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分散式风电需从“长”计议

   日期:2019-10-15     来源:《风能》杂志    浏览:1729    评论:0    
从安装第一台商业化风电机组到现在,维斯塔斯已经走过了40 年的历史,并以1.02亿千瓦的业绩占据全球装机量的17%,可以说是风电制造领域的“巨无霸”。与中国国情不同的是,欧洲的风电自诞生之日就自带“分散式”的基因,而丹麦又是风电商业化应用的发源地和领先国家。

基于上述原由,《风能》杂志记者于近日采访了维斯塔斯中国区联合总裁兼首席财务官Thomas Keller,介绍这家在中国耕耘33 年的丹麦风电设备制造商的国际先进经验,也为中国的分散式风电问诊把脉,贡献维斯塔斯的解决方案。

《风能》:分散式风电在全球的发展状况如何?为什么能在欧洲发展得很好?

Thomas Keller :很多国家对分散式风电与集中式风电并没有严格的区分,通常是对输电网与配电网有清晰的区分。如果在世界范围内对分散式风电进行定义,广义上通常是指距离负荷中心较近、单体项目容量有限的风电项目(例如:2017 年,丹麦的分散式风电项目的平均容量为1.9 万千瓦),并且所产生的电力不接入输电网,通常的分散式风电项目会有以下几种情况。(1)自发自用;(2)除自发自用外,余电接入配电网;(3)全部电力接入配电网。第一种形式在风电行业早期采用得比较多,随着风电技术的进步、配电网的不断加强、电网的智能化提高,目前,国外分散式风电项目多采用第二种或第三种形式。

从世界范围内来看,各个国家分散式风电占风电总装机量的比例相差较大。其中,丹麦和德国的比例较高。根据Energinet2017 年的数据,丹麦超过70% 的风电装机接入配电网,超过65% 接入10kV 等级的配电网上。累积装机量位于世界第二的美国,其分散式风电装机比例较低。而中国作为世界装机量最多的国家,截至2018 年分散式风电累计装机量还不足1%。

分散式风电之所以在丹麦、德国发展迅速并且装机比例高,是因为在这些国家分散式风电具有如下优势:(1)相比于集中式风电,分散式风电更接近负荷中心,尤其是距离集中式项目较远的地区,节省了电网公司的输电成本与最终用户的用电成本;(2)这些国家通常拥有非常发达的电网系统及完善的电力交易市场。例如丹麦可灵活进口或出口占总用电量80% 的电量。在发电成本较低时(通常是风大的时候),丹麦将可再生能源出口售卖给临近的国家。在邻国的电价较便宜时,丹麦会进口挪威的水电、德国的风电与光伏、瑞典的核电等。依靠强大的能源预测发电能力和计算能力,丹麦能够提前预测出未来三天的用电需求,实现能源的预先调度。基于可再生能源发电的不同特性及发电量的分布情况,分散式风电与其他多种可再生能源形式优势互补,一起为用电方供电,应对预测及变化,大大提高了整个电网的效率与灵活性。过去,丹麦的电力供应是由大型集中式传统能源发电厂向电力用户送电的“单向供电模式”。现如今,众多的分散式清洁能源将根据市场上能源成本的变化与天气的情况,不断地在发电方与电力用户之间频繁转变角色,实现电力的“双向流动”。

《风能》:分散式风电要大规模发展,对其本身提出哪些更高要求?

Thomas Keller :分散式风电项目这些优势的实现必须依赖先进的产品与理念。从维斯塔斯的发展来看,技术方案要充分考虑分散式风电的各种要求,并且不断进行升级与创新。

首先要确保风电机组的安全性。分散式风电机组大多数距离居民区非常近,机组的设计和运行必须具有极高的安全性才能够符合分散式风电的要求。同时,数据的分析积累也为机组运行的安全性提供了保障,通过预测风电机组受力情况与使用寿命来避免安全事故的发生。

分散式风电对环保的要求也非常苛刻。以丹麦为例,丹麦的饮用水源很多是地表水,因此绝对不允许机组对当地水源产生污染,所以生产企业要严格控制风电机组原材料的使用,对所有废弃化学品进行环保回收。机组安装之前,都要进行详细的备案,对退役机组的拆除技术方案,也要向当地市政提交环评档案,召开听证会,确保得到当地居民的同意。对噪声、光影污染,以及对动物造成的伤害都要降低到很小的范围内。

此外,还要确保风电机组运行的经济性。分散式风电规模小,为降低运维成本,无人值守是最佳单体项目方式。风电机组的设计也考虑智能化,拥有可靠的电气系统与功能强大风电场控制系统,才能够精准、快速地响应各国电网的各种调度与调节要求。

《风能》:分散式风电在中国发展较为缓慢,您认为有哪些原因?具体在哪些方面和环节存在发展瓶颈?

