后福島時期我國風電產業面臨的發展機遇和挑戰

張 博

(上海電氣風電設備有限公司,上海 200241)

0 引言

2011年3月11日日本福島第一核電站發生事故,核反應堆遭到嚴重破壞,大量放射性物質的泄露對周圍地區和日本海域造成了嚴重的核污染,其影響波及到周邊國家和地區,事故造成的經濟損失和對環境的破壞難以估量,同時也再次顯示了核電產業的巨大風險。

雖然許多國家事后聲明發展核電的決心不變,但都采取了一系列的措施,對現有的核設施和核規劃進行了審視,甚至暫時停運一些存在安全隱患的核電站,或者暫停新核電站項目的審批工作,在較長時間內發展速度將大為減緩,核電的發展進入了后福島時期。

后福島時期的能源結構和發展戰略將調整,風能、太陽能和生物質能等可再生能源的地位將進一步加強,這對于世界以及我國的風電產業的發展來說是一次很好的機遇。

雖然近年來我國的風電產業發展迅猛,目前風電的裝機容量已高居全球最前列,但是應當看到,我國的風電產業在取得巨大發展成就的同時,還存在許多問題有待于解決,因此后福島時期世界能源結構的調整,對于我國的核電產業也是一個巨大挑戰。本文將對福島核電站事故對核電產業發展的影響和后福島時期我國風電產業面臨的機遇和挑戰進行分析,重點分析我國風電產業發展中存在的問題,并為我國風電產業的健康發展提出可行的建議。

1 福島核電站事故對全球能源戰略的影響

近年來,由于不可再生資源的有限性和全球氣候變暖的壓力,高效低碳的核電產業被作為低碳經濟時代經濟可持續發展的重要保障,重新得到了世界各國的重視。到2009年底,核能發電已經承擔了全世界電能需求的14%。核電用量最多的三個國家,美國的核電占年總發電量的20.2%,法國占75.2%,日本占28.9%。核電占發電量比重很大的國家還有亞美尼亞(45%),比利時(51.7%),匈牙利(43%),斯洛伐克(53.5%)和烏克蘭48.6%。

1979年三哩島核事故后,美國核電發展一度停滯,但2005年通過的《能源政策法案》,鼓勵企業建造更多的核電站和反應堆[1],該法案被認為是世界核電老大重啟核電發展的標志。法國作為世界第二核電大國,一直大力發展核電技術,根據有關計劃在2020年前法國將把至少58個核反應堆升級到新一代壓水堆,致力于為整個歐洲提供低價低碳的清潔能源。近年來,英國、中國、印度、韓國、南非等國家也提出大力發展核電的計劃。我國目前在建和運行核電容量為17GW,2020年核電運行裝機容量規劃為40GW,核電年發電量估計可達2600～2800億kWh。

然而,在福島核電站事故后,德國第一時間宣布暫停原來政府作出的“延長核電站運營期限”計劃,并暫時關閉 7座核反應堆,對所有核電站的安全性進行徹底檢查。隨后,德國政府宣布今后將不再發展和建設核發電項目,并將投入巨資發展其他可替代能源。

日本除福島核電站停運外,濱岡核電站因所在區域可能發生大地震也已停運。5月10日晚日本首相菅直人宣布終止日本政府以前制定的能源發展計劃,并將對于國家的能源發展戰略進行重新研究檢討,并指出要發展可再生能源。歐盟對歐洲境內的核電站進行安全檢查,并宣布對所有核電站進行嚴格的壓力測試,確保使用安全。雖然暫無證據表明美國的“核能復興”會因此而改變,但專家預測核電發展的步伐將會減緩。

