的 220 千伏海上变电站 并网容量达 万千瓦 均为中国第一 占全 江苏响水近海 200 兆瓦风电场示范项目是 国用量的一半 并且实现了新能源全部消纳 我国第一个经海上变电站升压后向陆上送电的 海上风电工程 在该项目中 采用 ABB 整套电力设备建造的全国首个海上变电站将担负起风电 登陆 前中 继站的角色 以减少线路损耗和提升输送能力 它将风电场产生的电能从 35 千伏升压至 220 千伏 再通过交 流电缆进一步输送至岸上变电站 从而为苏北电网源源不断地输送清洁风电 明阳SCD6.5MW海上风电机组投入商业试运行 3 月 12 日 明阳风电生产制造的超紧凑型 SCD6.5MW 海上风电机组在江苏如东海上风电场投入商业试运行 该机型采用两叶片 液压独立变桨 液压智能偏航系统 中速齿轮箱和永磁同步发电机技术 集成国际先进 风电机组设计技术 针对海上环境气候和水文地质条件 适应于中国极端海上台风气候 发电效率远高于直驱和 双馈机组 具有高发电量 高可靠性 低度电成本 防盐雾 抗雷击 易于海上工程等技术优势 在寻求新能源解决方案来应对全球能源与环境问题的过程中 明阳致力于把创新 完美和坚持注入到超紧凑 型 SCD 风电机组系列产品的基因中 除研制适用在海上的抗台风 易于海上工程的两叶片机型外 即将推出适用 于低风速 超低风速三叶片超紧凑型机组 明阳还将陆续研发由容量 叶片数量 叶片长度三个变量因素匹配的 不同机型 为客户量身订制整体的产品解决方案 龙源电力向阳风电场完成全国首单CCER现货交易 3 月 9 日 在龙源碳资产公司运作下 国电龙源电力在广 州碳排放权交易所成功卖出 20 万吨 CCER( 中国核证自愿减 核证自愿减排量 根据国家发改委 2012 排量 ) 完成其全国首单 CCER 现货交易 同时也是首单通过 年制定的 温室气体自愿减排交易管理 交易平台线上完成的 CCER 交易 暂行办法 是指在国家主管部门备案和 交易项目是龙源甘肃安西向阳风电场项目 买方是上海 宝碳新能源环保科技有限公司 交易分两笔进行 共计 20 万吨 登记的自愿减排交易项目产生的减排量 计 单位以 吨二氧化碳当量 tco2e 2015年第03期 11

13 风向 Direction 资讯 南高齿荣获国家科技进步二等奖 近日 2014 年度国家科学技术奖励大会 在 北京人民大会堂举行 南高齿齿轮集团牵头完成的 目 前 南 高 齿 集 团 已 经 研 发 生 产 了 1MW- 高端重载齿轮传动装置关键技术及产业化 项目 6MW 风电齿轮箱 40mm-135mm 特大模数齿 荣获国家科学技术进步二等奖 这是机械传动类基 轮齿条传动装置等 40 余种规格的高端重载齿 础件首次荣获国家科学技术进步奖 轮传动产品 风电齿轮箱产品已经批量销往北 该项目实施成效显著, 打破了欧美等发达国家 美 南美 欧洲 印度等 20 多个国家和地区 的技术垄断, 彻底改变了高端重载齿轮传动装置依 赖进口的局面 由项目实施前兆瓦级风电齿轮箱 100% 依赖进口, 到全面替代进口, 再到批量出口欧美等发达国家 项目促进了齿轮行业的技术进步, 支撑了我国风电机组 大型船舶 海洋平台等高端装备的升级发展 齿轮传动装置是重要的机械基础件 其技术水平决定了整机的性能 南高齿作为国内齿轮行业实力最强的企 业之一 与国内科研单位联合攻关 在重载齿轮传动创新设计 振动噪声抑制 高效高品质制造 试验评价等方 面取得了重大突破 海虹老人防腐涂料创新产品获Frost & Sullivan 新产品创新奖 近日 海虹老人防腐涂料创新产品 AvantGuard 先锋盾系 列产品荣获 2014 欧洲 Frost & Sullivan 新产品创新奖 该奖项 表明对 AvantGuard 先锋盾系列产品在严苛环境下为钢结构提 供卓越防腐性能的认可 富锌涂料产品用于保护 C4 和 C5 腐蚀条件下的工业结构和 设备 通常在这种条件下 海水和高湿度环境会侵蚀未经保护 的钢结构 基于新型 AvantGuard 先锋盾活化锌专利技术 老 人牌 AvantGuard 先锋环氧富锌底漆适用于各种工业应用场 合 包括近海石油 天然气平台和风电机组等 前不久 海虹老人宣布收购其在南非的涂料委托制造商 TCMC 公司 海虹老人南非分公司自 2011 年便开始 与邻近约翰内斯堡的 TCMC 合作 以更好地服务于南非地区的客户 这也是该公司的第 26 家工厂和非洲的首家 工厂 标志着海虹老人致力于完成其在 2015 年底成为全球十大涂料供应商战略的一个重要里程碑 新工厂将生 产装饰漆 工业防护漆及船舶漆 并为非洲撒哈拉以南地区的客户服务 12 风能 Wind Energy

14 Direction 风向 海外 美国2050年风电供电占比将达35% 日前 美国能源部正式发布报告 风电愿景 美国风电新时代 报告指出 美国风电装机容量从 1996 年的 140 万千瓦增加到 2013 年的 6100 万千瓦 同期 风电发电量从 32 亿千瓦时增加到 1680 亿千瓦时 风电成为美国发展最快的可再生能源发电方式 2013 年 风电发电量在终端电力消费中的占比达到 4.5% 其中 有 9 个州的风电占比超过 12% 风 电占比最高的两个州是爱荷华州和南达科他州 分别为 27.4% 和 26% 美国能源部组织专家对未来 2020 年风电占比 10% 2030 年风电占比 20% 和 2050 年风电占比 35% 的 情景下 风电发展的社会 经济和环境效益进行了研究 在该情景下 到 和 2050 年 美国风电发展规模分别要增加到 1.13 亿千瓦 2.24 亿千瓦 4.04 亿千瓦 2014 年 年 美国每年新增风电装机容量约为 770 万千瓦 年为 1210 万千瓦 年达到 1750 万千瓦 如果按照这种 2020年 2030年 2050年 风电发展规模 113GW 224GW 404GW 风电占比 10% 20% 35% 发展情景 美国中部 西部地区风电占比到 2030 年将超过 20% 到 2050 年将超过 35% 然而东 南部地区的占比依然将低于 10% 西门子发布最新研发的7MW海上风电机组 欧洲众多风电开发商的青睐 在近日欧洲海上风能大 会上 德国西门子公司发布 据 悉 丹 麦 开 发 商 DONG 了其最新研发的 7MW 海上风 Energy 公 司 已 经 指 名 该 电机组 SWT MW 海上风电机组将优先用 据 了 解 SWT 于其英国 33 万千瓦风电场的 项目中 其实是西门子上一代 6MW 机 组产品的升级版 整体设计 近些年来 西门子海上 与 6MW 机 组 相 同 叶 片 长 风电机组在欧洲海上风电市 度也都是 75 米 都用到了直 场 一 直 占 据 着 老 大 的 地 位 驱系统 虽然设计相同 但 而随着海上风电产业的发展 是该机组的预计发电效率要 歌美飒 维斯塔斯以及亚洲 比之前 6MW 机组高 10% 一些公司不断加入竞争行列 另外 SWT 机 门子计划在丹麦一个实验中心进一步测试 欧洲海上风电制造企业在该 组的部件已经开始生产 西 该风电机组 该产品刚推出就已经受到了 市场的角逐更加激烈 2015年第03期 13

15 风向 Direction 海外 歌美飒公司和阿海珐集团创建合资企业 Adwen?? 3 月上旬, 歌美飒公司和阿海珐集团签署协议, 宣告合资公司 Adwen 正式成立 注册在西班牙的 Adwen 公司专注于海上风电领域, 拥有员工 700 人 歌美飒公司和阿海珐集团各自拥有 50% 的股权 新的合资企业将负责海上风电机组的设计 制造 安装 调试以及运维服务 Adwen 公司已经拥有 280 万千瓦的风电项目储备, 公司计划于 2020 年前实现欧洲海上风电 20% 的市场占有率 结合歌美飒公司海上风电设备的技术优势和阿海珐集团海上风电场丰富的运营经验,Adwen 将成为海上风电领域举足轻重的参与者 目前,Adwen 公司位于德国和挪威的工厂负责制造生产风电机组, 供应其位于北海和波罗的海的项目 公司也将在法国港口城市勒阿佛尔创立生产基地, 集合各供应商和合作伙伴构建供应链 清洁能源需求激增有望助力苏司兰扭亏为盈 据路透社 3 月 4 日报道, 印度风电机组制造商苏司兰 (Suzlon Energy) 董事长图尔西 - 坦蒂 (Tulsi Tanti) 表示, 印度对可再生能源的需求激增以及印度第二富豪迪利普 - 尚维 (Dilip Shanghvi) 的注资均将帮助苏司兰在经历六年亏损后扭亏为盈 受此消息提振, 苏司兰股价在过去三个月间已经翻了一番 此外, 未来七年印度政府风电目标装机容量将达到 6000 万千瓦的目标也是重大利好 苏司兰的重点将放在风能 太阳能混合动力项目和大型海上风电场项目上, 这有助于苏司兰在印度本土市场的份额扩张至 50% 此外, 苏司兰公司还在积极剥离部分非核心资产, 以进一步减少债务 过去几年, 苏司兰一直承受着债务压力 在出售了 2014 年贡献苏司兰收入 70% 的德国瑞能之后, 苏司兰积极发展在北美 拉美 中国和土耳其的国际业务, 这些海外市场和印度本土市场共占全球风能市场的 70% 中国是世界最大的风能市场, 图尔西 - 坦蒂表示, 苏司兰未来打算增持在华合资企业已有的 25% 股份, 不过拒绝透露细节 14 风能 Wind Energy

16 Direction 风向 数据 国家能源局国家统计局黑龙江河北山西山东安徽江苏云南华电能源越南美国 2014 年, 全国风电新增并网装机容量 2016 万千瓦, 新增装机容量创历史新高, 累计并网装机容量达到 9732 万千瓦, 占全部发电装机容量的 6.2%,2014 年风电上网电量 1550 亿千瓦时, 占全部发电量的 2.8% 2014 年全年能源消费总量 42.6 亿吨标准煤, 比上年增长 2.2% 煤炭消费量下降 2.9%, 原油消费量增长 5.9%, 天然气消费量增长 8.6%, 电力消费量增长 3.8% 煤炭消费量占能源消费总量的 66.0%, 水电 风电 核电 天然气等清洁能源消费量占能源消费总量的 16.9% 2014 年, 黑龙江新能源和可再生能源发电装机规模突破 600 万千瓦, 比上年增长 13.8% 新能源和可再生能源发电装机占黑龙江省电力总装机的比例达 24.3%, 比上年提高 2 个百分点 其中, 风电装机规模 万千瓦, 增长 15.7% 河北省发改委表示,2015 年, 河北新能源发电装机力争达到 1500 万千瓦 其中, 风电 1100 万千瓦 太阳能发电 300 万千瓦, 分别新增 200 万千瓦和 150 万千瓦, 非化石能源占能源消费总量的比重达到 5%, 比 2014 年提高 0.5 个百分点 据悉, 山西 2014 全年风电发电量完成 亿千瓦时, 风电机组年平均利用小时 小时 截至去年年底, 全山西省风电装机达到 485 万千瓦, 成为仅次于火电的第二大电源 2014 年全年, 山东省新能源实现发电量 亿千瓦时, 同比增长 13.1%, 新增新能源发电装机 万千瓦, 全山东省新能源发电装机累计达到 万千瓦, 其中, 风电装机容量 万千瓦, 新能源发电占山东省电力装机的比重达到 11.2%, 比上年底提高 1.7 个百分点 2015 年 1 月至 2 月, 安徽省全社会用电量 亿千瓦时, 同比增长 6.2% 全省最大用电负荷 2359 万千瓦, 较去年同期增长 5.87%, 创冬季历史新高 第一产业用电量 2.2 亿千瓦时, 同比增长 10.8% ; 第二产业用电量 亿千瓦时, 同比增长 6% ; 第三产业用电量 38.6 亿千瓦时, 同比增长 12.4% ; 城乡居民生活用电量 43.8 亿千瓦时, 同比增长 2.1% 2014 年全江苏省电力行业淘汰落后产能 69.6 万千瓦, 其中, 苏南地区电力行业淘汰落后产能 万千瓦, 占江苏省的 88.86% 2015 年 2 月 26 日, 云南电网风电发电量突破 5000 万千瓦时, 达 5036 万千瓦时, 发电量占当日全网总发电量的 18%, 创历史新高 截止 2 月 26 日,2 月份云南电网累计接纳风力发电 9.1 亿千瓦时, 较上年同期增长 35.5% 3 月 14 日, 宁夏海原曹洼五期风电项目全部风电机组并网发电 至此, 海原 80 万千瓦风电项目全部建成投产, 华电宁夏新能源公司风电装机容量突破 120 万千瓦 近日, 越南风电开发商丛地建设商贸旅游公司与美国贸易发展局成功签署海上风电合作协议, 并获得该发展局资金补助 这是越南目前唯一一个海上风电项目, 预计装机容量为 300 万千瓦 美国总统奥巴马 3 月 19 日签发一项行政命令, 要求联邦政府在未来十年把温室气体排放减少到比 2008 年低 40% 的水平 他还承诺, 联邦政府利用可再生能源发电的比例到 2025 年将提高到 30% 2015 年第 03 期 15