Thomas Keller :尽管中国的国家能源局出台了多项鼓励分散式风电的政策,但分散式风电项目并没有取得大规模发展,主要是由于以下几点:

一是分散式风电项目审批手续繁琐。与开发集中式风电相比,开发分散式风电所耗费的人力、物力与时间差距不大,造成开发效率低。由于项目规模小,造成单位千瓦的投资与运维成本较高。

二是在某些经济相对发达地区,虽然有负荷需求,但地方政府没有发展分散式风电的动力。同时,分散式风电缺少相关的行业标准,如:机组高度、距离、噪音等方面对居住地民众及景观的影响,地方政府没有相关参考依据,导致在某些地区分散式风电项目无法获得核准。

三是国内负荷中心的人口密度通常较大,能够利用安装风电机组的土地有限。并且,通常分散式风电机组所接入的配电网支撑强度不高,接纳新能源的容量有限。

四是分散式风电项目的融资较难。

《风能》:结合中国分散式风电发展的痛点,其他国家有哪些经验值得借鉴?

Thomas Keller :丹麦作为分散式能源占比较高的国家,有很多经验值得中国借鉴。

丹麦建立了覆盖全国的高精度风能资源图谱,用于评估特定区域内风能资源,并与环境分析相结合,来评估能够开发的机组容量。同时,该图谱还为风电开发商提供了可靠的风速预测,以便精准评估未来的发电量。此外,该图谱也帮助电网公司掌握不同区域的风能资源情况,为电网的长期规划提供了依据。对于中国河南、江苏、山东等平原地形,分散式项目可充分借鉴此类经验。

从丹麦的国家经验来讲,发展必须有一个长远的规划,在市政规划中要明确哪些区域内可以安装风电机组,有多少装机容量。输电配电资源负荷中心的发展规划要统一协调,要求电网公司对风电规划区域内的电网进行延伸或加强。将风电开发与输电网及配电网规划相结合,目的是以最低的成本实现最高效率的电力输送。有人认为分散式能源不好预测,但是已经有技术手段来实现,中国的电网技术目前在世界范围内都很强大,需要的是转变思想观念,不仅是单向上网,还要实现高效的双向调度,效率才能大大提高。

此外,丹麦鼓励社区居民与社会资本积极参与风电建设的经验也值得借鉴。

《风能》:您认为目前中国分散式风电建设中存在哪些风险点?

Thomas Keller :首先,很多分散式项目位于低风速区域,并且没有测风数据,这就为发电量的精准评估带来很大的不确定性,进而增加了获得预期投资收益的风险。

负荷中心的人口密度通常较大,能够安装风电机组的土地有限,征地成本高,征地困难,可能会出现风电机组点位不足的情况。维斯塔斯风电机组的变压器位于机舱内,并且拥有成熟的大容量机型,此外风电机组基础占地面积小。这些都可以帮助业主节省征地成本,降低征地难度。

配电网能接纳分散式风电的容量有限,可能会出现实际能接入的容量要小于项目核准或规划的容量。如果没有进行认真的载荷校验或者是风电机组产品的质量与性能不可靠,一旦造成安全事故,不仅会给开发商造成损失,而且也会降低地方政府与民众发展分散式风电的积极性,甚至造成分散式风电在当地发展停滞不前。

《风能》:中国正在经历质量发展的转型期,维斯塔斯在不同国家也经历了产业发展的不同时段,针对中国的分散式风电市场,维斯塔斯有哪些优势技术和经验可以提供?