福島核事故后,我國政府宣布暫停審批核電項目,2020年核電裝機容量70GW的規劃不變,但行業準入標準將大幅提高。

從長遠來看,核電仍將得到持續發展,但近期發展速度將大幅減緩,由此可能導致的發電量短缺,如日本因核電站停運導致的電力短缺據估計將持續數月。后福島時期核電發展的步伐減緩已經成為定局,所產生巨大的電力供應缺口怎樣填補將成為世界各國政府面臨的新問題。技術相對成熟、經濟性比較好的風電再度被看好,成為大多數有條件發展風電國家或地區的首選。3月14日中國政府宣布“暫停審批核電項目包括開展前期工作的項目”之后,風電被認為迎來了前所未有的發展契機,次日國內股市中的風力發電企業股票,居所有概念指數漲幅第一位。其中,金風科技當日漲幅達到8.37%,華銳風電達到4.83%[2]。為此,南方日報以“日核危機遲滯核電步伐風電投資有望大提速”的標題進行了報道。

2 我國風電產業的發展現狀和趨勢

從2005年起,中國風電裝機進入快速增長。2006—2009年連續4年風電裝機總量以超過每年翻一番的速度,實現爆發性增長。以后風電行業的發展從迅猛發展轉變為穩定增長,2010年增長率降到73.3%。根據原來的預計,未來幾年我國風電的增長率還有可能繼續下降。

圖1 2005—2010年風電裝機量

前不久上報國務院的《新興能源產業發展規劃》中預計,到2020年中國新能源發電裝機總量約為2.9億kW,約占總裝機容量的17%。其中,核電裝機70GW,風電裝機接近1.5億kW,太陽能發電裝機將達到20GW,生物質能發電裝機將達到30GW。按照規劃,到2020年,我國的核電裝機總量將占新能源裝機規劃總量的24%,占總裝機規劃總量的4.1%。

福島核電站事故后,風電產業將從中受益,市場響應很熱烈。然而這種盲目的熱情很快就在市場上消失了,金風科技的股價相對3月14日已下跌超過20%,華銳風電股價下跌也接近20%。這是因為近年來我國風電產業的發展過快,如果維持現在每年新增裝機的水平不變2020年風電裝機總量就將達到2.2億 kW,超出規劃總量約50%,即使核電在一段時期內發展速度大幅降低后的空缺全部由風電填補,也不會引起風電產業的大幅增長。

另一方面,盡管風電的快速發展使得中國一躍成為世界第一風電大國,但應當看到我國并非風電強國,我國的風力發電技術和裝備還很落后,風電行業還面臨很多問題和挑戰。因此,風電發展模式的調整不可避免,只有把困擾中國風電行業的種種問題妥善解決后,風電產業才能實現持久、健康、穩定的發展。

3 我國風電產業發展存在的問題

應當說,盡管近年來我國的風電產業發展取得了舉世矚目的成績,但也存在許多問題。特別是近年來,我國風電制造產業發展規劃與電力規劃不匹配,風電設備制造的發展大大超過現有基礎配套設施的發展速度,再加上風電的設備質量和運行管理落后,一些地方政府和企業盲目的投資沖動,造成風電設備市場混亂。

3.1 產能嚴重過剩

根據統計資料,2009年初我國的風電整機制造企業已超過了70家,其中產品已經被安裝到風電場的約30家。2010年度我國新增裝機容量的87.3%是由排名前10家完成的,新增裝機容量的98%由前20家完成,還有幾十家小企業僅占設備裝機容量的2%。目前中國風電產能已經嚴重過剩,排名前10家的產能就已超過市場的需求。

