風力發(fā)電技術及應用課件：世界風能發(fā)展概況 -

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風力發(fā)電技術及應用

2世界風能發(fā)展概況3【本章教學要點】知識要點掌握程度相關知識世界新能源和可再生能源時代發(fā)展背景了解新能源與可再生能源的發(fā)展背景新能源與可再能源應用背景世界風能資源分布了解世界風資源分布狀況世界風能資源的分布狀況世界風電裝機容量分析了解世界風電裝機狀況世界風能資源的裝機狀況分析世界風力發(fā)電政策環(huán)境熟悉世界風力發(fā)電的政策環(huán)境世界風力發(fā)電的直接政策與間接政策世界風電發(fā)展狀況了解世界風電發(fā)展狀況世界風力發(fā)電的基本產業(yè)狀況4【導入案例】“十二五”期間中國將加快風電等可再生能源發(fā)展中國國家電力監(jiān)管委員會2日發(fā)布的一份報告顯示，“十二五”期間，中國將進一步加快風電等可再生能源發(fā)展。據中新社消息，預計到2015年，中國風電裝機將達到一億千瓦，風力發(fā)電量在全國發(fā)電量的比重將超過3％。據國家電監(jiān)會介紹，“十一五”期間，中國風電裝機容量連續(xù)五年翻番，成為全球風電裝機規(guī)模第一大國。截至今年8月底，中國并網運行的風電場有486個，裝機容量達到3924萬千瓦。中國風電的快速發(fā)展對增加中國能源供應、調整能源結構和保護生態(tài)環(huán)境將發(fā)揮越來越重要的作用。國家電監(jiān)會表示，為保障中國風電產業(yè)的健康快速發(fā)展，該部門已開展了一系列確保風電安全穩(wěn)定的監(jiān)管措施，嚴肅事故調查處理，并建議進一步加強風電并網運行安全監(jiān)管，完善管理制度和技術規(guī)范等。時=資料來源：國際在線，孫亞萍，2011【9.1世界新能源和可再生能源時代發(fā)展背景】

在國際上，目前新能源和可再生能源已被看做一種替代能源，可以替代用化石燃料資源生產的常規(guī)能源。從目前世界各國既定的發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃目標來看，大規(guī)模開發(fā)利用新能源和可再生能源已經成為未來世界各國能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。世界新能源和可再生能源消費利用總量將會顯著增加，新能源和可再生能源在世界能源供應中也將占有越來越重要的地位。20世紀90年代以來新能源和可再生能源發(fā)展很快，世界上許多國家都把新能源和可再生能源作為能源政策的基礎。從世界各國新能源和可再生能源的利用與發(fā)展趨勢來看，風能、太陽能和生物質能發(fā)展速度最快，產業(yè)前景也最好。風力發(fā)電在可再量能源發(fā)電技術中成本最接近于常規(guī)能源，因此也成為產業(yè)化發(fā)展最快的清潔能源技術，年增長率達到27％。測算表明，到2015年新能源和可再生能源的利用將減少3000多萬噸二氧化碳的溫室氣體以及200多萬噸二氧化硫等污染物的排放。地球上的風能資源是地球水能資源的10倍，高達每年53萬億千瓦時。截止2008年末，全球累計裝機容量達到120.8GW，增長幅度為28.8%，高于近十年的年均復合增長率平均值?！?.2世界風能資源分布】地球上的風能資源是地球水能資源的10倍，高達每年53萬億千瓦時。從分布來看，主要分布在北美洲、亞洲、拉丁美洲等地方（如圖9-1）。圖9-1世界風能資源情況（單位：TWH/A）【9.3世界風電裝機容量分析】風電行業(yè)的真正發(fā)展始于1973年石油危機，美國、西歐等發(fā)達國家為尋求替代化石燃料的能源，投入大量經費，用新技術研制現代風力發(fā)電機組，80年代開始建立示范風電場，成為電網新電源。