风电产业发展报告.docx
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风电产业发展报告
风电产业发展报告
一、全球风电市场发展概况
?
在过去的5年间,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。
2003年以来,全球风电装机容量年平均增长率为24%。
根据丹麦BTM咨询公司报告,2007年全世界新增风电装机容量19791MW,比上年增加了4775MW,增长率提高了3296;风电机组售价比上年提高lOS6;新增风电总投资额超过270亿欧元。
截至2007年底,世界风电累积装机总容量为94005MW,同比上年增长27%。
目前,风电的年发电量约1940亿KWh,风力发电量已经占到世界总发电量的1%。
迄今为止,世界上已有70多个国家在积极开发和利用风能资源。
欧洲仍是风力发电市场的领导者,截至2007年底,其累积装机总容量为56824MW,占全世界风电总装机的%,约提供了欧盟近3%的电力消费量,提前实现了到2010年风电装机容量达到40000MW的目标。
预期到2010年,仅风能即可实现欧盟所承担《京都议定书》二氧化碳减排义务的三分之一。
今年初,欧盟又进一步修订了风电发展计划和目标,要求到2010年风电装机容量达到8000万千瓦,比1997年提出的目标翻了一番,并且提出到2020年风电装机达到亿千瓦,发电量达到4300亿千瓦时,分别占欧盟发电装机容量和发电量的2096和l29b;2030年风电装机容量要达到3亿千瓦,发电量要达到7200亿千瓦时,届时分别占欧盟发电装机容量和发电量的35%和20%。
欧洲之外,近年来北美洲,特别是美国和加拿大风电场建设发展非常迅速,同时亚洲风电场建设势头也十分强劲。
根据丹麦RIS小国家研究实验室对安装在丹麦的风电机组所进行的评估,从1981一2002年间,风电成本由欧分/kWh下降到欧分/kWh,预计2010年度电成本下降至3欧分/kWh,2020年降低至欧分/kWh。
风电在未来20年内将是世界上发展最快的能源。
海上风力资源条件优于陆地,陆地适于安装风电机组的场址有限,以及在陆地安装风电机组对景观造成影响,产生的噪音可能影响周围的居民。
将风电场从陆地向近海发展在欧洲已经成为一种新的趋势。
有人把风电的发展规划为3步曲,陆上风电技术（当前技术）一近海风电技术（正研发技术）一海上风电技术（未来发展方向）。
目前近海风电场的开发主要在欧洲的丹麦、荷兰、英国、瑞典、爱尔兰、德国等国家,1990年丹麦安装了第一台示范近海风电机组,单机容量为220kW;1991年建成Vindeby风电场,由11台Bonus450kW的风电机组成;1995年建成由10台Vestas500kW风电机组成的Tun~Knob近海风电场;2000年建成Middelgrunden风电场,装机容量40MW;这些风电场都位于丹麦,运行比较成功,取得大量实际运行经验;2002年,又建成一个大型近海风电场,HornsRev海上风电场,位于丹麦西部海岸,80台机组,每台2MW,共160MW装机容量。
2003年,在丹麦建成Nysted近海风电场,由72台风电机组成,每排9台,共165.6MW装机容量。
到2007底,全世界海上风电场装机容量规模达到1077MW,这些海上风电场60%都在浅海区。
近海风电场市场广阔,成为欧洲发展风电产业的新动力。
预计在2010年以后,英国、丹麦、瑞典和德国将把风力发电发展重点移师海上。
欧洲风能协会预测欧洲近海风电装机容量2010年达到lOGW,2020年可达到70GW。
当前国外风电市场上的主力机型是1一3MW,2007年全世界新装机组的单机平均功率为兆瓦。
2007年全世界兆瓦级的风电机组当年装机容量占到了总装机容量的%,单机容量逐步增大已成为国际风电市场发展的必然趋势。
随着海上风电的迅速发展,单机容量为3一6MW的风电机组已经开始进行商业化运行。
美国7MW风电机组已经研制成功,西班牙8MW风电机组已经开始进行地面试验,英国10MW机组也正在进行设计,都在为未来更大规模的海上风电场建设做前期开发。