機組產能的過剩導致風電設備市場成為買方市場,風電開發商作為買方,利用市場的優勢地位對制造商進行打壓,例如要求制造商把項目供貨時間從正常的4～7個月壓縮到2～3個月,為了搶到訂單制造商必須進行預投,導致存貨增加、資金壓力變大;反過來,買方在項目延期時對占用制造商的額外資金、存儲費用卻沒有任何補償,導致制造商面臨的金融風險進一步增加;更有甚者,合同中標后開發商在合同談判中要求在中標價的基礎上繼續降價,或通過增加供貨范圍、提高配置、延長服務期等方式變相降低設備價格。處在被動地位的制造商在這樣的環境下存貨增加、貨款回籠慢、質保金收回率低,出現巨大的現金流虧空。事實上我國2010年新增風電裝機容量排名前五的風電機組制造商幾乎都面臨現金流嚴重短缺的問題。其中華銳風電2010年經營性現金流為負101637萬元,比2009年下降173.59%;金風科技2010年經營性現金流為18641萬元,比2009年下降了85.95%;而東方電氣2010年經營性現金流為19.52億元,同比下降70.10%;明陽風電2010年收入同比增長370%,經營性現金流同比下降205%?，F金流短缺已經影響到企業的正常發展,有的風電設備企業已經到了拒收機組零部件的地步。機組產能的過剩還導致風電設備市場的激烈競爭,低價促銷的做法使一些風電設備制造企業進一步陷入經濟困境。

風電制造業列入我國重點發展的產業后,由于機組的供不應求和機組容量的提升(單機容量從600kW到1.5MW)導致的成本增加,風電機組售價不斷攀升,2008年初風電機組產品的平均價格從2004年4月的4800元/kW 上升到了6200元/kW,這種發展勢頭也造成了大量資金和企業的盲目加入,導致風電制造業的發展速度遠超過市場需求的增長速度。自2008年下半年,我國風電機組的市場售價開始下降,2009年后風電機組的市場售價迅速走低,見圖2。2009年底,國產風電機組的市場價格已從2008年初的6200元/kW左右下降到5000元/kW以下;2011年4月國產兆瓦級風電機組的價格已經下降到3500元/kW。這里面當然有技術進步和產品成熟化、規?；a所帶來的制造成本降低的原因,但是更主要的原因還是我國風電設備產能過剩導致市場過度競爭。

圖2 風電機組價格變化趨勢

3.2 風電發展規劃和審批機制不完善

大規模的風力發電場必須并網運行才能發揮應有的功能,因此在規劃之初就必須考慮并網的可行性,如果風電場并網條件不好,則首先要對并網設施的進行規劃。一些地方政府盲目規劃和建設風力發電場,非但沒有取得預期的經濟效果,還造成了嚴重的資源浪費和經濟損失。目前我國各地上報的在建和規劃風電項目,其中經過國家統一審批的項目裝機容量只占總裝機容量的近10%,絕大部分由地方政府審批。這些項目一般不被納入國家風電并網規劃,風電場的電網接入得不到保證,風機閑置、項目完工延遲現象十分嚴重。據報道,2010年1月至6月,風電未收購電量達到了27.76億kWh,有的風電場安裝完成后一年半都不能正常發電,浪費嚴重。

此外,風電項目的審批下放到地方政府,在一些風力資源特別豐富的地區,以資源換投資已成為當地地方政府發展經濟的重要手段。一些地區不顧自身的技術能力和基礎條件強行打造本地區的風電設備產區,低水平的重復建設加劇了設備產能過剩的局面,并產生質量和安全隱患。地方政府在風電項目審批時往往利用特權漫天要價,或者附加各種不合理條款,干擾了風電設備和部件的選擇,既不利于資源的優化配置,又擾亂了正常的市場競爭秩序。

3.3 風電行業質量問題頻發

混亂的市場秩序、設備的惡性競爭,風電制造業降價之勢難以逆轉。一路下滑的機組中標價已經對風電機組產生了深遠的影響,產品的質量得不得保障,廠家的服務打折,技術的更新和標準的提升步伐緩慢。2010年,我國風電機組多次發生質量事故,如機組倒塌,機組著火,葉片斷裂、主軸斷裂,電機著火,齒輪箱損壞,控制系統失效以及飛車等,因部件問題而更換機艙、輪轂等屢有發生。2011年2月24日,酒泉風電基地274臺風電機組在系統電壓跌落時脫網,引起系列反應,致使本次事故脫網風機達598臺,損失出力占到事故前酒泉地區風電出力的54.4%;4月17日,酒泉風電基地再次有702臺風電機組脫網,損失出力占事故前酒泉地區風電出力的54.17%。4月17日,張北風電基地644臺風機脫網,損失風電出力占事故前張家口地區風電出力的48.5%。電監會認為“三起事故暴露出當前風電發展過程中存在的風機多數不具備低電壓穿越能力、風電場建設施工質量問題較多、大規模風電場接入帶來電網整體安全性問題、風電場運行管理薄弱等四大問題”。

