中国风电产业发展研究报告DOC.docx
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中国风电产业发展研究报告DOC
中国风电产业发展研究报告
作者：
佚名|来源：
转摘|时间：
2010-01-08
中国风电产业发展研究报告
正文目录
第一章 风力发电概念及基本特征6
一、风力发电概念.6
二、风力发电系统结构6
（一）风力发电机.6
（二）风电机组.7
（三）风电厂系统..10
三、风力发电产业发展因素.10
（一）风电发展不存在资源瓶颈..10
（二）环境问题日益严重推动各国政府扶持清洁新能源的发展..11
（三）高油价迫使各国寻求可再生的替代能源..11
（四）风力发电技术日益成熟..11
第二章 风电产业发展现状分析.12
一、世界风电产业发展现状分析12
（一）世界风能资源分布..12
（二）世界风电装机容量分析..12
（三）世界风力发电的政策环境..13
二、我国风电产业发展现状分析18
（一）我国风能资源储量及其分布..18
（二）我国风电装机容量分析..20
（三）我国风力发电量分析..22
（四）我国风电场建设分布分析..22
第三章 风电设备制造业发展现状分析23
一、世界风电设备制造业发展现状.23
（一）主要风电设备生产国分析..23
（二）主要风电设备生产企业分析..23
（三）主要风电设备产品类型分析..24
二、我国风电设备制造业发展现状分析25
（一）我国风电设备行业五力分析..25
（二）我国风电设备市场供需分析..27
（三）中国风电设备市场竞争格局分析..27
第三章 风电设备制造业发展现状分析29
一、我国风电产业政策分析.29
（一）我国风力发电政策综述..29
（二）《可再生能源中长期发展规划》..31
（三）《中华人民共和国可再生能源法》..32
（四）《可再生能源十一五规划》..33
（五）《风力发电设备产业化专项资金管理暂行办法》..36
二、我国风电产业运营模式分析37
（一）风电特许经营权产生的背景..37
（二）风电特许经营权的运行机制..39
（三）风电特许经营权的影响..40
三、《京都议定书》及对我国风电产业发展影响.41
（一）《京都议定书》概述..41
（二）清洁发展机制及对我国风电产业影响..42
第四章 我国风电电价构成及变动分析44
一、概念界定.44
（一）目标电价..44
（二）基准电价..44
二、风电电价的构成和影响因素45
（一）风电电价的构成..45
（二）风电电价的影响因素..45
三、我国风电电价分析..46
（一）风电电价的一般计算过程..46
（二）各种因素对风电电价的影响分析..46
（三）风电电价差异及变动趋势..49
第五章 我国风电产业存在的问题.51
一、电网建设滞后51
二、设备技术落后51
三、政策体系不完善.51
四、资金短缺、融资能力薄弱..52
五、成本不断上涨52
第六章 河北省风电项目投资情况分析53
一、近期河北省风电项目投资情况一览53
二、河北省近期风电项目投资分析.54
（一）投资区域选择分析..54
（二）单位造价成本分析..55
图表目录
表1：
风力发电机构成图7
图表2：
世界风能资源情况（单位：
TWH/A）..12
图表3：
1998年-2008年全球累计装机容量变化情况（单位：
兆瓦）.13
图表4：
1998年-2008年全球风电新增装机容量变化情况（单位：
兆瓦）.13
图表5：
支持风电设备国产化的直接政策机制.14
图表6：
支持风电设备国产化的间接政策机制.16
图表7：
我国风能资源分布图.19
图表8：
2008年我国风电装机容量变化图21
图表9：
2008年电力工业统计数据22
图表10：
中国已建及部分拟建风电场分布图..22
图表11：
2005-2007年全球十大风电设备生产商市场份额24
图表12：
世界各种容量机型占比变化情况..24
图表13：
中国风电设备行业五力分析模型图..25
