全文 | IRENA：《风电的未来——开发、投资、技术、并网以及社会经济效益》-北极星风力发电网

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近日，国际可再生能源署(IRENA) 发布了《风电的未来——开发、投资、技术、并网以及社会经济效益》(Future of Wind：Deployment, investment,technology, grid integration and socio-economic aspects)报告。

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该报告分析了风电产业发展至今的一些成就。近年来，气候变化、空气污染以及能源安全等问题日益严峻, 全球各国都在加速能源结构调整，对可再生能源的利用成为焦点，风电在其中举足轻重，成为发电量仅次于水电的清洁能源。截至2018年年底，全球风电总装机容量达591GW，同比增长9%。这些成绩不是一蹴而就的，全行业为发展付出了很多努力，建立了诸多有影响力的组织，并且不断推动技术进步和成本下降。

虽然风电发展至今取得了很多令人欣喜的成绩，但2019年4月国际可再生能源署发布的《全球能源转型: 2050年的路线图》显示，至2050年, 与能源相关的二氧化碳排放量必须比目前水平减少70%，才能达到应对气候变化的目标，并提出可再生能源与深度电气化相结合可以实现75%的减排，若加上节能措施提升能源利用效率，能将减排效果提升至90%。

风能和太阳能将引领全球电力行业的转型。陆上和海上风电装机容量需超过总电力需求的35%左右，到2050年成为主要的发电来源。这意味着到2030年，全球陆上风电的累计装机容量应增加至1787GW，到2050年应增至5044GW；到2030年，全球海上风电累计装机容量应达到228GW，到2050年将大幅增长至接近1000GW。

亚洲将成为主导力量。到2050年，该区域陆上风电装机容量将占全球总装机容量的50% 以上,其次为北美(23%)和欧洲(10%)。海上风电方面，亚洲将在未来几十年内占据领先地位，到2050年，亚洲的装机容量将占60% 以上，其次是欧洲(22%) 和北美(16%)。

技术创新

机组大型化趋势早已是不争的事实。更大的容量、风轮直径以及更高的轮毂高度将带来更高的发电量。预计陆上机组的平均单机容量将从2018年的2.6MW增至2025年的4~5MW。目前最大的投运海上机组容量约为9.5MW，这一纪录将会很快被超越，预计2025年投产的项目将包括单机容量为12MW及以上的风电机组。通过研究和开发，有可能在未来10~20年内将这一指标提高到15~20MW。结合改进的风电机组技术、更高的轮毂高度和更大的扫风面积，可以提高给定风能资源的装机容量。

就陆上风电场而言，全球加权平均容量因数将从2018年的34%上升至2030年的30%~55%，以及2050 年的32%~58%。海上风电场将取得更大的进展，相较于2018年43% 的平均值，2030 年项目容量因数在36%~58%，2050 年则在43%~60%。

此外，机组基础技术的进步是加快海上风电发展的关键因素。漂浮式基础是一种有可能“改写规则”的技术，可以有效地利用深水海域中丰富的风能资源，从而为海上风电市场未来的快速发展铺平道路。业内专家估计，到2030年，全世界可安装约5~30GW的漂浮式风电机组，根据各个地区的发展速度，到2050年，漂浮式机组可占据全球海上风电装机总容量的5%~15%。

而创新的技术解决方案，如适当的系统灵活性措施和电网的扩建与加固，以及改善的市场条件和商业模式，对增加风电在电力系统中的占比至关重要。为有效管理大规模可再生能源，必须在能源系统的所有部门间灵活利用能源。在全球范围内，要在2050年之前整合60%的可再生能源发电量（其中35%来自风电），相较于2018年在电网和电池存储方面的投资（2970亿美元／年），从现在开始到2050年左右,该投资将需要增加四分之一以上，达到3740亿美元／年。

投资规模扩大

目前，虽然技术在不断进步，全球部署不断加强，但可再生能源在整个能源结构的占比仍然较低，扩大风电投资是提供支持的关键。所以，真正需要的是一系列的倡议和政策，来进行大幅的资本再分配。达成预期意味着从现在到2030年，全球陆上风电平均每年投资要增加一倍以上，即1460亿美元／年，而在2030―2050年，这一增长将达到3倍以上（2110亿美元／年）。

对于海上风电，与2018年的投资（194亿美元／年）相比，从现在到2030年，全球平均年投资将需要增加3倍（610亿美元／年），到2050年, 这一增长将达到5倍以上（1000亿美元／年）。

成本持续下降

风电的大规模发展将会提高规模经济以及供应链水平，加之技术的不断革新，风电的成本将会持续下降。

在全球范围内，陆上风电项目的总安装成本在未来30年将继续大幅下降，到2030年，平均安装成本将下降至800~1350美元／千瓦，到2050年降至650~1000美元／千瓦。海上风电项目的平均安装成本将在未来几十年内进一步下降，到2030年将介于1700~3200美元／千瓦之间，到2050年将处于1400~2800美元／千瓦。

与所有化石燃料发电电源相比，陆上风电的平准化度电成本已经较有竞争力，并且随着安装成本和性能的不断改善，将进一步下降。在全球范围内，陆上风电的平准化度电成本将下降到2030年的0.03~0.05 美元／千瓦时和2050年的0.02~0.03 美元／千瓦时。海上风电已经在某些欧洲市场具有竞争力，例如德国、荷兰和法国等，而在其他欧洲市场，例如英国则即将开始市场化竞争。到2030年，海上风电将在世界其他市场中具备竞争力，其成本将降至化石燃料的低成本范围。到2030年，海上风电的平均平准化度电成本将从2018年的0.13 美元／千瓦时降至0.05~0.09美元／千瓦时，到2050年将降至0.03~0.07美元／千瓦时。

更高的社会经济效益

预计到2030年，风电产业将提供超过374万个就业机会，2050年将超过600万个，与2018年的116万相比，分别高出近3倍和5倍。为最大限度地获益于能源转型，需要更为完善的政策框架。开发政策需要与并网和扶持政策协调一致。在扶持性政策的保护下，要特别关注工业、劳工、金融、教育和技能政策，以最大限度地实现转型获益。

行业需要为未来三十年风电市场的大规模增长做好准备，着手解决风电发展面临的主要问题，通过政策、战略、商业模式和金融工具的进一步完善，确保风电在未来三十年快速增长，才能实现向低碳可持续的能源系统转型。一是技术方面，配套基础设施亟待完善；技术有待进一步成熟，以提高发电效率和应对更为恶劣的自然条件；电网的建设需要进一步优化，以接纳更多的可再生能源电力。二是市场方面，风电初始成本过高，投资回报期长；融资渠道有限; 海上风电供应链不成熟；碳排放和空气污染等付出的代价不明确。三是政策法规方面，部分地区过于复杂或老旧的监管框架不利于可再生能源的发展；缺乏高效的财政支持；缺乏明确的标准和质量监管措施；缺乏长期稳定的政策预期。四是社会和环境方面，公众因噪音、光影、安全等误解对机组建设的反对；风电机组运行对生态的影响等。

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