風力風電在中國還是一個新興產業,技術底蘊、經驗的積累還不夠,發生一些問題在所難免,關鍵是要及時深入地分析事故發生的原因,總結經驗和教訓,以便日后的改進工作,特別是一些示范項目,更應當實事求是地對項目中的經驗和教訓予以公開,以利于項目推廣時避免同類事故的發生。然而我國一些風電項目被一些地方政府看作形象工程,習慣于報喜不報憂,一旦出現問題就想掩蓋;一些建設相關機構和設備制造商為了自身的短期利益和聲譽,也試圖掩蓋事故真相,甚至有組織地進行信息封鎖。風電行業缺乏有效的信息公開機制,風電機組的質量問題并未得到充分暴露,自然也無法真正解決問題,完善的質量監督也就無從談起。如果這種現象持續下去,風電行業可能會爆發更多的問題,甚至可能導致類似2003年和2008年美國大停電的嚴重后果。

3.4 技術水平落后,產學研關聯度低

不可否認,越來越多的國內廠家都已經意識到技術的重要性,積極謀求掌握風電機組設計核心技術。如金風、湘電等廠家,通過收購國外公司來掌握設計技術;上海電氣則通過請設計公司對員工進行系統培訓獲得設計能力;華創依托于國內科研院校進行研發設計;甚至于各種商業計算軟件的普及、各種咨詢公司也對國內廠家體術水平的提升起到積極的促進作用。

盡管國內廠家掀起了追逐先進技術的熱潮,但是我國風電行業的真實技術水平依然比較落后,許多廠家的設計水平依然停留在模仿階段,技術落后發達國家5～10年。例如,早在2002年,歐洲第一臺直驅機組,Enercon公司的E-112(4.5 MW)機組就已經吊裝完畢;然而到目前為止,我國湘電收購的5MW機組還未吊裝;Repower第一臺雙饋5MW機組2004年秋季已完成吊裝,而華銳的5MW雙饋機組預計將在今年7月完成吊裝。各種驅動技術、方案等原創性設計都是歐洲、美國提出來的,國內公司大都采用模仿、追隨戰略。盡管我國風電機組產品的單機容量越來越大,但技術水平并沒有顯著提升,與國外產品相比國產機組的結構和并網技術還有差距,機組對抗臺風的能力、抗疲勞技術也遠遠落后于國外。

1)零部件研發水平很低 目前我國的一些風電設備制造商為了獲得認證,樣機關鍵部件(除葉片外)全部采用國外知名供應商產品,一旦通過認證組織批量生產時,再逐一替換成國內部件。但是我國許多零部件廠商的技術水平落后,連國外設計標準都不熟悉,更無法提供認證機構所需要的設計和計算報告了。如果說整機廠商已經在追隨國外先進技術,那么零部件廠商基本還處于低級的仿制階段。

2)缺乏技術的持續積累 我國的風電制造企業普遍缺乏技術的持續積累,特別是那些采用收購設計公司或者委托設計的一些風電制造公司,這種弊病尤為明顯。國外一些先進的風電設備企業如Vestas,GE,Siemens等,把產品的技術更新看作生命線,通過不斷地更新提高風電設備的性能質量。例如Siemens的2.3MW機組技術升級達7次之多,機組的技術水平、性能、可利用率不斷提高,產品的生命周期大幅延長。但是反觀國內,盡管早期1MW以下的機組幾乎已被淘汰,但是一些企業新開發的兆瓦級機組,除了對風葉進行了簡單放大外,與淘汰產品相比很少有其他改進。

