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实施风电新能源产业链 促进“双碳”目标实现

新金融观察     2022-07-20 14:23:37

作为国家鼓励发展的新能源之一,风电有着广阔的发展空间。围绕这条产业链,不少企业已用实际行动助推新能源快速发展,进而促进“双碳”目标实现。

3个海上风电场项目,规划装机容量均为100万千瓦,斥资总金额超过410亿元……

在2021年行将结束之际,总市值超过2200亿元的三峡能源意外抛出上述重磅投资计划。12月20日发布的公告显示,三峡能源本次投资建设的三峡阳江青洲五、六、七海上风电场项目位于广东省阳江市阳西县沙扒镇附海域,地理位置相毗邻。该项目计划2021年12月开展首台基础沉桩,其中青洲六项目计划2024年6月全容量并网,青洲五、七项目计划2024年12月全容量并网。

“青洲五、六、七项目是全国首批开工建设的超大规模深水海上风电价项目,加上即将建成投产发电的阳江沙扒项目200万千瓦,阳江公司海上风电装机容量共计500万千瓦,将成为全球最大的海上风电企业。”三峡能源称。据该公司透露,其全资子公司三峡珠江发电有限公司持有阳江公司100%股权。

作为A股新能源巨头,三峡能源有着显赫的股东背景,控股股东为中国长江三峡集团。6个多月前,三峡能源成功登陆A股。与同为中国长江三峡集团旗下的知名上市公司长江电力主打水电业务不同,三峡能源则将风力发电与太阳能发电作为自身主业。

对于海上风电,三峡能源较为偏爱。针对战略目标,除了“风光三峡”,三峡能源还有一个重要提法,即“海上风电引领者”。在海上风电资源储备方面,这家公司也的确是领跑者。截至今年6月末,三峡能源已投运规模149万千瓦,在建规模294万千瓦,排名行业第一,占全国全部海上风电在建规模的比例约20%。

三峡能源只是些年国内风电产业发展的一个缩影。围绕这条产业链,不少企业已用实际行动助推新能源快速发展,进而促进“双碳”目标实现。

装机容量突破3亿千瓦

作为一种可再生能源,风电有着广阔的发展空间。

国家能源局最新发布的数据显示,截至今年11月末,我国风电、太阳能发电合计装机容量约为5.9亿千瓦,其中风电装机容量已突破3亿千瓦。而按照《2030年前碳达峰行动方案》(下称《行动方案》)要求,未来要大力发展新能源。其中,风电、太阳能发电成为重中之重。比如,到2030年,我国风电、太阳能发电总装机容量要达到12亿千瓦以上。

“在资源约束和高质量发展的双重压力下,中国实现‘双碳’目标必须切中要害,施力于能源、电力领域减碳。”作为一家以风力发电为主业的上市公司,节能风电认为,风电作为可再生能源的核心主体之一,天然具备不可替代的禀赋优势和规模化优势,也在发展中逐步形成了对电力系统的支撑作用。因此,扩大以风电为代表的非化石能源的消纳比例、构建以新能源为主体的新型电力系统,是我国实现能源减碳、实现“双碳”目标的必由之路。

前述《行动方案》提出,坚持陆海并重,推动风电协调快速发展,完善海上风电产业链,鼓励建设海上风电基地。

以装机规模看,陆上风电目前明显高于海上风电。今年1至9月,全国风电新增并网装机1643万千瓦,其中陆上风电新增装机1261万千瓦、海上风电新增装机382万千瓦。在新增装机分布方面,中东部和南方地区占比约60%。截至2021年9月末,全国风电累计装机2.97亿千瓦,其中陆上风电累计装机2.84亿千瓦、海上风电累计装机1319万千瓦。

但就未来而言,全球风电场建设则呈现从陆地向海上发展的趋势。在2021年半年报中,三峡能源援引彭博新能源财经的观点称,2022年后,陆上风电建设将进入台期,大部分增长将来自海上风电项目。

同样,节能风电也认为,海上风电未来将加速发展。“从全球范围来看,海上风电技术日益成熟,过去制约其快速发展的技术壁垒高、建设难度大、维护成本高、整机防腐要求强等弊端正得到逐步改善。十年来,海上风电成本下降了29%。”节能风电称。

与陆上风电相比,海上风电的确拥有优势,比如具备风电机组发电量高、单机装机容量大、机组运行稳定以及不占用土地,适合大规模开发等优势。同时,海上风电一般靠传统电力负荷中心,便于电网消纳,免去长距离输电等问题。

风机呈现大型化趋势

伴随风电装机容量的快速攀升,市场对于上游设备的需求也得以扩张。这当中,风机就是极大受益者。新金融记者从节能风电获悉,风机设备的采购成本占风电场全部投资的比重最大,约为50%至60%。

在国内风机领域,金风科技是当之无愧的“领头羊”。去年年报显示,金风科技在国内风电市场占有率连续十年排名第一,2020年全球风电市场排名第二。

据金风科技介绍,其不仅能为客户提供高质量的风机,还开发出包括风电服务及风电场开发的整体解决方案,能满足客户在风电行业价值链多个环节的需要。

以金风科技所开发的系列化机组来看,可适用于高温、低温、高海拔、低风速、沿海等不同运行环境。今年上半年,金风科技有超过71%的收入来自于风机及零部件销售。

金风科技是三峡能源的重要供应商之一。

从金风科技那边,三峡能源采购了不少风机。据三峡能源称,风电机组装机容量与风轮直径是影响发电效率的重要因素。随着大型风电机组开发技术不断提升,我国已具备充足的1.5MW至4MW风电机组供应能力,并在适应低风速条件和恶劣环境的风电机组开发方面取得了突破进展,处于全球领先地位。作为未来风电行业的主要发展方向,海上风电机组容量大型化更为显著,目前我国的海上风电以4MW机组为主,随着大容量机组技术水的不断提高,后续海上风电将进入高速发展阶段。