17 现场 Presence ① ② 为风电员工加油 图文 袁振强 ③ ④ 后记 救援 救援 每张照片都记载了我们救援时的任务 每次救援回来 我们所有的员工内心都充满喜悦 在艰苦的环境下 我们用照片和文字抒发着对风电的浪漫情怀 而现实的我们也一次次告诉自己 要坚持 要坚持 这样的坚持不是一天两天 而是一年甚至几年 千言万语化作一句话 为风电员工加油 16 风能 Wind Energy

18 Presence 现场 早上九点, 带上工具, 备足一天的干粮, 我们去远行 2 一个人的寂寞两个人的错, 说好了一起走, 却又丢下我 3 如果红尘没有你, 又何惧冰天穿一件没有绒的单衣? 4 雪花飘过的刹那, 冷冽的风吹痛了我的感受 5 密密麻麻的元器件错综复杂, 就像你我的生活是偶然和必然的交叉 6 出舱操作, 那一根缆绳是幸福的牵挂 7 有时我们得抬着梯子去, 而内心满载的是即将完工的喜悦 8 9 米高的线架, 连续作业三小时是什么感受, 刚从上面下来就要去跑步暖身 9 驻地近在眼前, 但雪地前行, 走走停停, 至少还得花半个多小时 2015 年第 03 期 17

19 时评 Review 油价下跌不会危及可再生能源 发展的七大理由 文 Tom Randall 自 2014 年 7 月以来 国际原油价格大幅走低 下跌幅度已超过 50% 如此巨大的价格跌幅如 果放在 5 年前 足以导致可再生能源产业濒临破产 但今天 这种情况已有所改变 本文列出了七大理由 解释了为什么油价下跌不会导致向清洁能源转型目标的偏离 1 石油是用作汽车燃料 而可再生能源则是用作发电 二者实际上并不存在竞争关系 如果将石油用 太阳能与 作发电 即使其价格跌破 50 美元 / 桶 其发电成本仍然过高 石油不存 在竞争 真正与太阳能存在竞争关系的是煤炭 天然气 水能和核能 而太阳能又属于新能源 仅占当今电 力市场不到 1% 的市场份额 但根据国际能源署的预测 到 2050 年太阳能将成为全球最大的单一电力 来源 巨大的市场需求下 太阳能产业发展的最大限制则是目前太阳能面板等原材料的短缺 彭博新能源财经首席太阳能分析师詹妮 蔡斯说 现在就算不想发展太阳能也是不可能的 2 Price 对可再生能源发展构成威胁的并不是低价石油 而是低电价 在美国 大量使用天然气发电已使电 电价仍将 价降到最低 但为什么电费账单还在疯涨 持续上涨 原因是电费账单中不仅包含燃料费用 还包括消费者为电力输送支付的费用 近几年 此类成本 还在激增 德意志银行分析员维舍尔 沙阿撰写的报告中称 自 1980 年起 电网投资年增长翻了四番 到 2010 年增至 270 亿美元 种种原因导致了电费账单的暴涨 也让更多人的目光投向了屋顶式光伏 3 Price 为什么太阳能将很快主导市场 因为太阳能是一种技术 并非燃料 太阳能的利用效率会随着时 太阳能价 间推进而不断提高 价格也会下降 自 20 世纪 40 年代末以来 不同能源的价格变化呈现出不同的趋势 格持续走 其中 格外引人瞩目的是太阳能的价格变化 太阳能是新兴的可再生能源产业 最初进入市场的价格非 低 常高 但其价格下跌速度之快使太阳能甚至比最廉价的化石能源 煤炭和天然气还要便宜 只有少数地 区 石油可以与太阳能直接竞争 即便如此 石油胜出的机会也很小 譬如迪拜拥有丰富的石油资源 但仍然制定了到 2030 年太阳能发电提高 3 倍 发电量占到全国总 量 15% 的目标 最近 迪拜国有公用事业部还奖励了一家太阳能发电站价值 3.3 亿美元的合同 鼓励其 利用太阳能出售世界上最便宜的电 18 风能 Wind Energy

20 Review 时评 4 电动汽车 的实际销 量还不错 按照传统思维来讲 油价下跌对电动汽车的威胁是实实在在的 过去的确如此 尤其是 20 世纪 80 年代美国国会曾因油价下跌而撤销了对电动汽车的科研资助 而如今情况发生了改变 根据彭博新能源 财经的数据 全球电动汽车的销量在 2014 年增长了大约 1/3 油价下跌对电动汽车发展不会构成威胁的 原因有 首先 根据彭博新能源财经分析师亚历杭德罗 萨莫拉诺 萨达韦德的说法 自 2010 年开始 汽 油价格和电动汽车销量间已不存在联系 电动汽车目前仍处在发展早期阶段 而且一个能花 10 万美金 买特斯拉的人也不会在意每加仑一美元多的油价上涨 其次 欧洲高昂的天然气税费削弱了原油的重要性 在挪威 即使天然气价格从每加仑 10 美元降 至 9 美元 电动汽车仍是消费者首选 另外 中国政府也在逐步加大对电动汽车的补贴力度 环境污染问题在中国已然十分严重 中国政 府也正积极治理污染问题 由此带动电动汽车的销量也大幅上涨 以特斯拉为例 它提速较快且没有噪音 试想两年后 那时雪佛兰和特斯拉都将推出第一代大众接 受度高的电动车 并且每 200 英里左右就有一个充电桩 也许到那时 燃油价格才有可能是汽车购买者 真正会考虑的问题 甚至他们会更愿意选择电动汽车 5 在马来西亚 印度尼西亚和泰国 汽油价格丝毫不受影响 汽油价格没能与原油价格下跌保持同步有几个原因 首先 许多国家包括印度和 印度尼西亚 利用油价下跌来削减汽油补贴 减轻财政压力 其次 包括中国在内的国 汽油价格 的下跌幅 度不及原 油油价 6 家则利用油价下跌 提高燃油税来补贴财政 目前化石燃料的补贴是可再生能源补贴的 6 倍 缩小二者补贴差距是提高能源利用率 加速向清洁 能源转变的最廉价方法 气候变化所带来的严重危害也在不断推动各国政府积极采取类似的转变措施 油价的历史走势遵循一条黄金法则 跌久必涨 高盛投资的 1 万亿美元的石油 期货在油价跌破每桶 70 美元时 就已无利可盈 美国的石油钻井停滞速度是 1991 年以来最快的 这将最终导致供应的紧缩和价格的再次上涨 油价跌势 沙特王子阿尔瓦利德本塔拉尔认为 油价可能不会再回到每桶 100 美元 即便如此 仍有少数专家 不会持续 预计油价像现在这样的跌幅不会超过一到两年 与石油不同 可再生能源的价格具有可预测性并且一直在 下降 根据德意志银行的预测 太阳能发电将变得越来越便宜 到 2017 年最多能在全球市场上便宜 80% 7 一些太阳能公司和风电公司的股票也受到油价下跌的影响 那么 油价下跌对可再生 能源项目的直接投资会产生很大影响吗 其实并不见得有多大影响 因为还有其他因素需要考虑 根据彭博新能源财经的数据 清洁能源 2014 年全球清洁能源的投资提高了 16% 达到 3100 亿美元 世界上两个最大的碳排放国 美国和中国 投资持续 在 2014 年 11 月份达成了碳排放协议 教皇弗朗西斯正准备发布一篇有关气候变化的通谕 这会对全球 上涨 12 亿天主教徒产生影响 他可能还会召集高级教会领导人 一起参加在巴黎举办的全球气候变化大会 上述这些意味着世界各国要抓住最佳机会 为减缓气候变化做出改变 各个国家出台的二氧化 碳减排政策有助于提高清洁能源的使用率 但即使没有这些政策 全球能源转型之路也已开启 并且 我们都知道最终路的尽头通向哪里 本文作者为彭博新能源财经分析师 Tom Randall 原文刊于美国 Renewable Energy World 网站 2015年第03期 19

21 对话 Dialogue 受访嘉宾 陶友传 博 士 研 究 员 两 江 学 者 国 家 海 上 风 力 发电工程技术研究中 心 副 主 任 中 船 重 工 重庆 海装风电设备 有限公司副总经理 用专业力量实现风电机组销售 与风电场多点盈利 本刊 薛辰 从 2014 年开始 海装风电全力推进海外战略的实施 在巴西 巴基斯坦等新兴风电国家已取 得大额订单意向 在欧洲与主要电力企业的海上风电合作也取得了进展 在陶友传看来 这 得益于海装风电近几年的扎实积累和发展 风能 投资开发风电场 拓展运维服务 业务几乎成为国内风电整机商的标配 对此 成立了本部位于北京的新能源投资平台 介入 您怎么看 风电场投资开发 在具体的开发策略上 围绕 陶友传 由于可再生能源战略地位的提升 总装基地 在优势区域连片开发 南北布局 及 配额制 等政策利好的预期 风电场资源 陆海并举 凸显规模效应 同时以开发为龙头 的稀缺性凸显 甚至可以说谁掌握资源 谁就 以投融资为核心 整合各项专业力量实现风电 可能拥有未来的风电机组乃至整个行业的定价 机组销售与风场运营的多点盈利 权 过去的几年 国内风电行业经历了深度调 制造商拓展运维服务 首先是出于风电机 整和探底 在这个过程中 风电整机设备价格 组质保期内运维服务的需要 其好坏直接关系 持续走低 行业整体亏损 大批风电整机商急 到后续订单的获得 其次 通过运维可以把好 需延长产业链条以对冲风险 同时 整机商出 的技术应用到风电机组和运维中来 可以说整 于响应市场需求及降低成本 提高售后服务需 机商进入运维市场具备天然的优势 需要注意 求的考虑 需要在靠近资源的地方建立分厂 的是 中国风电场以大风电基地接入为主 而 而且制造能力建设使得整机商比较容易获得地 欧洲风电场以分散式接入为主 国外运维市场 方政府支持 能够低成本获得风电场资源 此 的经验不一定适合中国市场 整机商有责任探 外 大型风电机组新品样机 首批机型运行示 索适合中国风电运维的体系和发展模式 可以 范及风险验证也大多需要通过在自建风电场来 说 整机商组建专业运维服务团队是中国风电 完成 发展的必然结果 2014 年 重庆海装风电工程 其实 这也是整机商为改善赢利以及探索 资源 + 产业 合作新模式的需要 也是市场 20 风能 Wind Energy 上的自然现象 基于此 海装风电在两年前就 技术公司成立 这是海装风电旗下专业从事风 电运维服务的全资子公司 现有员工 500 余人