在過去的20年里，風電發(fā)展不斷超越其預期的發(fā)展速度，一直保持著世界增長最快的能源地位。據全球風能理事會（GWEC）于2010年1月4日發(fā)布的統(tǒng)計報告，2009年全球風力發(fā)電能力增長31%，風力發(fā)電新增設置能力37.5GW，從而使總的累計能力達到157.9GW。盡管面臨全球經濟衰退，2009年全球風力發(fā)電能力增長的1/3仍來自中國，2009年中國風力發(fā)電設置能力翻了一番，為第5個增長之年，超過了西班牙，成為第三大風能市場?！?.3世界風電裝機容量分析】近年來，風電發(fā)展不斷超越其預期的發(fā)展速度，而且一直保持著世界增長最快的能源的地位。截止2008年末，全球累計裝機容量達到120.8GW，增長幅度為28.8%，高于近十年的年均復合增長率平均值。圖9-21998年-2008年全球累計裝機容量變化情況（單位：兆瓦）【9.3世界風電裝機容量分析】就新增裝機容量而言，從2001年開始，每年新增裝機容量開始大幅增加，2001年新增裝機容量達到了6500兆瓦，比2000年增加了2740兆瓦，增加幅度達到72.87%。而2007年和2008年新增裝機容量分別達到了20073兆瓦和26678兆瓦，新增裝機容量增速分別達到了34.2%、32.9%。圖9-31998年-2008年全球風電新增裝機容量變化情況（單位：兆瓦）【9.3世界風電裝機容量分析】國家累計風能發(fā)電能力/MW占世界風力發(fā)電設置總能力的百分比/%美國3515922.3德國2577716.3中國2510415.9西班牙1914912.1印度109266.9意大利48503.1法國44922.8英國40512.6葡萄牙35352.2丹麥34652.2前10位合計13650886.5其他國家和地區(qū)2139113.5世界總計157899100.0表9-12009年全球前10位國家累計風能發(fā)電能力【9.3世界風電裝機容量分析】從以上數據可以看出世界風能在近幾年得到了飛速發(fā)展，已成為繼火電、水電和核電之后的第四大主要發(fā)電能源。其發(fā)展特點如下：（1）應用規(guī)模繼續(xù)擴大，成本不斷下降（2）風能發(fā)展得到各國政府的重視，政策支持保證推進力度（3）風能已經成為能源領域的投資熱點12【9.4世界風力發(fā)電的政策環(huán)境】縱觀國際上支持風電發(fā)展的政策機制有三種：一是采取固定收購價格機制，對風電發(fā)展的數量沒有限制；二是采取招標機制，政府規(guī)定風電發(fā)展的裝機容量，通過招標競爭形式確定開發(fā)商；三是配額制，即政府規(guī)定可再生能源電力在電力消費總量中的配額比例，供電公司完成配額。支持風電產業(yè)發(fā)展的政策措施可以分為兩類：直接政策措施和間接政策措施。直接政策措施指那些有直接影響當地的風電產業(yè)發(fā)展目標的政策；間接政策措施相對比較宏觀一些，主要目的在于為當地的風電制造產業(yè)提供良好的發(fā)展空間和大環(huán)境。間接政策的制定和實施能營造一定規(guī)模的風電市場，從而培養(yǎng)出一流的設備制造商，同時能為風電場的投資者和風電技術的研究和開發(fā)提供了穩(wěn)定的政策環(huán)境?！?.4.1．支持風電產業(yè)發(fā)展的直接政策】1.要求一定的國產化率要求風電場使用國產風機是促進風機本地化的一條直接途徑。政策一般規(guī)定，在安裝的風機設備中國產化率必須占到一定比例。這樣的政策要求要進入當地市場的風機制造商要么將其生產基地向當地轉移，或向當地企業(yè)采購風機所需的零部件。