下面根据丹麦BTM咨询公司统计资料整理的一组表格对2007,年世界装机容量、数量、风电供应商、兆瓦级产品等做了统计和分析。
从表～1可以看出,欧美国家仍然是风电的主要市场,占了总装机容量的%,但是亚洲风电市场增长加快,已从2006年的~增加到2007年的25.396;从表2看出,近海风电场主要发展国家是丹麦、英国、瑞典和荷兰,分别占总装机容量的%、%、%和%;从表3看出,到2007年底全世界共累计安装风电机组97211台,平均大小每台机组容量967kW;从表4-1看出,我国在2007年全球新增装机容量十大市场中已经排名第二;从表4-2看出,2007年全球累计前十大市场占总装机容量的,德国、美国、西班牙占总了57.4196;从表5-1看出到2007年全球十大供应商累计提供89021MW的机组,占总量的%,我国金风科技公司和华锐风电公司进入前十名;从表6可以看出，“兆瓦级风电机组”占总装机容量的%，大于2500KW的机组装机逐渐在增加。
表7介绍了2007年全市场上出售的兆瓦级风电机组产品。
表1?
?
2007年全球装机容量分布
地?
?
区
2007年装机容
量（MW）
2007年累积装机
容量（MW）
2007年装机占当年
总装机容量比例（%）
美洲
5815
19391
欧洲
8285
56824
东亚和南亚
5010
13973
太平洋经济合作发展组织
597
3220
非洲
83
469
其它地区
3
127
合计
19791
94005
100
表2?
?
2006和2007年近海风电场装机容量（MW）
国家
2006装机
容量
2006累积装机
容量
2007装机
容量
2007累积装机
容量
丹麦
0
0
爱尔兰
0
25
0
25
荷兰
108
0
瑞典
0
110
英国
90
304
90
394
总装机容量
90
877
90
1077
表3?
?
世界风电场安装风电机组数量（台）
国家
地区
截止2002
年度
每年净增长装机风电机组
截止2007
年度
2003
2004
2005
2006
2007
美洲
19172
1295
433
1796
2625
4256
26921
欧洲
34504
3738
4589
4137
4591
4871
51339
亚洲
237
920
1420
2569
3655
5231
17377
其他
地区
583
219
305
230
256
237
1574
合计
61496
6172
6747
8732
11127
14595
97211
累计
61496
67668
74416
82616
93743
97211
截至2007年底累计装机容量：
94005MW
截至2007年底世界风电风电机组平均大小：
967kW/台
表4-1?
?
2007年全球新增装机容量十大市场（当年安装MW）
国家
2005年
2006年
2007年
2007年当年占全
球市场份额
美国
2431
2354
5244
%
中国
498
1334
3287
%
西班牙
1764
1587
3100
%
德国
1808
2233
1667
%
印度
1388
1480
1617
%
法国
389
810
888
%
意大利
452
417
603
%
葡萄牙
502
629
434
%
英国
447
631
427
%
加拿大
239
776
386
%
合计
9918
12711
17653
%
占总占全球市场份额
%
%
%
表4-2?
2007年全球累计安装容量十大市场（累计MW）
国家
2005年
2006年
2007年
2007年当年占全
球市场份额
德国
18445
20652
22277
%
美国
9181
11635
16879
18%
西班牙
10027
11614
14714
%
印度
4388
6228
7845
%
中国
1264
2590
5875
%
丹麦
3087
3101
3088
%
意大利
1713
2118
2721
%
法国
775
1585
2471
%
英国
1336
1967
2394
%
葡萄牙
1087
1716
2150
%
合计
51303
63203
80415
%
占总占全球市场份额
%
%
%
表5-1?