22 Dialogue 对话 开始承接非海装机组的技术改造 运行维护服务 制 5MW 海上风电机组被列入保险补偿范畴 我 包括部分国外品牌机组国产化改造及运行维护等 相信 在国家政策大力支持下 海装风电 5MW 海 上风电机组将加快进入市场的步伐 风能 海装是较早进入海上样机试验的整 下一步 海装风电将根据近几年运行积累的数 机商 您能否谈谈海装在海上风电机组研发 装机 据 对 5MW 风电机组进行设计升级和改进 并加 产能建设方面的情况以及未来的打算 快 5MW 海上风电机组投放市场的进度 陶友传 中船重工在装备制造和海洋工程领 域的基础理论和工程应用有很深的技术沉淀 发 风能 由于体制 机制的不同 每家公司技 展海上风电符合集团的战略发展方向 2008 年初 术研发的组织形式和方式会有所差异 您能否谈谈 2MW 风电机组处于调试阶段时 海装风电已经开 海装风电在技术研发方面的特点和成效 始策划 5MW 海上风电机组研制 之后经过 2 年时 陶友传 作为高端装备制造企业 海装风电 间的准备 2010 年正式启动 2013 年 8 月获得国 是一家新公司 但中船重工已经在风电产业链上的 内首个海上风电机组认证证书 2013 年 12 月 以 防腐 空气动力学 齿轮箱 发电机 电气与控制 中国科学院胡文瑞院士为组长的项目鉴定专家组对 钢结构等领域形成比较完整的技术 产业布局 这款机型做出鉴定 其结论显示 海装风电 5MW 海装风电在 2005 至 2008 年 分别通过合作 海上风电机组总体性能达到国际先进水平 拥有完 设计和许可证的方式引进了 2MW 和 850kW 风电 全自主知识产权 2014 年 9 月 这款机型通过海 机组技术 并初步建立了风电机组载荷计算与性能 上低电压穿越型式测试认证 仿真能力 在此基础上 面向风电机组技术改进以 根据业主的统计数据 2015 年 1 月至 2 月 海 及升级换代 差异化产品技术 风电生态链优化 装风电两台 5MW 海上风电机组在没有安排进行新 建立了载荷计算与性能仿真分析 控制技术仿真与 技术试验和测试情况下 其可利用率达到 99.57% 测试 新技术实验室 陆上和海上风电机组测试 基于长期的海洋装备制造背景 以及对海洋 恶劣的环境及装备的可靠性要求深度认识 海装风 数据平台 形成了风电机组整机的正向设计能力 目前 海装风电已经拥有 200kW 850kW 电将坚持样机 小批量验证 再扩大规模装机的模 2MW 等 3 个陆上风电机组平台以及 1 个 5MW 海 式 为客户提供高可靠性的产品 在中船重工的支 上风电机组平台 主导了 5MW 海上风电机组设 持下 海装风电打算通过小批量自建海上风电场的 计流程 研发过程中形成的核心技术反哺 2MW 风 方式平稳过渡到量产投放市场 目前 设计年产能 电机组 分别在 2011 年 2013 年推出了 H 万千瓦的海装风电江苏如东海上风电总装服务 H111 规 格 的 2MW 风 电 机 组 H120 2MW 风 基地已经投产 大连庄河总装服务基地也已纳入建 电机组将于近期开始吊装 H111 2MW 风电机 设计划 同时 已经与相关业主单位达成江苏如东 组的叶片长度是海装风电基于应用基础创新 采用 30 万千瓦 大连庄河 30 万千瓦海上风电资源开发 科学方法推导出来的 由于出色的性价比 取得了 协议 其中 江苏如东海上风电资源已经获得国家 巨大的市场成功 发改委核准 应该说 海装风电 5MW 海上风电机组面临 此外 海装风电在海上风电领域已形成海上 恶劣环境整体防护技术 机舱稳定性技术等关键技 的市场问题也是行业现阶段普遍存在的问题 国产 术体系 在陆上风电领域提出了外风道设计理论 风电机组装机少 装机时间短 产品成熟度不够 在风电专用技术领域基于风轮旋转动能偏差控制的 与客户对海上风电机组高可靠性的要求有差异 导 等效变桨微分控制及其参数整定方法 动态润滑等 致国产化风电机组进入市场大规模装机难度加大 技术已得到很好的应用 在此 我建议国内同行加 这也是我国海上风电发展慢的原因之一 利好的是 强合作 尽快组成国内风电领域关键技术专利池 国家已发布了首台 套 重大技术装备保险补偿机 以应对 走出去 可能面临的专利纠纷 2015年第03期 21

23 封面 Cover Article 22 风能 Wind Energy

24 Cover Article 封面 能源互联网 : 商业模式是关键 新电改来了, 能源互联网真的来了 目前我国用户端电力销售的金额大约 2.5 万亿元, 加上建设投资, 可以估计能源互联网的市场至少在 5 万亿以上 能源互联网的商业机会在电力调配 交易市场和微电网为中心的网络中传递, 重点在寻找能源互联网的平台和入口, 开创合适的商业模式 文 华鹏伟 2015 年第 03 期 23

25 封面 Cover Article 当前 言必及 互联网 + 尤其是能源 了 6 个试点地区进行为期 4 年的 E-Energy 技 互联网的概念 更是受人瞩目 怎样理解能源 术创新促进计划 成为实践能源互联网最早的 互联网 它将在哪些层面或程度上影响企业和 国家 力图打造新型能源网络, 在整个能源供 民众的行为 这些都需要我们不断地探索和 应体系中实现数字化互联及计算机控制和监测 总结 日本数字电网联盟提出了基于 电力路由 器 的能源互联网 电力路由是能够使现有的 电网接入互联网 通过互联网上的 IP 地址进 什么是能源互联网 美国著名学者杰里米 里夫金在其著作 第 行电源和符号的识别 通过 区域 A 的电力路 由器将电能传输到区域 B 的电力路由器 由于能源互联网的概念刚提出不久, 其定 三次工业革命 一书中 首先提出了能源互联 义 架构 组成和主要功能都还需要不断完善 网的愿景 引发了国内外的广泛关注 里夫金 目前市面上呈现出三种对能源互联网的理解版 认为 由于化石燃料的逐渐枯竭及其造成的环 本 从通信的角度强调各种设备的互联 以华 境污染问题 在第二次工业革命中奠定的基 为等通信公司为代表 从软件的角度强调第三 于化石燃料大规模利用的工业模式正在走向终 方数据的优化管理 以美国 Opower 等公司为 结 里夫金预言 以新能源技术和信息技术的 代表 以及从国与国之间的角度强调跨区域电 深入结合为特征的一种新的能源利用体系 即 网的互联 以国家电网为代表 能 源 互 联 网 (Energy Internet) 即 将 出 现 尽管观点不一 大多数人的共识是 能 而以能源互联网为核心的第三次工业革命将给 源互联网 = 能源产业 + 信息互联网 基本内 人类社会的经济发展模式与生活方式带来深远 涵包括 支持由化石能源向可再生能源转变 影响 支持大规模分布式电源的接入 支持大规模储 里夫金认为, 能源互联网应具有以下四大 能的接入 利用互联网技术改造电力系统 支 特征 以可再生能源为主要一次能源 支持 持新能源汽车的大规模使用与接入 能源消费 超大规模分布式发电系统与分布式储能系统接 智能化 入 基于互联网技术实现广域能源共享 支持 综合各家观点 能源互联网的概念可以表 交通系统的电气化 ( 即由燃油汽车向电动汽车 述为 以互联网技术为核心 以配电网为基础 转变 ) 从上述特征可以看出 里夫金所倡导 以大规模可再生能源和分布式电源接入为主 的能源互联网的内涵主要是利用互联网技术实 实现信息技术与能源基础设施融合 通过能源 现广域内的电源 储能设备与负荷的协调 最 管理系统对大规模可再生能源和分布式能源基 终目的是实现由集中式化石能源利用向分布式 础设施实施广域优化协调控制 实现冷 热 气 可再生能源利用的转变 水 电等多种能源优化互补 提高用能效率的 美 国 最 早 在 2008 年 提 出 了 能 源 互 联 网 智能能源管控系统 的 概 念 美 国 国 家 科 学 基 金 在 北 卡 州 立 大 学建立了未来可再生能源传输与管理系统 FREEDM 提出了能源互联网的概念 希 能源互联网的商业模式和机会 望将电力电子技术和信息技术引入电力系统 以分布对等的系统控制与交互 在未来配电网 2013 年中期, 我们提出了围绕节能减排和 层面实现能源互联网的概念 智能分析是通过 能源安全作为行业投资的逻辑主线 能源互联 云计算和大数据来实现的 网是在这个主线下重要的投资板块 节能减排 德国于 2008 年在智能电网的基础上选择 24 风能 Wind Energy 和能源安全 需要电源结构的多元化 需要可

26 Cover Article 封面 数据来源 IOE 安信证券研究中心 数据来源 Future Internet PPP 再生能源的大规模接入 需要分布式能源的兴 能源互联网构成 能源互联网要素关系 巨大的能源浪费及损失 起 需要有效侧需求侧管理 而大规模可再生 电力体制改革释放能源互联网的商机 按 能源的接入和分布式能源的兴起需要更加智能 照新电改方案初稿的内容 增量配电放开 增 的电力调控系统 都为能源互联网的发展提供 量售电放开 能源行业更市场化 1 新增配 了基础条件 电意味着微电网将得到大发展 微电网中接入 提高效率是能源互联网最大的效益 对能 分布式新能源 储能 新能源汽车充电 分布 源产业进行互联网化 将能源赋予新的数据信 式新能源可以全微网内售电 不再局限于单个 息属性 应用 IPv6 大数据 云计算等互联网 客户自供电余额上网 2 未来电力系统的售 技术 动态调配能源生产 传输和消费 提高 电侧将强化竞争机制 形成市场化的售电新机 整个能源产业的效率和能源使用的效率 避免 制 售电侧放开将成为能源服务公司进一步发 2015年第03期 25

27 封面 Cover Article 能源互联网商业模式与机会 展的重要推动力 能源服务公司的业务范围将 数据来源 安信证券研究中心 能源产品的交易平台 设备与解决方案平台等 不再限于降低用户能源消耗 会进一步扩展到 能源增值服务平台 提高用户能源利用效率 帮助电网企业平滑用 能源的增值服务包括基于大数据的用能咨 户负荷曲线等业务上来 3 售电公司可利用 询 能效产品销售 新能源汽车后市场 节能 用户用电习惯的大数据 作出更优的电力调配 解决方案 O2O 商业消费 目前我国用户端电力销售的金额大约 2.5 以用能服务为例 需求侧管理的重视和逐 万亿元 加上建设投资 可以估计能源互联网 渐兴起 需要建立国家级的电力需求侧管理平 的市场至少在 5 万亿以上 能源互联网的商业 台 目前国家电力需求侧管理 在线监测 平台 机会在电力调配 交易市场和微电网为中心的 已接入企业 2398 家 其中江苏省接入 2024 家 网络中传递 而已接入的电能服务商包括国电南瑞 积成电 在互联网化进程中 能源产业会涌现非常 子 智光电气 新联电子等企业 用能管理平 多的商业模式 有不少商业模式将是颠覆性的 台的搭建还需要省级用能管理平台和企业用能 能源产业的产业链条非常长 从上游的材料及 管理平台的搭建 其中 新一轮电力体制改革 设备 到一次能源生产 二次能源生产 到最 为电能服务商提出了更多的要求 终的能源消费 每个产业链条都要沉淀大量的 本轮电力体制改革前 电能用能服务提供 投资资金 这些资金最终要依靠终端能源消费 的服务主要包括虚拟电厂 负荷优化 移峰填 的实现来获得投资回报 每个产业链条与互联 谷 需求响应等 电改之后 电能服务商将增 网相结合 都可以产生各式各样的商业模式 加分布式电源运营 售电 配电资产运营等服 包括能源产品的交易 能源资产的服务 能源 务 这种情况下 需要电能服务商要达到用户 的增值服务 设备与解决方案的电子商务等 的需求 形成客户粘性 不仅能提供节约电费 综合方案 售电零售服务等降低用户用电成本 还能够通过智能安全运维服务等保障用户用电 寻找平台与入口 安全 并且能够通过节电改造服务等技术手段 提升用户用电效率 所以 未来拥有电站资源 26 风能 Wind Energy 能源互联网的平台 配售电资产和用户粘性的电能服务商将具有更 能源互联网的形成要依靠各种能源平台的 强的竞争优势 搭建 目前观察和想到的主要包括能源链条中 能源资产服务平台 的能源的增值服务平台 能源资产的服务平台 能源资产的服务平台包括能源资产的代理