图表14：
2004-2008年我国新增风电装机市场份额变化图27
图表15：
我国涉及风电的能源政策..31
图表16：
风电项目建设区域分布..34
图表17：
资源条件对电价的影响..47
图表18：
内部收益率对风电电价的影响..47
图表19：
增值税对风电电价的影响..47
图表20：
关税对风电电价的影响..48
图表21：
所得税对风电电价的影响..48
图表22：
还贷期对风电电价的影响..48
图表23：
投资总额对风电电价的影响..49
图表24：
近期河北省风电项目投资情况表..53
图表25：
河北省风电项目投资金额与投资规模线性图..55
第一章 风力发电概念及基本特征
一、风力发电概念
风能是地球表面大量空气流动所产生的动能。
由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。
风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。
风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。
风能资源受地形的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带，如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家，中国的东南沿海、内蒙古、新疆和甘肃一带风能资源也很丰富。
中国东南沿海及附近岛屿的风能密度可达300W/m2以上，3-20米/秒的风速年累计超过6000小时。
内陆风能资源最好的区域是沿内蒙古至新疆一带，风能密度也在200-300W/m2，3-20米/秒风速年累计5000-6000小时。
风力发电是指利用风力发电机组直接将风能转化为电能的发电方式。
在风能的各种利用形式中，风力发电是风能利用的主要形式，也是目前可再生能源中技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。
二、风力发电系统结构
（一）风力发电机
风力发电机是集空气动力、电机制造、液压传动和计算机自动控制为一体的综合性技术。
大致由以下几个子系统组成：
桨叶、增速齿轮箱、发电机、塔架控制设备、电缆、地面支撑设备、各子系统连接设备。
风轮是将风能转换为机械能的装置，它由气动性能优异的叶片（目前商业机组一般为2—3个叶片）装在轮毂上所组成，低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速，将动力传递给发电机。
上述这些部件都安装在机舱平面上，整个机舱由高大的搭架举起。
由于风向经常变化，为了有效地利用风能，必须要有迎风装置，它根据风向传感器测得的风向信号，由控制器控制偏航电机，驱动与塔架上大齿轮咬合的小齿轮转动，使机舱始终对风。
其中风电机组的整体设计、叶片的材料和加工技术、自动化控制系统、液压和传感技术是风机制造的关键。
风机是基本的风能转换设备，按主轴装置形式大致可分两大类：
垂直轴风力机（转轴与来流方向垂直）、水平轴风力机（转轴与来流方向平行）。
目前较常用的大型机组为水平轴风力发电机，其主要有定桨距失速调节型和变桨距调节型两大类。
图表1：
风力发电机构成图
资料来源：
银联信整理
（二）风电机组
风电机组是风电系统的最主要的部分。
机组占风电场初始投资的比例非常大，一般为60%-70%。
这也是国家强调尽快使得风电机组国产化的原因。
在控制系统和保护系统方面广泛用电子技术和计算机技术不仅可以有效地改善并提高风力发电总体设计能力和水平，而且对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。
目前，市场份额最大的风电机组主要分两类，一类是定桨距失速调节型，另一类是变桨距调节型，上述两类风电机组都采用异步发电机，转速基本上是固定的。