2007年全球十大风电设备供应商在国市场上的新增装机份额
风电机组造公司
名称（国际）
2007年新增
装机容量（MW）
2007年市场新增
装机容量占有率（%）
VESTAS（丹麦）
4503
GEwind（美国）
3283
GAMESA（西班牙）
3047
ENERCON（德国）
2769
14
SUZLON（印度）
2082
SIEMENS（德国）
1397
ACCIONA（西班牙）
873
GOLDWIND（中国）
830
NORDEX（德国）
676
SINOVE（中国）
671
其它
2076
合计
22207
112
表5-2?
2007年全球十大风电设备供应商在国际市场上的累计装机份额
风电机组制造公司
名称（国家）
截至2006年累计
装机容量（MW）
截至2007年累计
装机容量（MW）
截至2007年市场
累计占有率（%）
VESTAS（丹麦）
25006
29508
ENERCON（德国）
11001
13770
GAMESA（西班牙）
10259
13306
GEWIND（美国）
9696
12979
SIEMENS（德国）
5605
7002
SUZLON（印度）
2641
4724
5
NORDEX（德国）
3209
3886
ACCIONA（西班牙）
789
1671
GOLDWIND（中国）
627
1457
SINOVE（中国）
75
746
其它
9193
1269
12
合计
78110
100317
107
表6?
?
2003-2007年兆瓦级风电产品的比例分布
年度
累计到
2003年
2004年
2005年
2006年
2007年
当年安装兆瓦级风电机组的容量
17362
608
9346
13140
18944
当年安装兆瓦级风电机组的数量
11414
3654
5566
7465
10675
当年安装兆瓦级风电机组容量占世界市场的比例
%
%
81%
%
%
表7?
2007年在全球市场上销售的兆瓦级风力发电机组
设备
名称/型号
额定
功率
（MW）
风轮
直径
（M）
控制
方式
特点
西班牙AccionaAS77/70
77
变桨距
变速恒频
发电机
中国DEC（东方），
70
变桨距
中国DEC（东方），
77
变桨距
西班牙Ecotechnia
74
变桨距
西班牙Ecotechnia
80
变桨距
西班牙Ecotechnia2MW
2
80
变桨距
德国EnerconE66
70
变桨距
多极发电机
德国EnerconE66
71
变桨距
多极发电机
德国EnerconE70
70
变桨距
多极发电机
德国EnerconE82
80
变桨距
多极发电机
德国EnerconE112
112
变桨距
多极发电机
德国EnerconE1126MW
6
112
变桨距
多极发电机
德国EnerconE1266MW
6
126
变桨距
多极发电机
德国FuhrlanderMD77
77
变桨距
德国FuhrlanderFL2500
100
变桨距
西班牙GamesaG80
80
变桨距
IGBT逆变器
西班牙GamesaG83
83
变桨距
IGBT逆变器
西班牙GamesaG87
87
变桨距
IGBT逆变器
美国GEWindsl/se
70/77
变桨距
IGBT逆变速
美国GEWind
82
变桨距
IGBT逆变速
美国GEWind
104
变桨距
IGBT逆变速
中国Goldwind
70
变桨距
Direct
Drive-PMG
中国Goldwind
77
变桨距
Direct
Drive-PMG
日本MH1，MWT62
62
变桨距
日本MH1，MWT92
92
变桨距
德国NordexN60/62
60/62
?