28 Cover Article 封面 运营服务 能源资产的开发和交易 能源资产 空地提供出来 通过网上的筛选和实地勘测 证券化的互联网金融 能源资产的电子商务 减少项目寻找的盲目性 以新能源电站开发为例 能源资产服务平 台 需要记录电站从前期测风 测光数据 采购 能源互联网的入口 施工和运营维护等数据 电站交易平台将为光 能源互联网还包括很多子板块 我们目前 伏电站提供前期融资 后期的交易和资产证券 观察和想到的包括电网技术的升级 大规模可 化提供大数据支撑 从而降低电站在各个环节 再生能源接入电网的调节 分布式电源接入电 的风险 降低融资和交易成本 网的解决方案 储能技术的应用 基于新能源 在该平台的基础上还可以嵌入能源运维服 务平台 该运维平台的建设不仅仅包括在线监 的碳交易 工商业节能 用户节能 电动汽车 充电桩用电方案等 控系统对电站的运营进行实时监控 还可以根 电网技术的升级主要包括跨区域输电线路 据实时情况 提供线上和线下的运维解决方案 的修建和配电网的改造 而大规模可再生能源 和零部件管理 的接入和分布式电源的接入使得电源更加多样 能源产品交易平台 化 而分布式电源和用户的对接就迫切的需要 能源产品的交易平台包括电力的批发和零 提供高效的贴近用户的解决方案 更高效的需 售 虚拟电厂 售气 供暖 电动汽车的购电 求侧管理 这也会相应的催生储能市场的兴起 和返售电等 随着售电的放开和节能的兴起 在电价市场化的条件下 工商业节能和用户节 随着大规模可再生能源 分布式电源和电动汽 能需要用电的精确性 这相应的催生监测 调 车接入用电系统 可以预见的是 电力的批发 节和解决方案的形成 而电动汽车充电桩则更 和零售逐步兴起 节约下来的电量可以进行交 加需要对用户进行监测 收集大数据 形成更 易 可再生能源和分布式电源都可以成为售电 高效的解决办法 主体 电动汽车也具有反售电的特性 多样化 工业与建筑需求侧管理 的电力供给和需求 多样化的生产方和需求方 能源互联网的建设需要高级量测体系 需要系统的协调 这就需要一个电力 燃气等 AMI 的兴起 智能仪表是信息的入口 基 能源产品交易平台 同时 能源交易平台不仅仅是一个电力 于此建立起来的智能监控系统和形成的有效解 决方案是平台 在终端用能层面 AMI 的实现 燃气等现货的交易平台 还可以开展电力期货 既可以使用户直接参与到能源市场中来 又可 交易 以及从该平台延伸出来的金融交易平台 以为能源互联网和智能电网提供完整的开放的 设备与解决方案的电子商务平台 通讯网络 为需求响应 高级配电自动化 资 能源设备与解决方案的电子商务平台包 产管理 提高能效及多种能源协调互补奠定基 括 材料及设备的 B2B 行业垂直电商 B2B 础 同时 节能服务公司还可以通过电源的建 现货交易平台和期货交易平台 以更加贴近用 设 售电牌照的获得 在保证用户粘性的情况 户的光伏为例 随着分布式光伏的逐渐兴起 下 为客户提供节能 售电 运维和用电安全 未来完全有可能诞生光伏电站材料和系统解决 等一体化服务 方案的电子商务平台 一方面可以实现光伏材 工业节能系统采用采样监测技术 通讯技 料和系统解决方案的快速销售 另一方面还可 术和计算机软硬件技术等 以水 电 气 汽 以通过公众的监督保证光伏材料和系统解决方 风 油等能源介质为监测对象 为企业建立一 案的质量 个能源管控平台 对其生产用能进行实时采集 同时 随着光伏材料和系统解决方案的电 计算分析和集中调度管理 解决重点用能企业 子商务平台的兴起 用户可以将自己的屋顶或 的能源监测计量 用能控制及预测等问题 实 2015年第03期 27

29 封面 Cover Article 现对能源的全方位监控和管理 达到供需平衡 缴费一般会采用手机等移动设备 APP 绑定银 和节能环保目的 行卡等 未来随着电动汽车的大量接入会给电 家庭能源管理中心 力系统带来严峻的挑战 电动汽车既可以作为 建筑与家庭能源管理建筑物内的电能 液 电力系统的负荷 又可以作为储能设备和分布 体介质能源 如水 油等 气体介质能源 如 式电源的外接设备 这就需要根据用电大数据 燃气 等能源种类进行实时监测 数据采集与 等提供更加高效的充电桩用电管理 存储 数据统计与分析等 对建筑物内的能耗 进行动态监测和分析 实现用能的精细化管理 同时 有充电桩的建设才会有新能源汽车 的发展 新能源汽车面临基础设施发展滞后的 智慧风场 / 光伏电站和运行管理平台 问题 基础设施的建设缺乏系统的规划 对电 大规模可再生能源的接入和分布式电源的 动汽车的认识不一致 充电设施的发展思路不 兴起需要更加高效 智能的运营管理平台 这 清晰 协调的力度也有待加强 根据新能源汽 个平台不仅包括前期的测风系统 还包括风功 车百人会上政府部门透露的信息 按照国务院 率预测 并网支持 监控预警 运营管理 快 办公厅加快新能源汽车推广应用指导意见有关 速响应等管理系统 为发电侧的有效管理提供 精神规定国家级别的充电设施的发展规划即将 大数据支撑 同时 新能源电站企业也是具备 出台 申请售电牌照的资格 还可以通过售电资格开 按 照 规 划 2020 年 电 动 车 会 由 现 在 的 展多种服务 同时 分布式能源的启动也将催 十万辆增加到五百万辆 增长速度是五十倍 生储能市场的兴起 能源局按照这个规划进行的测算 集中式的充 电动汽车充电桩和运营 换电站从现在的 593 座 2014 年 6 月的数据 能源互联网的时点上 电改是一个非常大 增长到 1.2 万座 大概是 30 倍 分散式充电 的催化因素 新能源汽车是最早实现售电侧放 桩到 2020 年达到 450 万个 增长大概一百倍 开的行业 预计今年将会有非常强的充电设施 按照能源局电力司副司长童光毅先生个人的判 建设刺激措施出台 同时 充电桩作为能源互 断 一旦机制和体制运作到位了 条件成熟了 联网的入口主要有两层含义 一是充电过程中 这个数字比想象得要快 新能源汽车充电设施 电动车与充电后台需要数据交换来控制充电电 和运营巨大的投资机会来临 充电设施市场预 流 因而获得电动车的数据 二是电动车充电 计达到千亿元 摄影 王淼 28 风能 Wind Energy

30 Cover Article 封面 案例 Opower所诠释的能源互联网 文 风能 编辑部 说到互联网与商业的结合 大概很多人会想 使用 Opower 的网上应用了解自己的能源使用情况 到马云的阿里巴巴和淘宝 互联网购物的奇妙之 设定每个月的使用标准并在接近目标时给出预警 处在于 无论你想要的商品与服务有多新奇和个 当然 如果用户的电费超支了 收到的 Opower 账 性 只要输入到网络 都会有意想不到的结果 单表情也会不那么好看 而今 当互联网遇上能源 又会碰撞出什么火花 2007 年 总部位于美国弗吉尼亚州的 Opower 试想有一天 你打开电脑或者手机 就会有 成立 成立之初 它就已经为家庭用户节省了 2.5% 一条定制的信息告诉你 你家各种电器的耗能情 的能源 并在此基础上慢慢扩大业务 为更多客户 况 你们小区用电账单对比 你家屋顶光伏发电 提供家庭能源报告 web访问接口 2014年4月4日 当天的收益 还有某发电商推出的购电优惠套餐 Opower 公司在纽交所首发上市 并逐渐在旧金山 节能返券 位于美国弗吉尼亚州的 Opower 公司 伦敦 新加坡和东京等城市建立办事处 到 2015 就在提供这样的服务 该公司客户通过电脑和手 年 3 月 Opower 已经发展成为一家员工超过 560 机就可以知晓这个月的空调用了多少电 手机用 人的新兴创业公司 其提供的数据已经覆盖 5000 了多少电 冰箱用了多少电 与上个月相比的电 多万户企业和个人 风投资金额达到 6570 万美元 费使用情况如何 哪个部分耗电超出了社区居民 收入连续几年实现持续增长 并声称已经帮其公 平均水平 等 其鲜亮的图表呈现方式让用户对 用事业单位客户累计节省了超过 61 亿千瓦时的电 自己的耗能情况一目了然 量 为用户共节约了 7 亿多美元的能源费用支出 打开 Opower 的网站 底端一行实时跳动的数 据格外醒目 Opower 客户已经节省了 XXX 千瓦时电 同时减少二氧化碳排放量超过 90 亿磅 这家致力于做全球级家庭能源管理先锋的企 减少了 XXX 磅二氧化碳 节约了 XXX 能源费用 据 业开始向世人证明 在互联网时代孕育一个创新 了解 该公司的用能节能方案已经帮助来自北美 的点子也可以改变世界 欧洲和亚洲的 90 多家发电商和数百万用户加入 到了 精打细算 的行列 这些客户包括大名鼎 鼎的 National Grid, Progress Energy, Gulf Power, CenterPoint Energy 和 Xcel Energy 等 不过 业内也有人质疑 Opower 公司这种 锦 上添花 的业务服务模式能走多久 根据资料显示 前几年 美国几大公用事业 公司与用户之间一度紧张的关系意外地让 Opower 对于能源互联网的现实版本 有从通信角度 的各种方案有了用武之地 譬如 美国加利福尼亚 强调各种设备互联的公司代表 如华为 有从国 州最大的电力公司太平洋天然气与电力公司 南 与国之间的角度强调跨区域电网的互联 如国家 加州爱迪生公司和圣地亚哥天然气与电力公司都 电网 还有一种则是从软件的角度强调第三方数 曾因为高昂的趸售电价和饱受诟病的服务使用户 据优化管理的公司 如 Opower 不同于传统的硬件 体验降至冰点 这让 Opower 意外地获得了许多老 解决方案 Opower 提供的是一个客户交互平台 包 牌电力公司客户 可以说 Opower 的成功得益于某 括提高能效 行为需求反应以及智能调节装置等 种时势 以重新定位公用事业单位与消费者之间的关系 不管怎样 Opower 的案例让业内看到了互联 并持续激励客户节能 一方面 公共事业公司 例 网与能源产业结合的巨大魅力和商机 而随着越 如电力和天然气公司 可以通过它的服务了解到 来越多的国家将提高能效 节能环保列入经济和 他们客户是如何使用能源的 还可以了解智能电 社会发展的重要战略部署 那些以云架构 大数 网投资是否成功等 另一方面 一般家庭则可以 据为平台的创新公司或许拥有更多的机会 2015年第03期 29

31 封面 Cover Article 30 风能 Wind Energy

32 Cover Article 封面 2015 年第 03 期 31

33 公司 Company 惠柏新材 专注风电叶片材料 文 赵靓 的产品应用历史 有市场研究表明 该公司近几年占据了风电叶片环氧树 脂 材 料 20% 至 30% 的 市 场 份 额 其 产 品 覆 盖 了 南 车 明 阳 联 合 动 力 湘电 东泰新能源 上海玻璃钢研究 院等不少叶片制造商和整机商客户 同时 惠柏新材近 7 年的销售基 本呈现了上升趋势 2014 年总共销售 吨环氧树脂材料 截至 2014 年 年底其累计销售量约为 吨 目 前已有长度从 37.5 米到 69.8 米的叶 片运用了惠柏新材的产品 这些叶片 被配置在单机容量为 1.5 兆瓦到 6 兆 瓦的各类风电机组上 其中还包括双 叶片的 SCD 型机组 事实上 目前约有 7000 台风电 机组使用了惠柏新材的产品 因此无 论是在零下 40 的严寒地区 还是在 零上 60 的酷热地区 亦或是高达 17 级台风的海面上 由其产品所构成的 在多数人心目中 被风吹动的风 组的正常运转 风轮坚强地转动 经受重重考验 一 电机组是风电产业的代表 但当机组 随着对可持续发展的需要日益重 个 极 具 说 服 力 的 例 子 是 在 2014 年 7 发出的电点亮了某只电灯的时候 很 视 发电设备正转向由复合材料制成 月 各媒体所报道的明阳风电经受住 难想象这是一个庞大的产业链群体共 的产品以满足电力需求的增加 惠柏 了最强台风 威马逊 的考验 而其 同努力的结果 作为一家环氧树脂材 新材提供了风电以及其他可再生能源 使用的正是惠柏新材环氧树脂 料供应商 惠柏新材料科技 上海 的解决方案 并提供具有创新性材料 有限公司 以下简称惠柏新材 虽然 与专业的技术支持 据介绍 惠柏新材的高性能风电 环氧树脂对玻纤和碳纤维能够表现出 处于风电产业链条的最前端 但其产 在风电方面 惠柏新材的主营业 较好的浸润性 通过配方研发解决气 品的可靠性 却能直接影响到风电机 务是环氧树脂材料 目前有超过 8 年 温变化对粘度影响 真空树脂操作使 32 风能 Wind Energy