1．定桨距失速调节型风力发电机
定桨距是指叶片被固定安装在轮毂上，其桨距角（叶片上某一点的弦线与转子平面间的夹角）固定不变，失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性（当风速高于额定值时，气流的攻角增大到失速条件、使桨叶的表面产生涡流，效率降低，以达到限制转速和输出功率的目的）。
这种技术是丹麦风电制造技术的核心，优点是调节简单可靠，控制系统可以大大简化，其缺点是叶片重量大（与变桨距风机叶片比较），轮毂、塔架等部件受力增大。
这种风电机基本上都采用了鼠笼型转子，有一部分机组为了提高低风速时段的发电效率，采用了变极技术。
2．变桨距调节型风力发电机
变桨距是指安装在轮毂上的叶片可以借助控制技术改变其桨距角的大小。
其调节方法分为三个阶段：
第一阶段为开机阶段，当风电机达到运行条件时，计算机命令调节桨距角，直到风电机达到额定转速并网发电；第二阶段当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在零位置不变；第三阶段当发电机输出功率达到额定后，调节系统即投入运行，当输出功率变化时，及时调桨距角的大小，在风速高于额定风速时，使发电机的输出功率基本保持不变。
变桨距调节的主要优点是：
桨叶受力较小，桨叶可以做的比较轻巧。
由于桨距角可以随风速的大小而进行自动调节，因而能够尽可能多的捕获风能，多发电力，又可以在高风速时段保持输出功率平稳，不致引起异步发电机的过载，还能在风速超过切出风速时通过顺桨（叶片的几何攻角趋于零升力的状态）防止对风力机的损坏，这是MW级风力发电机的发展方向。
其缺点是结构比较复杂，故障率相对较高。
风的随机性和间歇性特点使风电机的出力变化很大，这样机组的动态负荷增加，对电网的冲击增大。
为此，可通过增大异步发电机允许滑差率的办法加以解决。
鼠笼型异步发电机允许的滑差率为S=-1%～-5%。
而绕线式异步发电机允许的滑差率为S=-1%～-10%，滑差率的增大相当于在定、转子间增加了一个弹性环节，对于减少功率波动，提高供电质量是非常有利的。
以上两种异步发电机，尽管带一定滑差运行，从切入风速（3-4m/s）到切出风速（25m/s），发电机的转速变化最大可达10%，如增速齿轮的变速比为60：
1，则实际运行中滑差S是很小的，因而叶片转速变化范围也是很小的，看上去风机叶片似乎是在“恒速”旋转，故通常又称这种风力发电机为恒速风电机。
3．变速恒频风力发电机系统
变速恒频是指在风力发电的过程中，发电机的转速可以随风速而变化，然后通过适当的控制措施使其发出的电能变为与电网同频率的电能送入电力系统。
风力发电机通过旋转叶片及发电机把风能变为交流电能（其频率随风速而变化），通过整流装置将交流电变为直流电，再通过逆变装置将直流电变为恒频（工频）交流电能，最后通过升压变压器，送入电力系统。
变速恒频风力发电系统具有非常突出的优点：
（1）风力机可以最大限度的捕获风能，因而发电量较恒速恒频风力发电机大。
（2）较宽的转速运行范围，以适应因风速变化引起的风力机转速的变化。
（3）采用一定的控制策略可以灵活调节系统的有、无功功率。
（4）可抑制谐波，减少损耗，提高效率。
其主要问题是由于增加了交直交变换装置，大大增加了设备费用。
4．交流励磁双馈发电机变速恒频风力发电系统
系统采用的发电机为转子交流励磁双馈发电机，其结构与绕线式异步电机类似。
当风速变化引起发电机转速n变化时，控制转子电流的频率f2，可使定子频率f1恒定，当发电机的转速n小于定子旋转磁场的转速n1时，即nn1时，处于超同步状态，此时发电机同时由定子和转子发出电能给电网，变频器的能量流向逆向；当n＝n1时，处于同步状态，此时发电机作为同步电机运行，变频器向转子提供直流励磁。
由此可知，当发电机的转速n变化时，若控制f2相应变化，可使f1保持恒定不变，即与电网频率保持一致，也就实现了变速恒频控制。