2.鼓勵使用當地產品的優(yōu)惠或激勵政策采用優(yōu)惠政策鼓勵使用一定比例的當地產品和風機設備的本地化生產，但不是強制性地要求這樣的行為。這些激勵政策包括：如果在工程中選擇當地風機產品，則政府將向開發(fā)商提供低息貸款；向那些將產品制造基地遷入當地的企業(yè)提供優(yōu)惠的稅收激勵政策；或向采用本地風力發(fā)電設備的風電場電力提供補貼。3.關稅激勵政策通過控制關稅來鼓勵進口風機設備的零部件而不是整機系統(tǒng)是另外一種直接激勵政策。同進口國外制造的風機整機系統(tǒng)相比，這個激勵政策可以使他們支付較低的關稅進口零配件，從而為那些打算在當地制造或組裝風機系統(tǒng)的企業(yè)創(chuàng)造了一個良好的環(huán)境。但是，這種政策在未來可能會受到挑戰(zhàn)，因為這種政策會被視為在技術貿易上制造了壁壘，違反了世界貿易組織（WTO）的規(guī)定——成員國之間不能設置貿易壁壘。【9.4.1．支持風電產業(yè)發(fā)展的直接政策】4.稅收激勵政策

政府可以通過各類稅收激勵政策來支持風機產業(yè)本地化。首先，可以使用稅收激勵政策鼓勵當地公司涉足風電行業(yè)，例如采用風機制造或研發(fā)稅收激勵措施?；蛘?，降低風機技術的采購者或銷售者的銷售稅或收入稅，以此來加強國際競爭。稅收優(yōu)惠政策還可以適用于國內外合資公司，以促進在風電領域的國際合作和技術轉讓。此外，稅收減扣措施也適用于風電產業(yè)的勞動力成本之中。5.出口援助項目政府可以通過出口信用援助的方式幫助本國企業(yè)生產的風機產品擴大國際市場。這樣的援助可以是低息貸款方式，也可以是風機制造商所在的國家向其他購買技術的國家提供的“附帶條件的援助”方式。【9.4.1．支持風電產業(yè)發(fā)展的直接政策】6.認證和檢測提高新的風電公司的風機質量和信用等級的最根本途徑是使他們加入到達到國際標準的認證和檢測制度中。目前正在使用的風機國際標準有很多種，最為普遍采用的是丹麥的認證體系和ISO9000認證體系。標準能幫助增強用戶對不熟悉的產品的信心，也能幫助用戶分辨產品的優(yōu)劣。順利通過這些國際通行的認證，對產品進入國際市場是至關重要的。7.研究、開發(fā)和示范項目研究表明風機研發(fā)上的可持續(xù)投入對當地風電產業(yè)的成功發(fā)展至關重要。私營風電企業(yè)和國立科研院所（像國家實驗室和大學）結合共同研發(fā)是一條非常有效的途徑。新開發(fā)的國產風機機組，在正式大規(guī)模投入商業(yè)化運作之前，可以通過一些示范工程和商業(yè)化試點項目來檢測風機實際運轉情況和可靠性?！?.4.1．支持風電產業(yè)發(fā)展的直接政策】直接政策主要實施國本地化要求西班牙、加拿大、中國、巴西為本地化的優(yōu)惠政策和激勵機制西班牙、澳大利亞、印度、中國、美國關稅支持丹麥、德國、澳大利亞、印度、中國稅收激勵政策加拿大、西班牙、中國出口信貸補貼丹麥、德國、中國認證和測試規(guī)范丹麥、德國、美國、印度、中國研發(fā)、示范規(guī)范丹麥、德國、荷蘭、美國、英國、加拿大、西班牙、日本、印度、中國、澳大利亞、巴西表9-2支持風電設備國產化的直接政策機制【9.4.2．促進風電產業(yè)發(fā)展的間接政策】1.國內風電市場的政策在國內市場取得成功是國產風機順利進入國際市場的先決條件，并且政府也可通過本地風電產業(yè)的發(fā)展有效地的促進當地經濟發(fā)展。穩(wěn)定并具有一定規(guī)模的國內風電市場是本國風電行業(yè)不斷發(fā)展的根本條件。下面討論的一系列政策旨在擴大國內風電市場。