34 Company 公司 惠柏新材料科技 上海 股份有线公司董事长杨裕镜 用期灵活 能够根据不同的固化剂选 脂有着在常温下更长的操作时间 能 经开始进入中国大陆投资设厂 惠利 择 使 用 期 在 1 小 时 到 4 小 时 的 范 围 够保证在缠绕过程中的粘度稳定 高 集团先后在石家庄 广州 上海等地 而手糊树脂可以在低温条件下固化 温中迅速固化成型 避免了流胶空层 成立了生产基地 主要经营电子元器 24 小时内可以达到 60% 以上的固化 应用领域包括 CNG 缠绕气瓶 GRE 件粘着 密封 封装 披覆用环氧树 度 从而进行打磨和承重等操作 高压管道 高性能复合材料电杆 套 脂 同时在上海 广州成立了贸易公司 筒等 经营各类进口原材料 直到 2006 年开 越是居于产业链的前端 供应商 相应所涉及的行业就会越为广泛 惠 除此之外 惠柏新材所生产的环 柏新材的产品与技术除了供给可再生 氧树脂还包括通用型和高性能型 其 能源外 也供给传统的能源 如石油 中通用型环氧树脂常被应用于船舶 天然气 或者是电力的传输如电缆芯 汽车 箱体等产品 而高性能环氧树 于环氧树脂二次加工产业 惠柏新材 等 该公司在能源市场中除了风电叶 脂则被应用于耐高温 超高韧性 真 能够充分利用惠利环氧树脂 香港 片环氧树脂 应用的产品还有缠绕系 空导流阻燃等具有各种特殊要求的产 有限公司的生产基地 研发实力和销 列环氧树脂 拉挤系列环氧树脂以及 品 这类产品因具有很好的纤维匹配 售网络 并且能够结合科技的力量建 其它高性能系列环氧树脂 性以及优异的机械性能 并可保证制 立自己的研发基地 从而切实通过科 品的稳定性 因此被用于高性能风电 技转化发展生产力 引进各类品质较 脂适合高性能复合材料拉挤工艺 最 叶片 航空航天 车辆工程 医疗器械 高的材料 用现代化经营管理方式推 高 耐 温 达 230 拉 挤 速 度 最 高 在 国防军工等高技术领域 动企业发展 据了解 惠柏新材的拉挤环氧树 100 厘米每分钟以上 与各类型的纤 单看惠柏新材的历史仅不到十年 始进入风电复合材料行业 成为了惠 柏新材的前身 由于有这样的历史沿革 和立足 据了解 目前惠柏新材的全自动 维皆具有优良的匹配性 应用范围包 似乎显得还很 嫩 但如果谈到其前 化生产线设计产能超过 吨 并 括高性能复合材料电缆芯 碳纤医疗 身 就会明白该公司在环氧树脂领域 建立了复合材料技术研发中心 包括 棒材 螺纹复合材料锚杆 拉挤板材 并非一个新兵 化学实验室 复合材料工艺实验室 风电碳纤辅材 片材 异型材等 惠柏新材在上海嘉定区江桥镇成 热力学性能实验室 力学性能实验室 缠绕环氧树脂则适用于各种类型 立公司 将主营业务定位于环保型绿 等 有效提高了技术研发能力 而目前 的玻纤 碳纤复合材料缠绕工艺 其 色能源新材料和复合材料解决方案的 惠柏新材已经通过了高新技术企业认 在具有较强的柔韧性的同时仍可保持 高端环氧树脂生产厂 而在 26 年前 证 成为上海市 2014 年第二批拟认定 较高的强度 惠柏新材的缠绕环氧树 惠利环氧树脂 香港 有限公司就已 高新技术企业 2015年第03期 33

35 调研 Survey 2014年中国风电开发主要数据汇总 整理 赵靓 装机容量 量的增幅 然 而 由 图 4 可 以 看 出 万千瓦 累计并网装机容量占全 国 电 力 装 机 容 量 的 6.2% 图 6 显 示 据 初 步 统 计 2014 年 中 国 新 增 年中国风电上网电量的增长幅度在与 2014 年的新增并网装机容量比前三年的 风电装机容量为 万千瓦 累计 历年相比时 明显处于下降趋势 其 都高 累计并网容量稳定增长 新增并 装机量达到 亿千瓦 2014 年 增幅虽然超过了 10% 但与 2011 年 网容量突破 2000 万千瓦大关 累计并 中国新增风电装机容量首次突破 年 的 增 幅 超 过 40% 相 差 甚 远 网容量未能突破 1 亿千瓦 但已经距离 万千瓦大关 累计装机量不但突破了 与其相比 中国全国发电量的增幅下 这个重要节点不远 2015 年或更为可期 1 亿千瓦 同时还突破了 1.1 亿千瓦 降并没有那么明显 虽然历年总体也 双双创下历史记录 当年共有 8 家整 呈现下降的趋势 机商企业装机容量超过 100 万千瓦 详情可见图 1 图 5 显示的是历年中国风电上网 电量占全国发电量的比例 由 2011 年 图 7 显示 与中国风电发电量增 幅类似 中国风电并网装机容量增幅 也处于下行区间 但相对前两年 并 网装机容量的增速下降较为趋缓 的 1.67% 到 2014 年 2.8% 呈现逐年 上网电量 2014 年风电上网电量 1550 亿千 瓦时 由图 2 可以看出 中国全国发 增加的趋势 并网装机容量 利用小时数 2014 年中国的风电平均利用小时 数与 2013 年相比有明显下降 图 8 电量在 2012 年到 2013 年期间增长幅 由于处在不同的开发阶段 与装 度较大 2014 年的增幅有所减小 这 机容量相比 并网容量所反映的市场 主要原因是全国来风情况普遍偏小 全 样的趋势与中国风电上网电量类似 图 情况具有一定的滞后性 但能体现出 国陆地 70 米高度年平均风速约为 只是中国风电上网电量的增幅明 有多少机组已经开始进行生产工作 米 / 秒 比往年偏小 8% 12% 风电 显高于全国发电量的增长幅度 说明 2014 年 新 增 并 网 装 机 容 量 和 累 中国风电发电量增幅跑赢了中国发电 计并网装机容量分别为 2016 万千瓦和 34 风能 Wind Energy 为 1893 小时 同比下降约 180 小时 平均利用小时数最高的地区是云南 2511 小时 最低的地区是西藏 1333 小时

36 Survey 调研 图1 历年中国风电新增和累计装机量 图4 历年中国总发电量和风电上网电量增速对比 图2 历年中国总发电量 图5 历年风电上网电量在中国总发电量中的占比 图3 历年中国风电上网电量 弃风电量与弃风率 图 9 图 10 显示 弃风电量和弃 风率相比 2012 年和 2013 年都有下降 图6 历年中国风电新增和累计并网容量 弃风限电情况有所好转 其中 2014 年 的下降 中国风电平均弃风率为 8% 同比下降 2015 年 2 月 国 家 能 源 局 发 布 4 个百分点 达到近年来最低值 全 2014 年风电产业监测数据显示 2014 国除新疆地区外弃风率均有不同程度 年中国风电新增核准容量为 3600 万千 2015年第03期 35

37 调研 Survey 图7 历年中国风电累计并网容量增速 图9 历年中国风电弃风量 图8 历年中国风电平均利用小时数 图10 历年中国风电弃风率 瓦 同 比 增 长 600 万 千 瓦 累 计 核 三批核准计划完成率为 76% 第四批 再 生 能 源 中 心 水 电 总 院 中 电 联 准容量为 万千瓦 累计在建 核准计划完成率为 56% 完成率明显 中国风能协会等机构的通知公告 会 容量为 万千瓦 同比增长约 提高 本文部分数据和内容来源 议报告 有部分图片中所出现的同类 1600 万千瓦 风电发展 十二五 第 于国家能源局 国家统计局 国家可 数据 来源并不一致 仅供参考 更正声明 本刊 2015 年第 2 期 45 页 2014 年中国风电装机容量统计 一文中 表 5 由于数据有所调整 现将该处内容更正如下 表5 2014年中国风电累计装机排名前20的机组制造商 36 序号 制造企业 装机台数 装机容量 装机容量占比 序号 制造企业 装机台数 装机容量 装机容量占比 金风科技 华锐风电 联合动力 东方电气 明阳风电 湘电风能 上海电气 Vestas 远景能源 Gamesa 重庆海装 % 13.79% 9.93% 8.09% 6.63% 4.82% 4.72% 4.14% 3.82% 3.14% 2.80% 浙江运达 华创风能 南车风电 GE 华仪风能 三一重能 航天万源 Suzlon 许继风电 其他 总计 % 2.40% 1.97% 1.63% 1.17% 1.14% 1.09% 0.79% 0.66% 4.34% % 风能 Wind Energy

38 Survey 调研 2015 年第 03 期 37

39 国际 International 德国风电发展与 碳中和 目标 文 Klaus Müschen, Insa Lütkehus, Hanno Salecker 编译 张玥 CO2 38 风能 Wind Energy 德国联邦环境署近期发布的一份研究报 个能源系统的支柱能源 另一方面 德国的水 告中 提出了在本国实现 碳中和 目标的设 电和地热能发展潜力也相对有限 种种因素促 想 该目标的实现需要各环保部门的配合 启 成风电和光伏发电将成为未来可再生能源的主 动减排措施 大幅降低能耗 将人均二氧化 要力量 并在能源供应和温室气体减排任务中 碳排放量降至 1 吨 这份研究报告的结论证 扮演重要的角色 德国联邦环境署 2013 年发 实 德国未来实现 碳中和 目标在技术层面 布的一份 GIS( 地理信息系统 ) 分析报告里特 上是完全可行的 然而这也意味着 德国各个 别指出 德国海上风电的发展潜力目前被大幅 系统如电力系统 供热系统 交通系统以及工 低估 当然 海上风电的发展潜力在化为现实 业系统等重要生产环节 在能源供应方面 必 后 无疑是要比其理论潜力值偏低一些 原因 须实现完全依赖可再生能源 德国联邦环境署 一方面是因为海上风电需要根据项目的具体情 2010 年发布的一份研究报告中显示 德国有 况进行分析 考量 才能得出切实可行的结论 望到 2050 年实现全部的电力供应完全来自于 而非对所有的项目一概而论 另一方面是因为 可再生能源的目标 在 2050 年的设想中 德 还需考虑到理性的经济架构和当地的接纳条件 国虽然在技术上可以实现生物质能的可持续性 等现实问题 但可以肯定的是 德国海上风电 利用 然而需要对残余物进行加工以及产能偏 的可观发电量已经证实了其在德国可再生能源 低等特性 决定了生物质能不可能成为供应整 发展进程中所起的重要作用

40 International 国际 1 德国2050年 碳中和 目标 囊括了所有相关的排放源 包括 能源消耗引 起的废气排放 供电 供热以及交通运输等领 域 工业废气排放 污水处理排放以及农业 林业和土地利用变化等造成的废气排放 根据 报告中模式设想的预测 德国作为进口工业国 到 2050 年在完全依赖可再生能源的情况下 当前 科学界对气候变化正日益恶化已基 仍然会维持与今天相似的生活标准 并不会有 本达成共识 人为因素是造成这种变化的主要 所下降 需要注意的一点是 这份研究报告重 原因 尤其是一些工业大国对此更要担起重责 点关注德国本地的温室气体排放情况 并没有 降低本国温室气体排放量 努力将全球平均温 考虑到与其他国家的交互影响 相应地 德国 度增幅控制在 2 度以内 出口商品生产造成的废气排放在这份报告中有 德国联邦环境署 UBA 2013 年发布的 一份研究报告中称 未来德国要实现 碳中和 所体现 而进口商品生产造成的废气排放则并 不在考虑范围之内 目标 在技术层面上是完全可行的 即使像德 从图 1 可以看出 能源消耗引起的温室气 国这样的工业大国 要在 1990 年到 2050 年 体排放量已超过 80% 这也是为什么德国大力 六十年时间内 实现本国 95% 的温室气体减 推广节能降耗措施的原因 尤其是在热能消耗 排目标也是有极大可能性的 因此 向 100% 方面 这对提高减排力度影响很大 此外 实 依赖可再生能源的转型是实现国家 碳中和 现可再生能源完全满足能源需求的目标也是非 目标的关键 德国联邦环境署早前发布的一份 常有必要的 为实现目标 报告中也给出了供 名为 能源目标 2050:100% 可再生能源电力 暖 交通电气化以及可再生能源的额外产能输 供应 的报告中 已经肯定了德国到 2050 年 出等模式设想 实现完全依赖可再生能源发电的技术可行性 为了降低利用生物质能可能产生的风险 而名为 德国 2050 碳中和 国 的报告 德国联邦环境署将生物质能的利用范围仅限定 中则指出 除了对电力领域的贡献 可再生能 在对农作物废弃物和残留物的利用 因此 生 源甚至可以满足德国各个领域的全部能源供 物质能产能的降低一方面催生了供热和交通系 应 然而无论在哪一种模式设想中 风能在其 统向电气化方向发展 另一方面 也加速了利 中的重要性都不可忽视 因为无论从开发潜力 用可再生能源发电进行水电解制氢技术的实 还是从经济发展性来考虑 风能都占有相当大 现 采用这样的技术 可以将产生的氢气用于 的优势 本文将重点探讨德国联邦环境署是如 合成沼气 随着 电转气 即利用风电或光 何看待风能在未来德国能源供应结构中将扮演 伏等可再生能源产生的电力将水电解为氢气和 的角色 氧气 再用生成的氢气与二氧化碳反应产生甲 德国要实现 2050 年温室气体减排 95% 的 烷 技术方案的应用 大幅降低能源消耗引起 目标 也就意味着 要将人均二氧化碳排放量 的温室气体排放 将更有望得以实现 采用这 从目前的 11 吨降至 1 吨 德国 2050 碳 样的模式 可再生能源发电需求也会随之大幅 中和 国 这份报告中 并没有预测未来的能 增长 根据 德国 2050 碳中和 国 的 源发展趋势 但是却描绘了一种技术可行性高 报告预测 到 2050 年德国全年用电需求总量 的优化解决方案 该研究给出的模式设想中 将达到近 3000TWh 见图 年第03期 39