失速
2-速，可变极数
德国NordexS70/77
70/77
变桨距
德国Nordex
90
变桨距
德国NordexN90
90
变桨距
德国
RepowerMD77/MM70
70/77
变桨距
德国RepowerMM82
82
变桨距
多极发电机
德国RepowerMM92
92
变桨距
德国
Siemens
62
主动失速
德国
Siemens
76
主动失速
德国
Siemens
82
主动失速
德国
Siemens
93
变桨距
变速
德国
Siemens
107
变桨距
变速
中国Sinovel70-1500
7
中国Sinovel77-1500
77
中国Sinovel82-1500
82
印度Suzlon
64/66
变桨距
印度Suzlon1.5
82
变桨距
印度Suzlon
88
变桨距
丹麦VESTASV82
82
主动失速
1或2速
丹麦
VESTAS
80
变桨距
N/A
丹麦VESTASV80
80
变桨距
变频控制系统
丹麦VESTASV902
90
变桨距
变频控制系统
丹麦VESTASV90
62
变桨距
变频控制系统
芬兰WinWind1MW
90/100
变桨距
?
Multibrid
芬兰WinWind3MW
90/100
变桨距
Multibrid
二、全球风电市场预测和评估
丹麦BTM咨询公司的报告给出了今后五年（2008一2012）全球风电市场的预测。
每年风电机组新增安装容量将从目前的2000万千瓦/年跃升到2012年的5000万千瓦/年。
在今后的五年,美国将取代欧洲国家成为每年风电机组新增装机容量最多的国家。
中国每年风电机组新增装机容量的增长率也将超过原来欧洲市场增长率。
海上风电市场的增长一直在下降,海上风电场项目的审批需要时间、成本需要重新核算,人们需要找到提高海上风电场经济性的办法。
4-6MW风电机组的批量生产还需要几年的准备时间。
尽管德国市场不太景气,西班牙市场变化不大,但是法国和英国的市场却有望达到今天德国、西班牙市场的水平,所以欧洲的风电市场将继续保持高水平的增长。
在亚洲,中国风电市场将以特别迅猛的速度增长。
印度将继续以每年200万千瓦/年的势头增长,并有望在2012年底实现每年风电机组需求量的翻倍。
全球平均每年新增装机容量的增长率将在2012年达到%。
全球平均每年累计装机容量的增长率将在2012年达到。
在2007年,已经预测了近海风电的发展,但是许多先前宣布在2009一2010年安装的工程拖延到2011一2012年。
关于这样的进程,人们有很多担心,特别是:
什么时候、怎样和什么样的新技术将是可能应用的,其成本如何?
英国将成为海上风电的领头国家,其次是丹麦、德国和瑞典。
由于德国规划项目的拖后,海上风电装机容量可能会低于原来的预测量。
在未来五年全球的总增长量预测值是193935MW,其中海上风电只占%（6981MW）。
在欧洲,海上风电的增长量可占整个欧洲的%。
表8?
全球风电机组装机容量（MW）预测（2008-2012）
2007
年底
累计
2007
年新
增
2008年-2012年每年新增装机容量的预测
（包括海上风电场）
从2008年?
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到2012年底的累计
2007
2007
2008
2009
2010
2011
2012
合计
累计
全美洲
19391
5815
7900
9300
11500
13200
14600
56500
75891
全欧洲
56824
8285
9880
12105
15130
16725
18825
72665
129489
东南亚
13973
5010
7700
9275
0800
12000
13800
53575
67543
太平洋
经合组
织国家
3209
597
850
1050
1200
1550
1800
6450
9659
其他
地区
607
86
235
565
825
1360
1760
4745
5352
每年
总新增
19791
26565
32295
39455
44835
50785
193935
287940
累计
94005
120570
152865
192320
237155
287940
三、全球风电产业技术发展及趋势
纵观世界风电产业技术现实和前沿技术的发展,
主要呈现如下特点:
1、水平轴风电机组技术成为主流
目前全球风电制造技术发展水—飞轴风电机组技术,因其具有风能转换效率高、转轴较短,在大型风电机组分更显出经济性等优点,使水平轴风电机组成为卜界风电发展的主流机型,并占到95%以上的市场份额。
同期发展的垂直轴风电杉◇区因转轴过长、风能转换效率不岛,启动、停机和变桨困难等问题,目前市场份额很小、应用数量有限,但由于其全风向对风、变速装置及发电机可以置于风轮下方或地面等优点,近年来,国际上相关研究和开发也在不断进行并取得气j定进展。
2、风电机组单机容量持续增大
近年来,世界风电市场中风电仑◇阝的单机容量持续增大,2001年安装风电机组平均笮机容量为852kW,2002年安装的机组平均单机容量974kW,2005年安装的机组平均单机容量,?