值得注意的是,风机的大型化趋势也明显反映在金风科技的营收结构上。今年上半年,金风科技2S机组的营收占比已从去年上半年的59.53%降至18.24%,但3S/4S、6S/8S机组的营收占比均在大幅攀升,从不足5%提升至20%以上,其中前者已高达23.66%,后者更是提升至27.96%。

以金风科技8S机组产品GW175-8.0MW为例,其额定功率为8.0MW,叶轮直径为175m,具有高发电量、大容量、稳定可靠等特。今年3月,GW175-8.0MW机型完成并网适应测试。据金风科技称,这是国内8MW级别第一个通过该测试的机型。

塔筒厂商因势谋变

在长长的风电产业链上,除了风机,塔筒也是不容忽视的存在。

一套完整的风电设备,通常包括风电机组、风电支撑基础以及输电控制系统等三大部分。其中,风电机组包括机舱罩、齿轮箱、发电机、叶片、轴承等组件,风电支撑基础包括风电塔筒、基础环等,输电控制组件包括输电电缆、控制系统、升压站等。对于海上风电支撑基础而言,还包括桩基、导管架等零部件。

今年11月,以风电塔筒和桩基为主打产品的江苏企业海力风电登陆创业板。截至目前,这家公司总市值超过250亿元。据海力风电介绍,公司采用“以销定产”的生产模式,根据销售合同、客户提供的图纸方案及供货计划等组织生产,主要为大型风电整机厂商、风电场施工商、风电场运营商提供风电塔筒、桩基等定制化产品。

“我国风电塔筒、桩基生产企业的技术水、品牌影响力、资金实力等水不一,陆上风电市场竞争主要体现在产能布局、规模效应等方面。公司地处沿海地区,自成立起重点发展海上风电产品,主要竞争优势体现在海上风电市场,市场占有率较高,具备较高的市场地位。未来,随着海上风电的不断发展,公司将凭借技术创新、客户开拓、产能提升等方式进一步增强企业竞争力。”海力风电称。

作为风电机组和基础环(或桩基、导管架)间的连接构件,塔筒承载上部数百吨重的风电机组重量,也是实现风电机组维护、输变电等功能所需的重要构件。其内部有爬梯、电缆梯、台等内件结构,以供风电机组的运营及维护使用。

风电塔筒、桩基属于大型钢结构产品,由于是作为风力发电系统的支撑结构,因此需长期经受住沙尘暴、台风、雷电、盐雾海洋大气腐蚀等自然环境考验,日常运行环境较为恶劣。据海力风电称,行业内一般要求该等产品可靠使用寿命在20年以上。同时,该等产品关系到风电场建成后运营维护的安全、稳定、经济,引致下游客户对产品质量要求较高。

与海力风电兼顾风电塔筒和桩基不同,大金重工则更为倚重风电塔筒。今年上半年,风电塔筒带来的营业收入占大金重工营业收入的比重超过97%。

不过,大金重工并不满足于仅做风电塔筒业务。去年,这家公司就在积极寻找风电全产业链的业务拓展和延伸机会,比如拓展风场开发业务、掘金风电母港产业园项目等等。

构建消纳长效机制

风电对自然环境存在极大依赖。三峡能源曾直言,公司风电场、光伏电站实际运行的发电情况与风力和光照等自然因素直接相关,具体包括风速、风向、气温、气压、光照强度、光照时间等自然条件。若项目所在地自然条件发生不利变化,造成发电项目的风力资源、太阳能资源实际水投资决策时的预测水产生较大差距,将使得公司风电、光伏发电量有所下降,进而导致发电项目投资收益率不及预期。

由于风力大小存在间歇和波动的特点,电网需要根据包括风电在内的各类型发电机组发电量的大小和电网用电量的变化情况,相应调整各类型发电机组的发电量,进而使得电网总发电量与用电量保持衡。比如,当电网的调峰能力不足,不能完全接受风力、光伏发电向电网输送的电能时,电网会降低风力、光伏发电机组的发电能力,使得部分风力、太阳能资源无法得到利用。另外,由于部分地区消纳能力有限或送出通道受限,目前无法完全接收风力发电向电网输送的电能。这些因素可能导致产生弃风限电的现象,从而影响发电项目的发电量。

不过些年,国内弃风率降幅明显。今年3月,国家能源局相关负责人表示,前些年由于新能源的开发和电力系统的消纳能力不匹配,确实出现过弃风弃光比较突出的问题。自2018年开始,国家能源局制定了“清洁能源消纳三年行动计划”,从2018年到2020年弃风弃光逐年好转,风电光伏利用率大幅度上升。截至2020年,风电利用率已经达到97%,光伏利用率达到98%。

风电等新能源带有“靠天吃饭”的特,但用户用电又必须有可靠保障,这就需要大力提升电力系统的灵活调节能力。针对构建新能源消纳长效机制这一问题,业内人士提出可从三个方面入手:一是在电网保障消纳的基础上,通过源网荷储一体化、多能互补等途径,实现电源、电网、用户、储能各类市场主体共同承担清洁能源消纳责任的机制。二是统筹负荷侧、电源侧、电网侧的资源,完善新能源调度机制,多维度提升电力系统的调节能力,保障调节能力与新能源开发利用规模匹配。三是要科学制定新能源合理利用率目标。要形成有利于新能源发展和新型电力系统整体优化的动态调整机制,各个地方风光资源不一样、负荷情况不一样、系统电网结构不一样,要因地制宜,制定各地区的目标,充分利用系统消纳能力,积极提升新能源发展空间。

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