41 国际 International 由于德国水力发电和地热发电的发展潜力 有限 基于这样的背景 报告中提出到 2050 年 风力发电和光伏发电将在能源供应系统里 占据主导地位 从理论上讲 德国在实现全部 电力供给由可再生能源提供方面有一定的技术 潜能 然而 出于生态保护和经济发展的考虑 只有部分技术潜能可以化为现实 并得到可持 续性地开发利用 因此在报告提出的设想模式 中 有少部分可再生能源电力仍然需要从国外 进口 但大部分电力供应还是由德国当地的光 伏电站和风电场提供 本文下节内容将对德国 的风能利用进行详尽细致的探讨 2 德国风电发展的近期目标和长远规划 德国的风电发展一直处于全球领先地位 风电装机容量占全球市场份额的 10.6% 紧 随中国 美国之后 到目前为止 德国已成 图1 德国1990年 2010年以及2050年 碳中和 模式下 的温室气体排放量 功安装约 台风电机组 总装机容量达 34250MW 2014 年 德国风力发电约占总发 电量的 8.6% 但是 德国陆上风电的装机容 量要远超海上风电 出于对生态环境的保护 德国对海上风电的批准立项仅限于远离海岸的 区域 因此 与其他国家陆上风电和海上风电 的开发相比 德国风电的开发要更加困难 成 本更加高昂 目前 德国风电的发展保持持续 增长态势 但进展速度比预期要慢 海上风电 的开发还要得到进一步重视 在 碳中和 目标制定出炉前 德国联邦 环境署 2010 年发布的名为 能源目标 2050 图2 德国2050 碳 中和 模式下能源 流向的定性描述 40 风能 Wind Energy 100% 可再生能源电力供应 的研究报告中 对 2050 年实现 100% 可再生能源供应就已提 出了 区域网络模式 的设想 这项研究对全

42 International 国际 国范围内可再生能源的开发潜力 包括之前提 这些现实因素具体分析后 那么海上风电的产 到的 碳中和 模式下光伏 生物质能 水力 能将有可能满足德国未来很大一部分的能源需 发电以及地热能的利用进行了详细调研 并且 求 并在未来供热和交通系统电气化的过程中 考虑到了技术和环境等制约因素对潜力值估算 地位更加凸显 的影响 按照 区域互联网 的模式 风电将 可以覆盖德国 1% 的用电范围 这个范围内可 以容纳 60GW 的装机容量 并且年产能将达到 180TWh 海上风电的潜在产能也同样可观 陆上和海上风电的联合产能 将能够满足德国 3 结论 一半以上的电力需求 这还只是一个非常保守 的预估 所以德国也正着手准备更加细致的调 研 以更好开发海上风电的出力潜能 实现 德 国 2050 碳中和 国 报告中设定的目标 2013 年发布的一份 GIS 地理信息系统 德国联邦环境署认为 德国到 2050 年要 实现 碳中和 目标 达到人均二氧化碳排放 量降至 1 吨 在技术层面是完全可以实现的 研究报告 对德国风电的出力潜能给出了调研 即使是像德国这样的工业大国 在不降低生活 分析结果 明确地指出目前德国海上风电的出 标准的情况下 目标的实现可能性也非常大 力潜能被大幅低估 按照调研报告给出的模式 2050 年的模式设想中 一方面需要对效益产 设想和所选取的技术先进的风电机组 理论上 能进行充分利用 另一方面全国的能源需求包 讲 风电将能够覆盖德国 13.8% 的用电范围 括供热和燃料需求等 都要完全依赖可再生能 这 个 范 围 内 可 以 容 纳 1200GW 的 装 机 容 量 源 尤其是依靠风电和光伏的产能 为了实现 并且年产能达到 2900TWh 然而 任何的结 供热和交通系统的碳减排目标 甚至完全实现 果分析都必须充分考虑到 各项模式设想下的 脱碳化 利用 电转气 技术将可再生能源 具体情况是否能够以现实的方式呈现出来 首 产生的电力转化为可燃气体将是重要的实现路 先 一些出于生态保护的考虑措施 对风电的 径 由此也将带来对可再生能源电力需求的大 出力潜能值估算会有一定影响 这点可暂时忽 幅增长 略 其次 报告中所选取的参考机组也是很重 从现有研究结果来看 德国海上风电的出 要的因素 因为其轮毂高度 风轮直径和额定 力潜能目前被大幅低估 即使预估的潜能在化 功率都会对机组出力和设备可利用率产生直接 为现实的过程中还需考虑各种现实因素 但海 影响 按照报告中选取的参考机组进行估算 上风电已经成为可再生能源发展的重要领域, 其具有的先进技术优势可以使全国风电机组的 成为推动能源结构调整的重要力量 年平均利用小时数升至 2440 小时 另外 选 德国联邦环境署现已发布的研究报告 都 取的参考机组产生的低噪音排放 还可能会对 是在讨论如何为德国未来的能源需求寻求及时 一定范围内的居民区产生影响 这项研究报告 的 操作性强的解决方案 然而 需要进一步 的目的并不是对风电的可实现潜力给出准确的 研究分析的将是如何规划明确的转型路线 可 预估值 比如海上风电的可实现潜力实际上是 以肯定的是 风能在未来德国能源供给的重要 明显被低估的 这是因为既要考虑到整体的经 地位不容置疑 济架构设置 也要考虑到当地的接纳水平 对 2015年第03期 41

43 课堂 Classroom 关于建设环境友好型社区中小型风力发电 及其储存系统的方案 文 Nick Ni 宋江涛 蒋晨芸 利用氢气发生器和燃料电池已开发了一个 分布式的数字化社区风电项目 在美国能源部能量效率与可再生能源 办公室的一个关键组成部分 燃料电池 技术部 相关人员正努力寻找涉及到家庭 氢气系统 h-prize 潜在竞争力的相关信息 这也将进一步促进 h-prize 技术在商业氢 能领域的应用 这些系统将被设计用来产 生氢气 为现有住宅提供车辆加氢站的配套基础设施的建 风能产生动力已不是新资讯 据文献记载 风车的历 史可以追溯到公元前 200 年 从刚开始的小规模尝试利用 设 这使得它潜在的经济价值将达到一百万美元 图 1 为一个系统耦合的分布式小型风电机组 制氢设 风能 到如今发展成为多兆瓦生产机器大规模开发风能 备 它可以提供一个高效 环保 友好的综合解决方案 风力发电已经走入人们的日常生活 随着科技进步 相较 提供存储和加油的系统 由于风能在自然界中的间歇性 以往的任何方法 风力发电的方法能更有效的使用风能资 一直以来储存问题都没有得到有效的解决 该设备的研发 源 现如今 人们也正努力试图最大程度地开发风能资源 正好填补了该领域技术上的空白 并有可能在风力较小的 那么对于中小型风电系统 我们应该如何更好的利用呢 时候提供持续的动力 除去特殊情况 一般意义上 大型的风电机组都可以 风电机组规模的大小 完全取决于项目的设计和建造 更换成较小的 全球中小型风电项目 SMWT 的市场承 需求 运用有效的技术和大的风电机组一样 中小型风电 载力实际上是预测的 2015 倍 尤其是在发展中国家的市场 机组也可以提供许多相同的好处 事实上 在系统的使用 更是多达 6.34 亿美元 周期中 风力小的情况下 风电机组每千瓦小时耗能可以 除了考虑到中小型风电的环境效益 也许最好的方案 比小型光伏发电和一些小型水力发电更便宜 2011 年 美 是将风电机组纳入到居民区中 提高风力发电的灵活性 国风能协会估计 在美国 小型风电机组的成本是 6040 美 以便于其独立 轻松地把风能集成到混合动力系统中 与 元 / 千瓦 同比 2010 年增加 11% 当然 前期用户和社区 太阳能发电系统 或是石油 如果需要可以降低它的一些 影响 或储氢系统一起工作 除此以外 分布式中小型风 电还能就近入网 就地消纳 不需要电网的远距离输送 最近开发的风力 氢气转换和存储的技术为此提供了 一个合理的合作模式 为此 美国国家可再生能源实验室 NREL 在美国科罗拉多国家风力技术中心还发起了一个 风力 氢气 Wind2H2 的示范项目 该项目把风电机组 与风力 氢气转换器的电解槽相连 利用风能产生的电力 把水分解成氢气和氧气 氢气可被储存并随后被用于内燃 机或燃料电池中发电 就小规模的分布式风力发电的价值 而言 这个方案是可行的 例如 来自东欧的项目开发商 42 风能 Wind Energy 图1 利用风力发电并存储的住宅能源系统

44 Classroom 课堂 需要支付一定的费用 但在某些情况下 项目可以向政府 可以通过出售风电机组多余的电量到当地电网来找到新的 或私人业主寻求帮助 注 几乎每一个国家都在奖励可用 利润来源 的方案 详细参照 就中国国内而言 国家大力推动可再生能源分布式应用的政策紧锣密鼓的出 台 2012 年 8 月 6 日 国家能源局正式发布其组织制定的 农村社区 可再生能源发展 十二五 规划 2012 年 10 月 24 日 农村 尤其是偏远的社区和企业 可以建立并且共享社 国务院新闻办公室发表 中国的能源政策 (2012) 白皮书 区风电项目 从而节省电力传输的基础设施建设 一般意义 2013 年 1 月 1 日国务院印发 能源发展 十二五 规划 上来说 小型社区能够通过共同决策的方法来投资和建立这 足见国家对于新能源分布式发展的鼓励 个系统 在此 混合动力系统可以作出重大的贡献 特别是 在能量存储方面 例如 如果装备了适合的氢气发生器和储 利用风能工作 罐 存储系统可以进一步实现稳定的能源供给 居民们可以 悠闲的享受乡村生活而不必担心能源成本和功率损耗 分布式社区风能项目通常建于相邻的一个或几个社区 以便于直接为最终用户提供所需能量 社区的能源需求决定 城市社区 了建设的电力规模 但这通常是非常小的 一般来说 这些 项目是由几个单一的小型风电机组组成 一般配备 50kW 以 针对基础设施发达的城区 风电机组似乎只是提供一 下的高效 低维护的中小风电机组即可 该系统适用于居民 个辅助作用 然而 在不久的将来 用氢驱动的公共交通 区 主要面向社区 小型农庄及现代农业 同时 对于稍大 系统即将建立 加氢站的建设将成为必要项目并且广受欢 型分布式风电系统的需求 也可配备便于用户侧接入的末端 迎 对此 小型风电机组可以辅助电解制氢设备完成制氢 友好型 1.5MW 风电机组 主要用于解决区域风供热 主要 流程 针对的是三北地区的冬季供暖问题 到目前为止 该项目已 经在农业 商业 住宅和公共部门等领域推广应用 见图 2 农业 商业 根据商业领域能量消耗大的特点 商业区的风能项目 都应该设计和配备比普通项目要大的风电机组 目的不仅 现在的农场往往使用各种类型的拖拉机和收割机甚至 是为了产生足够的能量来满足商业需求 还可以把一些多 小飞机 这些都是能源的消费者 在农场经营方面 自持 余的能量出售给公共事业公司 虽然大型设备成本较高 风电机组作为理想的解决方案可以抵消一部分电力费用 但相对于较小的系统 大型设备每千瓦时的成本也有相应 此外 美国农业部还提供了各种资助和通过美国农业部乡 的降低 村能源补贴计划获取其他资金的机会 除了农业 农民还 除此之外 在建设环保工程 开发低成本能源 保障 能源安全和促进经济增长方面 分布式社区风能项目也都 有着发挥重大贡献的潜力 对于一个特定的地点或社区来 说 小型风电项目具有构建灵活以及结合混合动力系统运 行的特点 在理想的情况下 针对间歇性风能的利用还应 加强小型风电机组的开发 应进一步简化和集成这些涡轮 机的安装 维修和操作服务 保障在任何风力情况下存储 系统的正常稳定的运作 h-prize 的目的是为了通过提供奖励 进一步加快研发 以及建设氢能和燃料电池技术的示范项目 并且推进其商 业应用程序 目前 h-prize 由氢教育基金会 HEF 为美 图2 国外建成分布式社区风能项目 国能源部进行管理 作者单位 安思卓 南京 新能源有限公司 2015年第03期 43