由于这种变速恒频控制方案是在转子电路实现的，流过转子电路的功率是由交流励磁发电机的转子运行范围所决定的转差功率，该转差功率仅为定子额定功率的一小部分，这样该变频器的成本以及控制难度大大降低。
这种采用交流励磁双馈发电机的控制方案除了可实现变速恒频控制，减小变频器的容量外，还可实现有功、无功功率的灵活控制，对电网而言可起到无功补偿的作用。
缺点是交流励磁发电机仍然有滑环和电刷。
除了风电场、风电机组制造商外，和风电行业相关的还有配套厂家、风机维护厂家、风能研究机构、协会制造厂等。
（三）风电厂系统
风电厂设备包括风电机组、辅助设备和其它配套设施。
由于风速变化的随机性，风电机组又常年在野外运行，承受极为复杂恶劣的交变载荷，目前风电机组的运行寿命按20年设计，要求能经受住60m/s的暴风雨袭击，代表机组可靠性的可利用率要达到0.95以上，并能够无人值班运行。
而且由于风的能量密度小，需要庞大的机体，风轮直径和塔架高度早已超过50m。
综上所述，对风力发电机组材质要求高，设计和制造难度较大。
风力发电系统主要包括以下三个部分：
首先，风力发电机组，包括风力发电机、机舱、塔架、控制器等。
其次，辅助设备，即通用的电力和控制设备，包括输变电设备及线路，通讯控制系统等。
最后，其它配套设施，包括风力发电机组以及辅助设备的基础、厂房、道路等。
风力发电机系统和辅助设备的零部件在国内各专门厂家生产，然后通过铁路和公路运输运送到风电场，并在现场进行总装和吊装，平均运输距离2400KM。
电厂配电设施建设中建筑材料一部分来源于当地，如沙、水泥等，另一部分来自于国内其它厂家，如钢、铁、铝、玻璃等，平均运输距离100KM。
三、风力发电产业发展因素
近十年来，全球风电产业获得了超常发展，这取决于支撑风电产业的一个条件和三个驱动因素。
一个条件就是全球存在丰富的风力资源，三个驱动因素分别是全球对环境问题日益重视、国际油价的持续高企和风电技术日益成熟。
（一）风电发展不存在资源瓶颈
风能是地球表面大量空气流动所产生的动能，太阳对地球的辐射能约有2%转变为风能。
世界气象组织估计全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，相当于10800亿吨标准煤产生的能量，约是全世界目前能源消费量的100倍。
目前，已经开发的风能仅占全球风能资源微不足道的一小部分。
世界电力需求预计到2020年会上升到每年25.578万亿千瓦时，如果50%的风能资源被利用，则可满足世界电力需求。
就我国而言，风力资源列世界第三，排在俄罗斯和美国之后。
根据最新风能资源评估，全国陆地可利用风能资源3亿千瓦，加上近岸海域可利用风能资源，共计约10亿千瓦。
（二）环境问题日益严重推动各国政府扶持清洁新能源的发展
目前，国际社会日益感觉到环境污染和全球气候变暖问题的严重性，纷纷采取措施试图遏制环境问题的恶化，措施之一就是扶持清洁新能源的发展。
风电是一种可大规模商业开发的清洁新能源。
从国际经验来看，政府的激励政策在风电产业发展过程中的作用举足轻重。
这些政策措施包括各种形式的补贴、价格优惠、税收减免、贴息或低息贷款等。
高强度的激励机制是克服发展障碍，促进产业发展的关键性措施之一。
目前中国的激励本国风电发展的政策措施主要有：
风电设备产业化专项资金补助、国产化率70%的要求、风电全额上网、电价分摊和财税上扶持，这些措施对激发国内风电投资热情，扶持本土风电机组制造业起到重要作用。
（三）高油价迫使各国寻求可再生的替代能源
从2003年以来，国际油价持续攀升，至2007年底已经数次逼近100美元大关，国际油价持续走高带动天然气、煤炭等化石能源的价格同步走高。
化石能源的价格维持高位使替代的新能源如风能发电、核能发电和太阳能发电在经济上可行，这些因素导致了全球包括风电的新能源投资热潮。
（四）风力发电技术日益成熟
化石等一次性能源的特点如环境成本增加、不能再生等决定了成本将不断上涨；而随着技术成熟和规模效应的发挥，风电、核电等新能源发电的成本将进一步降低。