（1）購電法根據已有的經驗，購電法，或為鼓勵風電發(fā)展而設定的固定電價，為國內風電制造行業(yè)成功的發(fā)展提供了最根本的條件，因為購電法為風電項目的開發(fā)提供了最直接穩(wěn)定的和具有效益的市場。購電法的風電價格水平和風電價格構成特點是隨著國家的不同而不同的。只要充分考慮了長期收益和一定的邊際效益、設計得當，購電法是非常具有其價值意義的，因為購電法為風電場投資商營造了一個長期穩(wěn)定的市場環(huán)境，同時鼓勵風電公司對風電技術研發(fā)進行長期的投資?！?.4.2．促進風電產業(yè)發(fā)展的間接政策】（2）可再生能源強制性目標可再生能源強制性目標，也稱可再生能源配額制、可再生能源強制市場份額、或購買義務，是在一些國家實施的、相對較新的政策機制。該政策要求由可再生能源產出的電力需在整個發(fā)電量中占到一定的比例，各國需根據自身市場結構來確定本國的配額。與購電法（固定電價政策）相比，可再生能源強制目標政策的實施經驗還比較少，因此目前無法將其與固定電價政策的效果相比較去評價這種政策是否能促進當地風電的發(fā)展。（3）政府拍賣或特許權政策政府直接與風電開發(fā)商簽訂長期購買風電合同是為風電發(fā)展創(chuàng)造良好市場環(huán)境的方式之一。因為政府支持風電項目的開發(fā)，從而消除了在開發(fā)過程中的許多不確定的因素，這樣就降低了風電開發(fā)商的投資風險。但是，這種方式需要使用政府招標制度，從歷史上看，這樣的招標制度不會給風電市場帶來長期的穩(wěn)定性和獲利性，這部分由于招標者之間長時間競標和項目開發(fā)商之間激烈的競爭。【9.4.2．促進風電產業(yè)發(fā)展的間接政策】（4）財政激勵政策通過財政手段激勵可再生能源發(fā)展的方式多種多樣，例如可從對非可再生能源發(fā)電企業(yè)的收費中拿出一部分資金，或直接從電力消費者的能源帳單收費中拿出一部分資金（經常被稱之為——系統(tǒng)效益收費）來支持可再生能源的發(fā)展。但是，如果不簽訂長期購電合同，在鼓勵可再生能源市場的穩(wěn)定和規(guī)?；l(fā)展過程中，同其他優(yōu)惠政策相比，這種財政激勵政策也就只能扮演補充的角色。（5）稅收激勵政策一些國家政府通過稅收激勵政策促進對可再生能源發(fā)電的投資，包括減免投資于風電技術開發(fā)的企業(yè)的所得稅，減免風機所在地的土地擁有者的財產稅。同時，稅收激勵政策也適用于風力發(fā)電公司，可以減免其所得稅或增值稅。但稅收激勵機制是不能替代固定電價政策和可再生能源強制目標政策。（6）綠色電力市場一些國家的政府允許用戶支付比普通電價高一些的費用購買可再生能源電力。盡管通過這樣的機制而獲得的投資是十分有限的，但這些資金仍可支持較高成本的可再生能源發(fā)電和鼓勵對新的可再生能源發(fā)電項目進行投資?！?.4.2．促進風電產業(yè)發(fā)展的間接政策】固定電價主要實施國固定電價丹麥、德國、西班牙、美國、荷蘭、日本、中國一些省份強制可再生能源目標（配額制）美國、英國、澳大利亞、日本特許權制度英國、印度、中國、巴西金融激勵丹麥、德國、澳大利亞、印度、中國、巴西給予開發(fā)商稅收激勵政策丹麥、德國、澳大利亞、印度、中國、日本、印度、澳大利亞綠色電力市場美國、中國一些省份表9-3支持風電設備國產化的間接政策機制【9.4.2．促進風電產業(yè)發(fā)展的間接政策】（1）法國政府采取投資貸款、減免稅收、保證銷路、政府定價等措施扶持企業(yè)投資風電等可再生能源技術應用項目。（2）20世紀80年代，德國政府資助了一系列研究計劃；1991年，國會又通過了強制購電法，為清潔能源提供足夠的激勵機制并建立起市場，并能參與煤電和核電競爭。由于環(huán)保者的努力，政府還設定了到2025年風電至少供應25%發(fā)電量的目標。