2007年新安装的机组平均单机容量,比2005年又增加了l70kW。
MW级风电机组已成为国内外风电市场中的主流机型,在1997年以前MW级风电机组的市场份额还不及lOSb,2001年则超过一半,2005、2006、2007年分别增至81%、%和（根据BTM一2007年世界风电市场统计报告）。
随着单机容量不断增大和利用效率提高,世界上主流机型已经从2000年的500一1000KW增加到2007年的2一3MW。
近年来,海上风电场的开发进一步加快了大容量风电机组的发展,2007年底世界上已运行的最大风电机组单机容量已达到6MW,以风轮直径达到127m。
目前,已经开始8一lOMW风电机组的设计和制造。
3、变桨变速功率调节技术得到广泛采用
由于变桨距功率调节方式具有载荷控制平稳、安全和高效等优点,近年在大型风电机组上得到了广泛采用。
结合变桨距技术的应用以及电力电子技术的发展,大多风电机组开发制造厂商开始使用变速恒频技术,并开发出了变桨变速风电机组,使得在风能转换上有了进一步完善和提高。
2006年,在全球所安装的风电机组中有9296的风电机组采用了变桨变速方式,而且比例还在逐渐上升。
我国2007年安装的MW级风电机组中,也都是变桨距机组。
2MW以上的风电机组大多采用三个独立的电控调桨机构,通过三组变速电机和减速箱对桨叶分别进行闭环控制。
4、双馈异步发电技术已占主导地位
以Vestas公司的V80.V90为代表的双馈异步发电型变速风电机组,在国际风电市场中所占的份额最大。
德国Repower公司利用该技术开发的机组单机容量已晕达到5MW。
西门子公司、德国Nordex公司、西班牙Gamesa公司、美国GE风能公司和印度Suzlon公司都在生产双馈异步发电型变速风电机组,2007年新增风电机组中,双馈异步发电型变速风电机组仍然占809b以上。
目前,欧洲正在开发10MW的双馈异步发电型变速恒频风电机组。
5、直驱式、全功率变流技术得到迅速发展
无齿轮箱的直驱方式能有效地减少由于齿轮箱问题而造成的机组故障,可有效提高系统的运行可靠性和寿命,减少维护成本,因而得到了市场的青睐。
采用无齿轮箱系统的德国Enercon公司在2007年仍然是德国、葡萄牙风电产业的第一大供应商和印度风电产业的第二大供应商。
西门子公司公司也研制出了直驱永磁风电机组安装在丹麦在试验运行,其他主要制造企业也在积极了开发研制直驱风电机组。
我国新疆金风科技有限公司与德国Vensys公司合作研制的直驱式风电机组,已有近百台安装在风电场。
2007年新增风电机组中,直驱式风电机组已占15%。
伴随着直驱式风电系统的出现,全功率变流技术得到了发展和应用。
应用全功率变流的并网技术,使风轮和发电机的调速范围扩展到0至150%的额定转速,提高了风能的利用范围。
由于全功率变流技术对低电压穿越技术有很好且简单的解决方案,对下一步发展占据了优势。
与此同时,半直驱式风电机组也开始出现在世界风电市场上。
在轴承支撑方式上,单个迥转支承轴承代替主轴和两轴承成为某些2兆瓦以上机组的选择,如:
富兰德的兆瓦风机,这说明无主轴系统正在成为欧洲风电机组发展的一个新动向。
6、大型风电机组关键部件的性能日益提高
随着风电机组的单机容量不断增大,各部件的性能指标都有了提高,国外己研发出3000V-
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