而在众多新能源中，风电是最具商业开发前景的新能源之一。
近些年，随着风电技术的日益成熟，风电装机容量不断增大，并网性能不断改善，发电效率不断提高，风电设备在全球能源设备中脱颖而出。
随着风电技术的成熟和规模效应的显现风电机组价格不断下降，由此带来风电成本的持续降低。
上世纪80年代到90年代初风电成本下降较快；90年代中期以来，成本下降趋缓，即使这样，风电成本也达到每5年下降20%，照此速度，到2020年，即使没有补贴，风电的成本将接近常规的能源。
第二章 风电产业发展现状分析
一、世界风电产业发展现状分析
（一）世界风能资源分布
地球上的风能资源是地球水能资源的10倍，高达每年53万亿千瓦时。
从分布来看，主要分布在北美洲、亚洲、拉丁美洲等地方。
图表2：
世界风能资源情况（单位：
TWH/A）
资料来源：
银联信整理
（二）世界风电装机容量分析
风电行业的真正发展始于1973年石油危机，美国、西欧等发达国家为寻求替代化石燃料的能源，投入大量经费，用新技术研制现代风力发电机组，80年代开始建立示范风电场，成为电网新电源。
在过去的20年里，风电发展不断超越其预期的发展速度，一直保持着世界增长最快的能源地位。
近年来，风电发展不断超越其预期的发展速度，而且一直保持着世界增长最快的能源的地位。
截止2008年末，全球累计装机容量达到120.8GW，增长幅度为28.8%，高于近十年的年均复合增长率平均值。
图表3：
1998年-2008年全球累计装机容量变化情况（单位：
兆瓦）
资料来源：
银联信整理
就新增装机容量而言，从2001年开始，每年新增装机容量开始大幅增加，2001年新增装机容量达到了6500兆瓦，比2000年增加了2740兆瓦，增加幅度达到72.87%。
而2007年和2008年新增装机容量分别达到了20073兆瓦和26678兆瓦，新增装机容量增速分别达到了34.2%、32.9%。
图表4：
1998年-2008年全球风电新增装机容量变化情况（单位：
兆瓦）
资料来源：
银联信整理
（三）世界风力发电的政策环境
纵观国际上支持风电发展的政策机制有三种：
一是采取固定收购价格机制，对风电发展的数量没有限制；二是采取招标机制，政府规定风电发展的装机容量，通过招标竞争形式确定开发商；三是配额制，即政府规定可再生能源电力在电力消费总量中的配额比例，供电公司完成配额。
从国际经验看，政府的激励政策在新能源产业发展过程中的作用举足轻重。
这些政策措施包括各种形式的补贴、价格优惠、税收减免、贴息或低息贷款等。
高强度的激励机制是克服发展障碍、促进产业发展的关键性措施之一。
但本地风电设备制造商难以同国际领先企业竞争时，直接支持风电制造商的政策就很重要。
1．支持风电产业发展的直接政策
图表5：
支持风电设备国产化的直接政策机制
直接政策
主要实施国
本地化要求
西班牙、加拿大、中国、巴西
为本地化的优惠政策和激励机制
西班牙、澳大利亚、印度、中国、美国
关税支持
丹麦、德国、澳大利亚、印度、中国
税收激励政策
加拿大、西班牙、中国
出口信贷补贴
丹麦、德国、中国
认证和测试规范
丹麦、德国、美国、印度、中国
研发、示范规范
丹麦、德国、荷兰、美国、英国、加拿大、西班牙、日本、印度、中国、澳大利亚、巴西
资料来源：
银联信整理
支持风电产业发展的政策措施可以分为两类：
直接和间接政策措施。
直接政策措施指那些有直接影响当地的风电产业发展目标的政策；间接政策措施相对比较宏观一些，主要目的在于为当地的风电制造产业提供良好的发展空间和大环境。
间接政策的制定和实施能营造一定规模的风电市场，从而培养出一流的设备制造商，同时能为风电场的投资者和风电技术的研究和开发提供了稳定的政策环境。
（1）要求一定的国产化率
要求风电场使用国产风机是促进风机本地化的一条直接途径。
政策一般规定，在安装的风机设备中国产化率必须占到一定比例。
这样的政策要求要进入当地市场的风机制造商要么将其生产基地向当地转移，或向当地企业采购风机所需的零部件。