（3）丹麥風電產業(yè)自20世紀80年代起步，如今其風電機組已主導著全球的市場。每屆政府對國家能源計劃的立場都非常堅定，務求減少對進口燃料的依賴，盡量做到可持續(xù)發(fā)展。最近又提出到2030年風電將滿足約一半的電力需求。（4）日本新能源政策規(guī)定，日本的電力公司有義務擴大可再生能源的利用，一是增加設備自己發(fā)電，二是從其他電力公司購買，每年都有一定的指標。（5）印度是發(fā)展中國家的先鋒。風電最初的發(fā)展動力來自非常規(guī)能源部(MNES)鼓勵能源的多元化指導。為了找出最有利的地點，MNES在全國建立起風速測量站的網絡。為投資者提供投資成本折舊和免稅等多種經濟優(yōu)惠，在2002年推出的免稅計劃中規(guī)定，風電場前10年的收入可享受100%的免稅。此外，各省還制定自己的優(yōu)惠政策。2.主要國家采取的風電政策分析【9.5世界風電發(fā)展狀況】國家裝機容量（萬KW）占世界風電累計裝機比例（%）美國3515.922.4德國2577.716.4中國2510.415.9西班牙1914.912.2印度1092.67意大利4853.1法國449.22.9英國405.12.6葡萄牙353.52.3丹麥346.52.2其他2139.113合計15789.9100表9-42009年風電裝機容量排名前十國家【9.5世界風電發(fā)展狀況】中國：2009年，中國新增13000兆瓦裝機容量，這個驚人的增速處于世界領先位置，也是一個國家首次在一年內新增裝機容量超過10000兆瓦。中國北部的省份中，風力資源豐富的省份占了一半，從西北的新疆到東部的江蘇，這些省份將建設裝機容量為10000至37000兆瓦的七個大型風力發(fā)電場。這些“風電基地”一旦完工，就擁有近13萬兆瓦的發(fā)電能力，超過了2008年底全世界的風力發(fā)電量。美國：2009年新增10000兆瓦裝機容量，累計裝機容量達到35000兆瓦。其中，德克薩斯州在年增加量和總的裝機容量方面保持著領先地位，達到了9400兆瓦。阿華州處于第二，總的風電裝機容量為3700兆瓦，該州生產的電量中至少有17%來自風力發(fā)電。由于2009年初發(fā)生的金融危機所導致的緊縮信貸和抑制投資，美國的風電發(fā)展速度沒有超過2008年新增8400兆瓦裝機容量的記錄，但由于2009年美國經濟復蘇以及再投資法案對風電發(fā)展的支持，美國28個州有超過100個新的風力發(fā)電廠在建，這也是美國風力建設力度最大的一年。歐盟：西班牙2009年新增風力發(fā)電廠數量最多。但德國仍然以26000兆瓦的裝機容量而擁有歐洲最大的風力發(fā)電能力。意大利、法國和英國自2006年以來的風電總裝機容量至少翻了一番，在2009年都跨過了4000兆瓦裝機容量的里程碑。丹麥以用電量有1/5來自風電的先進指標領先于所有國家。【9.5世界風電發(fā)展狀況】印度：2009年的新增裝機容量為1300兆瓦，雖然增速少于2008年的30%，但是足以使其成為第五個裝機容量超過10000兆瓦的國家。在2009年底幾項政府措施的幫助下，印度風力企業(yè)希望風電能源市場在2010年開始反彈。拉丁美洲：總的風力發(fā)電量以兩倍的增速達到2009年的1200兆瓦。巴西裝機容量達到600兆瓦，并聲稱將來該國一半的地區(qū)要發(fā)展風電。墨西哥風電裝機容量增加了140%，達到了200兆瓦，同時智利的裝機容量從20兆瓦上升到170兆瓦。非洲大陸：大陸的風電裝機容量僅僅為760兆瓦，其中90%在埃及和摩洛哥。但是幾個撒哈拉以南的非洲國家的具有一定商業(yè)規(guī)模的項目正在進行中，包括埃塞俄比亞、南非和肯尼亞。位于肯尼亞圖爾卡納湖的300兆瓦的風電廠在2012年中期完工后，將是非洲最大的風力發(fā)電廠，并有