45 产业 Industry 基于上网电价下调预期的风电投资决 策研究 文 何春 徐继尧 陈国伟 摄影 邹大勇 在 2014 年 3 月召开的全国两会上 国家发改委工作 风电电价调整原因 报告提出 今年要继续进行资源性产品等价格改革 其中 就将 适时调整风电上网价格 放在首位 同年 9 月 国 一 风电项目建设成本下降 家发改委价格司下发了调整风电上网电价的征求意见稿 近年来 随着风电行业技术的不断进步 风电机组设 并开会征求各方意见 征求意见稿拟将风电四类资源区标 备价格已经明显下降 风电项目建设成本亦随之降低 在 杆电价以 2015 年 6 月 30 日为界 从之前的 0.51 元 /kwh 2009 年 关于完善风力发电上网电价政策的通知 发布之时 0.54 元 /kwh 0.58 元 /kwh 0.61 元 /kwh 调整为 0.47 风电项目的造价约为 9500 元 /kwh 而目前风电项目建设 元 /kwh 0.5 元 /kwh 0.54 元 /kwh 0.59 元 /kwh 成本仅需 7500/kWh 8000 元 /kwh 风电项目建设成本 并在此调整基础上区别对待 将福建 云南 山西三省电 的下降为风电标杆电价下调打开了空间 价由 0.59 元 /kwh 调整为 0.54 元 /kwh 将吉林 黑龙江 二 国家财政补贴压力增大 省电价统一调整为 0.54 元 /kwh 在此背景下 众多开发 对于风电上网电价下调的另一个影响因素就是脱硫 商加大风电项目的开发力度 争着要赶在 6.30 期限之 煤标杆电价的下调 由于脱硫煤电价下调约一分钱 意味 前抢上项目 风电市场现 抢装 现象 导致整个风电项 着 2014 年 9 月 1 日之后风电每多发一度电 财政部就要 目基建产业链价格出现异动 比以前多补一分钱 2013 年我国风电发电量超过了 风能 Wind Energy

46 Industry 产业 亿 kwh 如果每度电多补一分钱 这就意味着财政部要多 表 1 项目投资构成情况表 补 14 亿元 而在光伏和风电装机规模逐渐扩大 可再生能 序号 项目 源基金盘子短时间内既定的情况下 补贴所面临的压力也 1 辅助工程费 % 随之逐渐增大 因此风电电价下调也是大势所趋 2 风电机组机组费 % 3 其他设备费 % 4 安装工程费 % 5 土建工程费 % 6 其他费用 % 合计 % 抢装 的原因及影响 此次电价调整设想方案拟适用于 2015 年 6 月 30 日之 后投产的风电项目 而在此之前核准 并网项目标杆电价 投资 万元 各部分构成比例 不变 因此 运营商在这段期间内积极 跑马圈风 并加 快已审批项目的建设并网速度 目前已经出现风电机组抢 装潮 据 中国产经新闻报 的报道 由于短期内的市场 表 2 建设投资 万元 电价 0.61 元 /kwh 时的项目投 资收益情况 需求剧增 风电产业链相关产品价格快速上扬 原材料价 格平均上涨幅度已达到 15% 叶片供应商要求 2015 年价 格将再上涨 10% 15% 风电机组塔筒也从 2014 年 9 月 中旬开始出现价格上扬 塔筒价格已接近 9800 元 / 吨 而 根据北极星风力发电网的统计数据 风电机组的平均价格 已 经 从 2013 年 的 4000 元 /kwh 一 下 飙 升 至 约 4300 元 /kwh 除此之外 由于市场上风电机组安装用的塔吊数量 序号 1 项目名称 单位 收益情况 年均销售收入总额 不含增值税 万元 年均总成本费用 万元 3 年均销售税金附加总额 万元 年均发电利润 万元 自有资金内部收益率 % 项目资本金净利润率 ROE % 有限 施工单位亦纷纷趁机涨价 且施工工期较紧张 从 而导致建安费也出现了一定程度的增长 元 现行电价 0.61 元 /kwh 的条件下 项目的年平均利润 抢装 的合理性分析 为 万元 自有资金内部收益率约为 9.99% 具有 一定的盈利能力 本节以江苏省某风电项目为例 分析该项目目前有无 抢装 必要 项 目 基 本 情 况 风 电 场 规 模 100MW 单 机 容 量 2MW 概算投资为 万元 其中风电机组设备价格 二 电价下降后项目收益分析 在总投资不变的情况下 当电价由现行的 0.61 元 /kwh 下降 2 分钱后 重新计算项目的收益情况 具体收益情况 见表 3 按 4000 元 /kwh 投资分为风电机组机组费 其他设备费 从计算结果可以看出 在建设投资 万元 电价 安装工程费 土建工程费 辅助工程费 其他费用等几部分 下调至 0.59 元 /kwh 的条件下 项目的自有资金内部收益 项目投资构成及比例见表 1 率将下降至 8.53% 仅略高于 8% 的基准收益率 说明电 一 现行电价下项目收益分析 价下调后项目基本处于社会的平均收益水平 同时也说明 该项目按运营期为 20 年 项目资本金比例 20% 贷 征求意见稿中将江苏地区的风电上网电价下调 2 分钱具有 款年有效利率按 6.71% 按等额还本付息方式还款 15 年 一定的合理性 维修费率按第 1 5 年 1% 第 6 10 年 1.5% 第 11 三 建设成本上升对收益的影响分析 20 年 2% 材料费按每年 25 元 /kw 其他费用按每年 60 一 抢装 导致的建设投资变化情况 元 /kw 年有效利用小时数为 1900h 在现行电价 0.61 元 /kwh 条件下计算项目的效益情况 结果见表 2 从计算的收益情况表中可以看出 在总投资 万 通过第二小节的分析可以知道 目前由于抢装潮的出 现 导致了风电投资项目建设成本的上升 2013 年风电机 组的价格约为 4000 元 /kwh 个别企业甚至还曾报出 3800 元 /kwh 的低价 然而在目前 抢装潮 的影响下 风电 2015年第03期 45

47 产业 Industry 表 3 建设成本 万元 电价 0.59 元 /kwh 时的项目投 资收益情况 序号 项目名称 单位 收益情况 1 年均销售收入总额 不含增值税 万元 年均总成本费用 万元 年均销售税金附加总额 万元 年均发电利润 万元 自有资金内部收益率 % 项目资本金净利润率 ROE % 表 4 抢装 背景下建设投资变化情况 序 号 项目 正常情况下 抢装 背景 抢装 背景下 投资 万元 下投资 万元 投资变化情况 1 辅助工程费 % 2 风电机组价 格 % 3 其他设备费 % 4 安装工程费 % 5 土建工程费 % 6 其他费用 % 合计 % 机组价格已疯涨至 4300 元 /kwh 其他风电机组相关设备 元时 即使项目是盈利的 但 不抢装 比 抢装 经济 价格上涨约 3.50% 根据近期施工招标情况 安装施工费 指标更好 用上半年上涨约 5% 在目前 抢装 的背景下 该项目建 成投资大约要上涨 5.00% 即总投资约为 万元 具 体投资构成见表 4 三 抢装 投资临界点分析 分别选取建设投资为 万元和 万元的条件 计算其在电价为 0.61 元 /kwh 时的收益情况 计算结果详 见表 6 二 抢装 投资增加后的收益 在其他条件不变的情况下 由于 抢装 导致项目的建 从表 6 可以看出 在电价为 0.61 元 /kwh 的情况下 设投资由 万元增加到 万元 如能赶在 6.30 建设投资为 万元时的自有资金内部收益率为 7.74% 之前并网发电 以 0.61 元 /kwh 的上网电价运营 项目的收 已低于 8% 的基准收益率 说明若建设成本由于 抢装 继 益情况见表 5 中 投资 万元 电价 0.61 元 /kwh 时 列 续上涨超过一定比例 则该风电项目即使能以 0.61 元 /kwh 从表 5 可以看出 在电价 0.61 元 /kwh 时 即方案一 的电价上网 仍可能亏损 当建设投资为 万元时的 和方案三相比 项目年均利润少 326 万元 在投资不变 8000 自有资金内部收益率为 8.60% 收益指标略好于总投资为 万元 即方案一和方案二相比 项目年均利润少 347 万元 万元 而电价为 0.59 元 /kwh 时的收益 方案三和方案二最可能是 抢装 和 不抢装 的结果 同时 还可以计算得出 当总投资为 万元 电 这两种方案相比 抢装 比 不抢装 年均利润少 21 万元 价为 0.61 元 /kwh 时的自有资金内部收益率恰好等于基准 可以认为两种方案年均利润相当 但 抢装 投入的自有 收益率 8% 当总投资为 万元 电价为 0.61 元 /kwh 资金多 所有 抢装 自有资金内部收益率为 8.17% 低 时的收益情况与总投资为 万元 电价为 0.59 元 /kwh 于 不抢装 内部收益率 8.53% 即若投资为 万 时的自有资金内部收益率一致 表 5 现行电价下收益与电价下调及成本上涨后收益情况对比表 投资 万元 电价 0.61 投资 万元 电价 0.59 投资 万元 电价 0.61 元 /kwh 时 方案一 元 /kwh 时 方案二 元 /kwh 时 方案三 序号 项目名称 单位 1 年均销售收入总额 万元 年均总成本费用 万元 年均销售税金附加总额 万元 年均发电利润 万元 自有资金内部收益率 % 项目资本金净利润率 ROE % 风能 Wind Energy

48 Industry 产业 表 6 电价 0.61/kWh 时不同建设投资的收益情况对比表 序 号 项目名称 单位 建设投资 建设投资 建设投资 8400 万元 8500 万元 8300 万元 导致项目前期研究所依据的数据与实际情况出现偏差 从 而导致项目实际运营后可能无法带来预期的收益 二 项目施工质量隐患 1 年均销售收入总额 万元 由于目前很多风电投资企业盲目 抢装 而压缩施工 2 年均总成本费用 万元 工期 因此不可避免的会带来施工质量的隐患 而一旦出 现施工质量问题 后期的运营维护费用将大大提高 从而 3 年均销售税金附加总额 万元 年均发电利润 万元 现在各地都在大规模抢建风电项目 但配套的电网设 施却明显落后 一个风电项目一年甚至半年就能建成 但 5 自有资金内部收益率 % 6 项目资本金净利润率 ROE % 使项目收益大大缩水 三 配套送出线路制约 与之配套的电网工程往往需要较长的时间 若双方不能实 现同步投产 则风电投资企业的 抢装 行为即失去意义 凭空增加投资 四 抢装 决策的合理性分析 通过本节分析可以得出以下结论 电价下调会导致 结论 江苏省风电投资企业的收益出现一定程度的下降 如抢 在 6.30 的大限前以 0.61 元 /kwh 的价格并网发电 建 本文通过运用经济评价方法进行详细计算后认为 各 设 投 资 的 上 涨 幅 度 小 于 3.925% 83140/ 风电投资企业应冷静面对 6.30 政策 不应盲目 抢装 100% 的条件下 抢装 有利可图 如投资上涨比例 只有当 抢装 导致的建设投资上涨比例低于一定的条件 超 过 5.475% 84380/ % 则 项 目 上 如本文中所举例的项目为 3.925% 时 抢装 才能带来 马后会出现亏损 更高的收益水平 否则不如在市场平静 恢复到正常状态 时再上马项目 以下调后的电价并网发电 从目前江苏省 抢装 面临的风险分析 的情况来看 抢装 所导致的建设成本上涨程度已经超过 了临界值 盲目上马并不能获得更高收益水平 而且 若 一 项目前期研究不足 上马项目的建设成本上涨超过一定的比例 如本文中所举 风电项目在进行可行性研究之前应当首先对工程拟建 例的项目为 5.475% 项目上马后甚至会出现亏损的情况 场地进行为期一到两年的风能资源观测评估 然而在目前 风电 抢装 的背景下 有些风电项目往往在树立测风塔 半年甚至不足半年的情况下仓促上马 这样的状况很容易 在风电上网电价下调背景下的其他三类资源区的风电项目 投资决策亦可通过相同方法进行分析 作者单位 江苏省电力设计院 摄影 郭慧文 2015年第03期 47

49 产业 Industry 风电机组的高轮毂方案分析 文 胡文玉 摄影 刘宏波 正在编制中的风电 十三五 规划提出 风电有望逐 陆上风电开发局限性 步改变当前广被视作 替代能源 的地位 上升为未来扛鼎 国家能源结构调整主体的地位 根据规划思路 理论上预计 到 2020 年 国内风电累积总装机可达 300GW 到 2050 年 一 缺少前瞻性的规划 十二五 规划的风电装机量目标仍然偏保守 与社会 总装机规模将在此基础上增长 9 倍达到 3000GW 其所消 巨大的风电发展需求有一定的脱节 根据 十三五 的初 费电量将占据国内能源总消费量的 80% 成为名副其实的 步规划 风电装机规模预期到 2020 年的原有基础上进行了 主体能源 大幅度提升 另一方面 目前的风电规划注重是从风能资 十三五 期间 陆上风电仍是重头戏 海上风电定 源的角度进行分析 与电网配套的容量分析稍显不足 对 调谨慎 政策方目前拟定的 十三五 规划思路中 对于 土地的有效利用分析缺乏 尤其是风电规划后与之前的相 海上风电的开发定位是 稳妥推进 目前的方向选择主要 关规划 造成实际风电项目由于与城市建设用地争指标 以 上山下海 与之配套的是 业界也加大了研究力度 与土地规划不符 与生态规划冲突等问题 导致规划的落 如开发海上风电机组和山区低风速风电机组等 但风电开 实困难 发中仍然面临诸如征用地困难 效益指标不高等现实困难 二 土地资源的价值有待重视 其主要原因是受投资总额限制 风电机组出力不够等因素 我国建设项目用地通常采用的是征用地方式和部分采 制约 因此 寻找一个具有更高投入产出效益比的技术经 取招拍挂的方式 而风电项目通常位于偏远的地方 采用 济方案或许是解决问题的方向 由此引出高轮毂方案 征用地方式 市场对土地价值的作用有一定的局限性 笔 48 风能 Wind Energy