（2）鼓励使用当地产品的优惠或激励政策
采用优惠政策鼓励使用一定比例的当地产品和风机设备的本地化生产，但不是强制性地要求这样的行为。
这些激励政策包括：
如果在工程中选择当地风机产品，则政府将向开发商提供低息贷款；向那些将产品制造基地迁入当地的企业提供优惠的税收激励政策；或向采用本地风力发电设备的风电场电力提供补贴。
（3）关税激励政策
通过控制关税来鼓励进口风机设备的零部件而不是整机系统是另外一种直接激励政策。
同进口国外制造的风机整机系统相比，这个激励政策可以使他们支付较低的关税进口零配件，从而为那些打算在当地制造或组装风机系统的企业创造了一个良好的环境。
但是，这种政策在未来可能会受到挑战，因为这种政策会被视为在技术贸易上制造了壁垒，违反了世界贸易组织（WTO）的规定——成员国之间不能设置贸易壁垒。
（4）税收激励政策
政府可以通过各类税收激励政策来支持风机产业本地化。
首先，可以使用税收激励政策鼓励当地公司涉足风电行业，例如采用风机制造或研发税收激励措施。
或者，降低风机技术的采购者或销售者的销售税或收入税，以此来加强国际竞争。
税收优惠政策还可以适用于国内外合资公司，以促进在风电领域的国际合作和技术转让。
此外，税收减扣措施也适用于风电产业的劳动力成本之中。
（5）出口援助项目
政府可以通过出口信用援助的方式帮助本国企业生产的风机产品扩大国际市场。
这样的援助可以是低息贷款方式，也可以是风机制造商所在的国家向其他购买技术的国家提供的“附带条件的援助”方式。
（6）认证和检测
提高新的风电公司的风机质量和信用等级的最根本途径是使他们加入到达到国际标准的认证和检测制度中。
目前正在使用的风机国际标准有很多种，最为普遍采用的是丹麦的认证体系和ISO9000认证体系。
标准能帮助增强用户对不熟悉的产品的信心，也能帮助用户分辨产品的优劣。
顺利通过这些国际通行的认证，对产品进入国际市场是至关重要的。
（7）研究、开发和示范项目
研究表明风机研发上的可持续投入对当地风电产业的成功发展至关重要。
私营风电企业和国立科研院所（像国家实验室和大学）结合共同研发是一条非常有效的途径。
新开发的国产风机机组，在正式大规模投入商业化运作之前，可以通过一些示范工程和商业化试点项目来检测风机实际运转情况和可靠性。
2．促进风电产业发展的间接政策
图表6：
支持风电设备国产化的间接政策机制
间接政策
主要实施国
固定电价
丹麦、德国、西班牙、美国、荷兰、日本、中国一些省份
强制可再生能源目标（配额制）
美国、英国、澳大利亚、日本
特许权制度
英国、印度、中国、巴西
金融激励
丹麦、德国、澳大利亚、印度、中国、巴西
给予开发商税收激励政策
丹麦、德国、澳大利亚、印度、中国、日本、印度、澳大利亚
绿色电力市场
美国、中国一些省份
资料来源：
银联信整理
在国内市场取得成功是国产风机顺利进入国际市场的先决条件，并且政府也可通过本地风电产业的发展有效地的促进当地经济发展。
稳定并具有一定规模的国内风电市场是本国风电行业不断发展的根本条件。
下面讨论的一系列政策旨在扩大国内风电市场。
（1）购电法
根据已有的经验，购电法，或为鼓励风电发展而设定的固定电价，为国内风电制造行业成功的发展提供了最根本的条件，因为购电法为风电项目的开发提供了最直接稳定的和具有效益的市场。
购电法的风电价格水平和风电价格构成特点是随着国家的不同而不同的。
只要充分考虑了长期收益和一定的边际效益、设计得当，购电法是非常具有其价值意义的，因为购电法为风电场投资商营造了一个长期稳定的市场环境，同时鼓励风电公司对风电技术研发进行长期的投资。
（2）可再生能源强制性目标
可再生能源强制性目标，也称可再生能源配额制、可再生能源强制市场份额、或购买义务，是在一些国家实施的、相对较新的政策机制。
该政策要求由可再生能
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