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3、技术发展趋势
为应对能源发展面临的挑战,我国政府已向国际社会承诺,到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%~45%,非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右;到2030年左右,CO2排放达到峰值且将努力早日达峰,非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。越来越严格、甚至苛刻的全球气候变化目标的提出,为中国进一步节能减排、努力发展新能源提出了更为紧迫的要求。在风电发展方面,我国将继续落实陆上大型基地建设、陆上分散式并网开发和海上风电基地建设3条风电规划路径;结合《中国可再生能源发展路线图2050》,2020年风电装机总量将达2亿kW。随着风电装机容量的持续增大,风电机组单机容量大型化研制技术、海上风电技术、大规模风电并网技术等将成为行业发展的主要研究方向。
3.1风电机组技术
随着我国风电市场的扩大,我国风电设备制造产业的发展速度超过了预期,在企业产能及企业数量短时期内膨胀的同时,出现严重的同质化竞争,以及重数量扩张轻产业升级的趋势。为规范风电设备产业发展,国家也密集出台了有关政策要求。对风电设备制造企业而言,必须加强从自主创新、重质量、重服务等方面着手,不断促进风电经济性的改善及产品可靠性的提升。因而在“十三五”期间,风能产业的发展从重产能、重市场扩张等创业阶段的目标,转向以产品技术的进一步升级为主要任务,强调不断自主创新、提升产品质量、加强产品可靠性、降低成本等方面。
3.1.1单机容量
风电机组的成本约占风电开发总成本的70%,风能的大规模开发将有效降低风电成本,这种大规模开发要求风电机组的大型化。目前,风电机组尺寸的进一步大型化已成为风电技术的重要发展方向,并随着海上风电开发得以加强,相关技术发展将成为未来风电技术的重要趋势。
2015年,我国新增装机的风电机组平均功率达到1837kW,与2014年的1768kW相比,增长3.9%;累计装机的风电机组平均功率为1563kW,同比增长4%。
2015年,我国新增风电装机中,2MW风电机组装机市场份额首次超过1.5MW机组,占全国新增装机容量的50%。与2014年相比,1.5MW机组市场份额下降了12%,而2MW机组所占市场份额上升了9%;2.1~2.5MW机组市场份额达到12%,其中主要以2.5MW为主;2.6~3MW机组市场份额达到2%。
2015年,我国累计风电装机中,1.5MW的风电机组仍占主导地位,占总装机容量的56%,同比下降约5%;2MW风电机组市场份额上升至28%,同比上升约6%。图4为1991~2015年我国新增和累计装机的风电机组平均功率变化情况;图5为2004~2015年1.5MW和2MW机组新增装机容量的数据;表2显示了风电机组容量发展历程及趋势。
目前,我国风电进入规模化发展阶段,陆地风电开发稳步发展,海上风电逐步加速,风电机组的整体趋势是单机容量的大型化。顺应这一趋势,加强基础研究,逐步掌握大型风电机组的设计理念和科学的研究方法,开发适应我国特点的大型先进风电机组。从不同功率风电机组的研发方面考虑,开发应用3MW以下风电机组轻量化和环境适应性技术,优化3~5MW风电机组设计,开展5~10MW海上风电机组设计和关键技术研究;2020年前,实现5MW风电机组的商业化运行,完成5~10MW海上风电机组样机验证,并对10MW以上特大型海上风电机组完成概念设计和关键技术研究;2020~2030年,实现5~10MW海上风电机组的商业化应用,完成特大型海上风电机组(10MW以上)的样机技术验证。
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