Thomas Keller :早在1979 年,维斯塔斯第一台商业风电机组在丹麦诞生,就携带着分散式的基因。

40 多年来,维斯塔斯的解决方案有基于全球超过1.02 亿千瓦装机经验积累,为超过8800 万千瓦的风电机组容量提供长期运维服务,每一天都会从遍布全球的风电场收集到大量真实的运行数据,大数据的智慧应用贯穿于包括设计、研发、测试、采购、生产与运维的整个价值链。

对于客户来说,高质量的产品是未来商业项目确定性的重中之重。维斯塔斯利用实时监测的真实数据不断优化风电机组的设计和验证,从中选择最好的技术、产品,形成最佳的技术解决方案。在风电机组设计完成之后,我们会利用风电场实际的监测数据来设计每一个零部件的测试项目,安排测试计划。维斯塔斯在自己的测试中心有超过70 个实验台,每天可以运行超过1500 个小时的测试实验。在安装交付风电机组之后,我们会利用在风电场得到的机组真实监测表现不断优化已经安装在现场的风电机组,达到更高的发电量以及更好的表现,为客户带来稳定的预期收益,实现商业项目的确定性。

风能资源的精准计算一直是风电场表现的重要基础之一。维斯塔斯拥有自己的猎风平台与CFD 模型,并且经过大量项目的后评估实际验证。在没有测风数据的情况下,能最大程度降低分析结果的不确定性。也可通过长期修正技术,把短期测风数据或激光雷达测风数据转化为长期数据进行评估,进一步降低分析的不确定性。这些技术可以解决中国部分区域缺少测风数据的问题。

同时,精准的可预测的运维服务,也是实现分散式项目商业确定性的重要因素。针对分散式风电项目的中小开发商人力资源有限的情况,维斯塔斯将根据业主需求提供灵活的运维服务,合同可长达20 年甚至更长的时间。

《风能》:未来,维斯塔斯在中国有哪些目标和战略布局,在参与中国市场时,有哪些战术调整?


Thomas Keller :维斯塔斯的目标是成为中国分散式风电项目的主流解决方案提供商。我们对中国分散式风电抱有很大的期望。

维斯塔斯是专业的运维服务商,拥有大量的全球运维合同,其中很多服务周期超过20 年,甚至30 年。由于服务范围广、规模大,因此具有成本优势,可以进行灵活的标准化品牌服务。

由于靠近负荷中心与人口稠密区域,分散式风电对风电机组产品的安全性、可靠性与环保的要求均高于集中式项目,并且要求能够根据电网的需求进行快速、精准的调节,而这些恰恰是维斯塔斯风电机组的强项。

同时,分散式风电大部分位于低风速区域,这就要求风电机组具有优异的低风速发电能力。近日,针对中国低风速与超低风速场址,维斯塔斯发布了4MW 平台最新机型V155-3.3MW,这款机型相较于V120-2.2MW 可提高单机年发电量超过50%。

《风能》:分散式风电受土地、规模等限制,成本较高, 未来受补贴退坡的影响,整个产业链特别是整机商,都将面临很大的压力。您怎么看待这种现象?有什么好的解决途径?

Thomas Keller :目前中国的风电行业确实面临着不小的价格压力,但这不意味着一定要用廉价的产品。产品和服务品质的下降,只会给行业带来更多的不确定性,我认为这是个很大的风险。

在市场的转型变革期,正确的解决途径是要追求更高的性价比和度电成本,减少限电。未来平价/ 竞价项目要实现盈利,要依靠提高风电机组的技术先进性、设备的性能和可靠性,运维管理的可预测性和精准性,商业模式的创新,借鉴全球成功的经验。

歌博铸造(徐州)有限公司厂区内的一台维斯塔斯风电机组, V 9 0 -2MW,2010年投产,自发自用

从行业发展经验看,这样的市场变化,会导致客户从初期的一次性投资商,转变为更长周期来拿到风电场的投资回报的运营商,需要更关注全生命周期的回报和成本支出,如此就需要一款更好的产品来保证项目长期稳定地运行,以确保可预测的投资收益。

作为风电场的投资者,我们希望风电机组能运营很多年;作为风电机组制造商,我们希望每台机组在有风的时候都在转动;而作为运维提供商,我们希望能为客户提供长期合理的服务运维解决方案。这也是我们向客户传达的长期价值——注重质量、表现及长期稳定性。未来的生存空间属于有高品质追求的企业,我对中国市场很有信心。

绿色中国是大家共同的愿望,在拜访中国不同地区的客户时,我有一个很强烈的感受,他们都对自己的家乡充满着自豪感,并抱有良好的意愿,而分散式风电小而灵活、能够就近消纳,是一个很好的选择,也是实现绿色经济发展的可靠途径和未来方向。 
 

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