【深度解读】源自“太阳能”的，风力发电“三生三世”

前言

广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。

早在光伏行业兴起之前，风电行业已经如火如荼。如同所有新兴能源行业一样，风电同样经历了大规模抢装，限电，降补贴等过程。这样的故事，也同样的发生在之后的光伏产业。

目前，风电依然是可在能能源的主力军。2016年风电上网电量为2410亿千瓦时，占总发电量的比重达4.08%，超越核电（3.56%）和光伏（1.12%）成为我国第一大新能源发电形式。兔子君这一期便为大家盘点风电行业的前世今生与未来！

什么是风力发电

把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。

风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵）

风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。

尾舵。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。

铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。

风力发电的特点

优点：

1、清洁，环境效益好;

2、可再生，永不枯竭;

3、基建周期短;

4、装机规模灵活。

缺点：

1、噪声，视觉污染;

2、占用大片土地;

3、不稳定，不可控;

4、目前成本仍然很高。

5、影响鸟类。

中国风电历史进程及现状

政策驱动下风电行业由快速发展，逐步转向稳定、市场化发展。

在2005年以前，我国的可再生能源主要是水电，其他可再生能源占比非常小，在减排和电力需求旺盛的推动下，我国开始重视风电产业发展，引进国外成熟的风电技术。为了降低风电建设成本、推动大规模风电场开发建设、实现风电设备制造国产化，我国于2003年起开始实行风电特许权招标，2005年在《可再生能源法》通过、取消特许权最低价格中标、提出2020年风电目标、国产化70%以上的等一系列政策的刺激下，风电投资热情高涨，随后几年出现井喷式增长。

由于我国风能资源禀赋和负荷中心远离的特点，风电项目所在地区电网调节能力弱，经过几年快速发展，在2010年出现弃风限电，但运营企业投资依然高涨，以至于在2011-2012年出现了大规模限电情况，主要原因有以下几方面：一由于电网规划和建设滞后于风电项目建设，在时间上出现了错配；二由于我国在风电管理上缺乏经验，规模快速增长过程中出现了多起质量和安全事故（主要是机组脱网和烧机），给电网安全带来了极大的安全隐患；三是项目审批核准未考虑接入和消纳状况。

中国新增装机占世界新增规模一半，16年增速下滑。

中国风电行业经过多年的快速发展期，目前累计装机规模占全球的33.6%，已跃居全球第一成为世界风电发展的主力军，近10年CAGR为60.9%高于世界水平22%。2016年中国风电累计装机容量达167.8GW，同比增加15.72%，新增装机22.8GW，同比下滑25.9%。装机增速下滑是由于电价下调，2015年部分抢装透支2016年装机及三北地区消纳仍未实质性改善。

通过2011-2012年整顿及送出建设，风电接入条件出现好转，同时前期累积的技术问题爆发也引起了运营商的反思，运营商在设备采购上更加注重质量，设备端竞争分化加剧。13/14/15转向南方低风速地区开发，需求恢复，新增装机增长。由于上网电价的下调，2015年出现风电抢装潮，新增装机容量达30.5GW。

风电上网电量逐渐攀升，弃风限电有望逐步缓解。

中国风电上网电量占总发电量比例逐年增加，2016年风电上网电量为2410亿千瓦时，占总发电量的比重达4.08%，超越核电（3.56%）和光伏（1.12%）成为我国第一大新能源发电形式。2015年在电价抢装潮和能源需求疲软双重压力之下再次出现严重限电，弃风率15%，2016年我国弃风电量497亿千瓦时，弃风率上升至17%，其中风电集中的三北地区全年弃风率依然严峻，但也可以发现，风电基本面略有转好迹象，16年全国风电平均利用小时数1742小时，同比增加14小时，随着国家能源局一些列消纳措施的落地，弃风率有望见顶。同时我们也要注意在电力过剩的大背景下，解决限电仍然是艰难的过程。

电价趋势

2018年上网电价下调，风电装机平稳发展。

2016年12月发改委出台了《关于调整光伏发电陆上风电标杆上网电价的通知》，下调2018年风电标杆电价，17年是否会出现抢装？我们认为：由于风电项目建设时间相对较长、短期消纳问题突出，加之风电投资商更加理性，2017年或集中在抢核准（路条），风电装机量维持相对平稳。其次，更重要的是风电标杆电价下调，将倒逼技术进步，促进风电成本下行，有望促进实现风电十三五规划的目标——在2020年实现风电与煤电价格相当。2017年2月能源局发布《关于试行可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》，建立可再生能源绿色证书自愿认购体系，自2018年适时启动可再生能源配额考核和绿色电力交易约束机制。该政策短期影响不大，长期来看有助于补贴机制市场化，解决财政补贴资金压力和开发商现金流问题，促进风电行业健康稳定发展。

从风电发展“十三五”规划

看未来发展趋势

1）规模：“十三五”规划基本持平，风电建设规模趋稳。风电发展“十三五”规划指出到2020年底，风电累计并网装机容量确保达到2.1亿千瓦以上，其中海上风电并网装机达500万千瓦以上（新增容量占全国新增57%），风电发电量占总发电量6%（2016年达4.08%）。2015-2016年风电累计并网装机容量分别为1.29亿千瓦和1.48亿千瓦，预计“十三五”期间平均每年新增并网装机容量增速至少约9%~10%。17年1月国家能源局与海洋局联合出台《海上风电开发建设管理办法》，规范海上风电开发秩序，17年海上风电开工热情提升。

2）风电装机结构调整，向中东部及南部转移。我国风电发展“十三五规划”提到，将风电装机由北部区域向中东部及南部转移，在2020年该区域风电新增并网容量达4200 万千瓦以上，占规划新增并网容量48%，累计并网装机达到7000万千瓦。2016年，全国仅22个省市下达了风电开发建设规模，而限电率较高的内蒙古、新疆、甘肃、宁夏、吉林、黑龙江等地2016年核准新增装机容量为0。风电装机向消纳较好的中东部及南部转移，将为风电持续规模化开发带来增量市场。

3）电网建设、就近消纳等多项措施协同促风电消纳。在风电总发电量增加的同时，大规模、高速度发展的风电装机与风电并网消纳的矛盾已成为制约我国风电发展的重要“瓶颈”。风电发展“十三五规划”首要任务将是解决可再生能源消纳问题，其明确提出：到2020 年，有效解决弃风问题，“三北”地区全面达到最低保障性收购利用小时数的要求。具体措施包括：加强电网建设（特高压电网建设）、提高调峰能力、优化调度运行、全额保障性收购制度等，促进消纳。其中在特高压建设方面，预计十三五期间将有包括“锡盟-山东1000kV特高压交流工程”在内的多条线路完工投运，有助于三北地区风电外送。此外，适时启动实施可再生能源发电配额考核和绿色电力证书交易制度，一方面解决补贴资金压力问题，逐步建立市场化补贴机制，另一方面促进风电技术进步和成本下降。

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