50 Industry 产业 者了解德国通常采用风电投资商邀土地权属人以入股的方 风速的垂直廓线 我国新修订的 建筑结构设计规范 也 式开发风电 对分布式风电开发具有较好的引导作用 也 推荐使用幂指数公式 其表达式为 充分体现了土地资源的价值 三 缺少对更高轮毂高度风能资源的观测和分析 长 期 以 来 我 国 进 行 的 风 能 资 源 观 测 评 估 通 常 以 式中 V2 为高度 Z2 处的风速 m/s V1 为高度 Z1 处 100m 为界 除了国家气象层面有一定的中尺度数值分析 的风速 m/s α 为风切变指数 其值的大小表明了风速 以外 工程界通常以 70 80m 测风为主 根据中国气象 垂直切变的强度 局 2009 年风能资源评估成果 我国风功率密度到达 400 一般来说 在没有特殊天气背景及陡峭地形的情况下 500W/m 及以上的风能资源潜在开发量为 1.22TWh 亿千 风速垂直切变受地表粗糙度影响较大 近地面测层风速由 瓦 风功率密度到达 W/m 及其以上的风能资 于受地表粗糙度影响 风切变较大 越往上 越远离地表 源潜在开发量为 2.58TWh 风功率密度达 W/m 的影响 风速越稳定 风切变逐渐变小 的风能资源潜在开发量约为 1.56TWh 而这里所指潜能仅 二 已有塔高风切变分析 是 50m 高度的风能资源分析得出的初步结论 因此 可以说 本文选取江西某风电场内一座 100m 测风塔资料进行 分析 测风塔的海拔高度较低 为 H=12m 表 1 为其实测 我国陆上风电还有巨大的开发潜力 但离地 100m 上空 尤其是广袤的华中华东华南地区 除沿海以外 到底风速如何 目前还缺少实测和分析工作 风资料 该塔 80m 与 70m 测层之间风切变为 m 与 80m 之间风切变为 m 与 90m 之间风切变为 各测层之间平均切变为 详见表 2 高轮毂高度的风能资源理论分析 三 更高轮毂处的风速预测 参考 风电场风能资源评估方法 风切变指数 α 取 一 风速垂直切变 近地层风速的垂直分布主要取决于地表粗糙度和低层 1/ 和本测风塔实测的平均风切变指数 以 100m 大气的层结状态 在中性大气层结下 对数和幂指数方程 测层实测风速为基础 可以推算当轮毂高度 H=130m 时 都可以较好地描述风速的垂直廓线 实测数据检验结果表 轮毂高度处风速 V2 的结果变化如表 3 所示 明 在多数地区幂指数公式比对数公式可以更精确地拟合 表 1 风电场 1503# 测风塔年平均风速及风功率统计 测风塔编号 1503# 高度 m 风速 m/s 风功率密度 W/m 表 # 测风塔测风期各测层间风切变 测层 m 年第03期 49

51 产业 Industry 可以求得 风电机组在 130 米轮毂高度处的年发电量比 高轮毂方案 100m 轮毂高度处的年发量差为 240h 本文以一个 50MW 右图 1 为德国中部一台轮毂高度为 160m 高的风电机 装机规模的风电场为例 计算由于塔筒和基础费用变动引 组安装后的图片 下面分别介绍高轮毂方案带来的风速提 起的风电场投资效益对比情况 如表 5 所示 更高轮毂方 升和更加突出的经济效益 案的度电投资更少 项目的整体收益率会更高 一 平均风速与发电量关系 三 案例分析 以一台 2MW 风电机组为例 经评估的风功率曲线的 以上图 1 所示德国某台高轮毂风电机组为例 本文收 不同 年平均风速下的年满发小时数如表 4 所示 表 4 表明 集了此风电机组的设计参数如图 2 所示 风电机组型号 年平均风速越高 在同等条件下 风电机组的年满发小时 富 兰 德 FL2500 单 机 功 率 2500kW, 叶 轮 直 径 90m 数就更高 轮毂高度 160m 年发电量 GWh 二 风电场的效益对比分析 根 据 上 述 测 风 塔 资 料 查 表 3 和 表 4 按 插 补 方 式 表 3 风速随轮毂高度变化情况对比表 100m 测层风 速 m/s) 风切变指数 α 参考 风电场风能资源评估 各测层之间平均切变 方法 风速增涨率 m 轮毂处 风速 (m/s) V2= V2= 表 4 风速随轮毂高度变化情况对比表 50 折减系数 0.75 年平均风速 m/s D=115(SW56.5_V1)_ 提前变桨 年满发小时数 单位 :h 塔高 m 上网电量 MWh/yr 年满发小时 h 塔筒重量差 * 吨 / 台 塔筒投资 万元 / 台 图 1 德国某 160m 轮毂高风电机组 表 5 以 25 台 2MW 风电机组为例不同轮毂高度的 技术经济比较 基础投资 万元 / 台 吊装费用 * 万元 / 台 增加投资 万元 静态投资 万元 单位度电投资 元 / 度 结论 风能 Wind Energy 优

52 Industry 产业 经计算 此风电机组的年等效利用小时数高达 2880h 相对而言 与同功率 80m 轮毂高度风电机组高出约 40% 的电量提升 而投资则只有 20% 的提升 高轮毂方案具有 显著的投资效益 结论 本文通过对风切变实测资料分析认为 基于正常风速 随轮毂高度风速加速的程度来说 只要风电场区域形成一 定基数的正切变 更高轮毂高度的风电机组安装将具有更 高的投资效益 而有资料分析显示 当离地面一定高度 如 超过 60m 后 陡峭的山峰处会形成微 负切变 不利于 高轮毂方案 但在广袤的平原地区 风速高度加速的可能 性增大 因此 有必要进行高于 100m 轮毂高度的测风和 工程实践活动 图 2 德国某 160m 轮毂风电机组的技术参数 作者单位 中国地质大学 麦加风电涂料 专注前缘保护 海上风电首选 欧洲权威部门检验 麦加涂料耐雨蚀测试超过 9 小时 Mega Coatings Co Ltd T: F: zhanghuayong@megacoatings.com Website: 年第03期 51

53 产业 Industry 风电机组基础防腐研究 文 刘磊 摄影 尚刚 2000 年风电行业发展初始 鉴于机组相关设备工作寿 命等原因 一般情况下风电机组基础设计寿命为 20 年左右 设计级别和风电机组基础结构安全等级等要求均比较严格 对于耐久性有较高要求的风电工程一般为戈壁滩 滩 发展至 2010 年后 考虑到整个风电场的经济效益 同时机 涂 盐池 特殊水体 垃圾回填等区域的陆上风电场以及 组设备工作性能也有较大提升 故风电机组基础设计寿命 海上风电场 以上工程区域的水 土均对承台混凝土或混 统一延长至 25 年左右 由此可知 在整个设计周期内 保 凝土结构中的钢筋或钢结构有一定的腐蚀性 故要加以处 证风电机组的耐久性至关重要 耐久性是决定基础安全的 理以提高风电机组基础的耐久性 抗渗性 抗冻性 抗腐 重要因素之一 蚀性统称为混凝土 钢筋 耐久性 本文重点介绍提高 陆 上 风电钢混基础抗腐蚀的各种措施 风电工程耐久性概况 相关规范对于腐蚀性的规定 风电机组因所受极限风荷载较大 风荷载作用方向变 化不定 风电机组为独立基础 筏板基础 低桩 高桩承 参照岩土工程勘察规范 GB 年 台基础 独立基础破坏后很难修复 根据 风电机组地基 版 按环境类型 水和土对混凝土结构的腐蚀性评价详见 基础设计规定 试行 可知 风电机组设计时 地基基础 表 1 腐蚀介质含量越大 腐蚀等级越强 按地层渗透性 52 风能 Wind Energy

54 Industry 产业 水和土对混凝土结构的腐蚀性评价详见表 2 地层透水性越 侧面 桩基混凝土净保护层厚度可为 100mm 80mm 和 强 PH 值越低 侵蚀性 C02 含量越大 HCO3 含量越小 80mm 但加大净保护层厚度的同时 需进行混凝土表面的 腐蚀等级越强 对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价详 抗裂验算 必要时可采取措施加强混凝土表面的抗裂性能 见表 3 Cl 含量越大 地处干湿交替环境 土为 B 类土 二 钢混基础底部设置防腐毯 侧面及顶部设置硅烷 浸渍防腐涂层 腐蚀等级越强 对于风电工程 特别是陆上风电 针对钢混基础 腐 蚀性介质主要是水 土中的各种腐蚀性盐 主要是 SO4 2 防腐毯在后期使用时 具有优良的化学稳定性 热 稳 定 性 抗 拉 强 度 耐 老 化 寿 命 长 等 优 势 可 有 效 阻 和 Cl PH 值等 止腐蚀性介质从基础底部渗入钢混基础 用硅烷浸渍防腐 风电钢混基础防腐 物理方法 研究 涂层对承台混凝土进行防水防腐处理 其渗透深度可大于 3mm 防水防腐年限长 实际工程案例约为 20 年 优越 一 适当加大风电基础承台底面 侧面的混凝土净保 的抗氧化 抗老化 抗风化 抗紫外性能 施工比较简单 只 需简单基面清理并保持干燥 一次喷涂或滚涂即可完成 护层厚度 如为低桩 灌注桩 承台基础 也需适当加大桩基混 总费用低 施工费用也较低 同时必须注意 施工时必须 凝土净保护层厚度 通过此法 可预留表层混凝土腐蚀厚 保持整个施工环境的干燥性 雨天无遮挡施工 会对整个 度 按照相关工程经验 在中等腐蚀以上环境中 承台底面 施工质量造成显著不利影响 三 添加各类 纤维类 外加剂 纤维类 外加剂均匀地和混凝土进行拌合 施工完成 表 1 按环境类型 水和土对混凝土结构的腐蚀性评价 腐蚀等级 微 弱 中 强 环境类型 腐蚀介质 腐蚀性介质 量度 硫酸盐 SO42- 镁盐 Mg2+ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 胺盐 NH4+ 苛性碱 OH- 总矿化度 后 可有效提高承台混凝土的抗拉 抗裂性能 增加混凝 土的致密性 减少外部腐蚀介质进入承台内部的通道 从 而改善整个钢混基础的防腐性能 按照相关工程经验 每 1m 3 混凝土掺入纤维类外加剂应不少于 1kg mg/l 四 钢筋表面采用环氧树脂涂层 在氯盐环境中 根据钢筋混凝土构件腐蚀相关机理 钢筋表面设置环氧树脂涂层是防止钢筋锈蚀的有效方法 采用此方法的同时 需要论述由于涂层引起钢筋与混凝土 表 2 按地层渗透性 水和土对混凝土结构的腐蚀性评价 腐蚀等级 微 弱 中 强 地层渗透性 A 直接临水或强透 水层中的地下水 B 弱透水层中的地 下水 腐蚀介质 腐蚀性介质 量度 PH 值 侵蚀性 C02 HCO3- 之间粘结性能的改变对于整个结构的影响 如按照相关工 程实际经验 涂层钢筋的搭接锚固强度比普通钢筋小 平 均降低约 13.8% 在设计时应增加涂层钢筋的搭接长度 mg/l mmol/l 风电钢混基础防腐 化学方法 研究 一 在混凝土 包括承台混凝土和灌注桩混凝土 中 添加 抗硫酸盐类侵蚀防腐剂 表 3 对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价 腐蚀等级 水土环境 土类型 参照工业建筑防腐蚀设计规范 GB 腐蚀性介 腐蚀介质 质量度 A 地下水位以上的 碎石土 砂土 稍湿 长期浸 的粉土 坚硬 硬塑 水中的 Cl微 弱 水 干湿 的粘性土 中 强 B 湿 很湿的粉土 土中的 Cl 交替 可塑 软塑 流塑的 粘性土 和 混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂 JC/T 标 准相关规定 SO42 含量 2500mg/L 时 须采用高抗硫 酸盐水泥或在普通硅酸盐水泥基础上加入相应的 抗硫酸 mg/l mg/kg 盐类侵蚀防腐剂 实践表明 在硅酸盐类水泥混凝土中掺 加一定量的 抗硫酸盐类侵蚀防腐剂 能抵抗环境中一定 浓度的 SO42 Cl HCO3 C02 NH4+ Mg2+ 以及其 2015年第03期 53