3)產學研關聯度低 國外的認證機構、領先的廠家常會和科研院校合作研發產品、改進設計方法,但是我國的風電研發隊伍主要集中在各個企業,往往是各家分別研發相同的技術,重復性工作,人員的分散很難產生協同效應,也很難進行原創性的設計。

4 建議

我國政府有關主管部門已經看到了我國風電行業存在的問題,也采取了一系列的措施希望予以糾正。例如國家能源局曾采用了業績限制、單機容量限制提高風電準入門檻,希望在提高風電設備質量的同時限制風電產能的盲目擴張。但這種對單機容量一刀切的簡單方法違反了市場規律無法取得預期的效果,這種限制措施不但不能起到限制作用,反而可能促使技術不成熟的大容量機組提前批量生產和應用,為將來的運行質量和安全埋下了新的隱患。風電產業要保持健康的發展,就必須先從凈化市場環境、規范市場秩序入手。

1)改進風電項目審批制度,防止地方政府盲目建設不合理的風電項目 國家能源局正在研究制定有關規范風電項目審批制度的管理辦法,規定地方政府在核準5萬kW以下風電項目之前,必須先拿到國家能源局的復函,否則不予通過。

2)加強質量管理的規范化建設工作 為了有效地整頓風電設備市場和提高風電設備的質量,建議通過提高行業相關標準、嚴格認證體系和提升產品質量等方式,規范機組設計、制造、安裝、運行的質量。通過質量管理的規范化可以把一大批依靠不正當競爭推銷低質低價產品的不合格生產廠家淘汰出局,達到規范市場秩序的目的,促進風電產業的良性發展。

3)建立市場的誠信機制和監督機制 為了改善風電機組的質量困境,必須建立企業誠信和自律機制,政府有關部門還應當建立、完善監督機制,加強對制造商、開發商的監督,對質量不過關、不重視的企業要予以曝光和懲處。事實上一些國家就有專門的機構,負責匯總、發布風電機組、風電場的參數,包括出現的各種問題。這些機構的管理經驗表明,對各種質量問題進行公開,既可以加強輿論的監督作用,也有利于其他廠家從中吸取經驗教訓。

4)加大對技術研發的投入力度,重視專利儲備 要想成為行業內真正領先的企業,僅僅掌握風電應用技術是不夠的,企業除了確立技術的主導地位外,還要進一步加強在基礎研究,依靠政府、企業和科研院校的大合作,共享技術發展的成果。此外,風電公司在技術研發中還要注重專利的積累,我國企業目前的機組出口十分有限,要想實現產品的大規模出口,就必須解決專利問題,以免遭遇發達國家的專利壁壘。

5)改變偏向最低價的招標模式 目前國內招標幾乎都是最低價中標的策略,機組的安全、質量、性能沒有得到應有的重視。實際上,機組價格最低風場的投資回報率不一定最高,機組的質量、可利用率、可維護性在長達20年的生命周期中扮演了更加重要的角色。讓機組的價格回歸正常水平,廠家才有能力去提升產品質量、增加科研投入,才能促進整個產業的良性發展。

5 結語

福島核電站事故既為我國的核電可能發生的盲目發展敲響了警鐘,也為風電產業的健康發展提供了教訓和經驗。質量是任何行業健康發展的前提,更是用電安全的基本要求。福島核電站事故為我國風電產業的發展提供了機遇,但是我國的風電發展過程中還存在不少問題,與世界先進水平相比我國的風電產業技術還比較落后,風電設備的市場還不規范,因此后福島時期對風電發展的需求也是對我國風電產業的一次挑戰。只有在產業發展中保持清醒的頭腦,加強風電設備市場的管理,加強企業自身的能力建設,努力掌握核心技術,并以設備產品的質量安全作為企業的生命線,才能保持我國風電產業長久、健康、穩定的發展,使我國成為風電強國,在世界風電領域中取得應有地位。