技术路线图中国风电发展路线图2050

项目主持机构国家发展和改革委员会能源研究所项目顾问韩文科，史立山，李俊峰，梁志鹏，HugoChandler，贺德馨，王斯永，JonathanSINTON,CecillaTam项目主持人王仲颖，时璟丽，赵勇强报告编写人员王仲颖，时璟丽，赵勇强，高虎，陶冶，秦海岩，刘明亮，赵锦卓，曹博谦，谢宏文，王霁雪，郭雁珩，王红芳，陈永安，朱蓉，杨振斌，白建华，贾德香，辛松旭，刘建东，袁婧婷，朱顺泉项目协调人国际能源署：KatCheung中丹可再生能源发展项目：樊丽娟机量排名前十。涵盖技术研发、零部件制造、整机组装、检测认证、风电场开发建设、配套服务的产业链初具规模，形成了较为完备的风电产业体系，在国际风电市场中的竞争力不断提高，中国已具备进一步大规模发展风电的基础。风电发展离不开电力系统的支撑，电网将各种电源与千家万户居民、商家和企业的消费者连接起来，电网基础设施，再加上运行调度，是电力系统的核心，目前我国电力系统的发展还不能满足风电发展的需求。发展风电是创新，要在传统的电力系统中融入新的生命力，这需要重构电力系统。中国未来的电力系统应按照清洁、低碳、安全、可靠的要求来打造，并具备同时响应负荷侧和电源侧功率随机波动的能力，以支撑风电等波动性可再生能源电力发展，从而保证可持续的电力供应。德国的能源转型战略、丹麦2050摆脱化石能源的能源发展战略，其核心理念均是重构未来电力系统，即以完全接纳可再生能源电力为目标来构造未来的电力系统。面向风电等可再生能源的大规模发展需求，我们应站在国家的角度、战略的高度，加快推动电力系统转型。因此，如何从全局出发，用发展眼光和战略思维去分析、总结风电发展过程中的各种要素和问题，提出切实可行的中国风电发展路径，为风电和整个电力系统相关战略、政策的制定与完善提供有价值的参考，是此路线图编制的初衷和目标。创新是生存和发展之根本，乔布斯与苹果的故事告诉我们，只有勇于创新、勇于实践，才能改变世界、创造新的生活，企业如此，国家也是一样。我们要实事求是，放眼未来，我希望这份凝聚业内心血的路线图，能够为中国以风电的超越式发展带动能源转型、建立未来可持续的能源系统开启创新思路之门，希望它能为决策者、业内人士提供一些有价值的启示和参考。我相信，为了我们的美好家园，会有越来越多的人关心风电等清洁能源技术发展，只要我们共同努力，风电一定能够在保障中国能源安全、发展经济和应对气候变化的历史使命中发挥重大作用。国家能源局新能源和可再生能源司副司长二O一一年十月北京能源是人类社会经济发展和文明进步的重要条件。今天，能源已与水、空气一样成为我们生活中不可缺失的部分。过去100多年，西方社会拥有充足和相对廉价的化石能源，支持其实现工业化、城镇化和现代化。今天，有更多的国家和人口要发展，要进步，需要使用更多的能源。但是，化石能源是不可再生的，正在以每年150亿吨标煤的速度减少，今后这个数量还会增加。化石能源的有限性与人类需求的无限性之间的矛盾在日益加剧。与此同时，化石能源大量燃烧带来的气候问题更加突出。中国改革开放三十多年来，能源发展之路在重蹈发达国家工业化革命时期的覆辙，以煤炭为主的能源供应支撑了经济的高速发展，同样由此带来的资源、环境压力也已接近承受能力的极限。1980年，中国酸雨影响区不及全国面积的十分之一；今天，除了西藏部分区域外，全国大部分地区都有酸雨问题。能源是经济社会发展的动力，但化石能源同时也是蓝天的杀手，大量简单依赖化石能源不仅带来严峻的资源和环境问题，而且没有发展前途，将会丧失在快速发展的全球能源解决方案市场上的机遇。21世纪，人类必须也必将寻求安全、清洁的能源供给方式，序从而支撑可持续的人类文明发展。在未来的二三十年内，中国需要更多的能源供给，既要合理控制或减少化石能源的消费总量，又要保障能源供给，唯一出路是将目前的传统能源供应体系向清洁低碳能源体系转型。可靠的和经济可承受的能源供应方针应该是在保证能源安全、保持有竞争力的能源价格和生活高度富裕的前提下，发展效益最好和最环保的能源技术，保障经济的可持续发展。21世纪是能源变革的时代，也是创新的时代，未雨绸缪，我们应尽早规划进入可再生能源时代的道路。只要太阳每天升起，我们就有用之不竭的可再生能源，我们的生命之源就不会枯竭，我们就有机会创造人类文明的新时代。可再生能源是清洁低碳能源，风电是目前技术最成熟、基本实现商业化且最具发展潜力的新兴可再生能源技术。2006年后，中国风电发展举世瞩目，年新增风电装机占全球新增装机的比例从2006年的不足10%，上升到2010年49%，2010年底累计风电并网运行装机达到3100万千瓦。短短数年间，在市场的带动下，风电设备制造企业规模迅速扩大，已有四家整机制造企业跻身全球装主要观点和发现07一、引言09(一)能源需求10(二)低碳能源战略12(三)研究目的13(四)方法和内容13二、风电发展现状和前景15(一)风电发展现状15(二)风能开发前景分析19(三)风能开发前景28三、风电发展战略目标33(一)总体战略目标33(二)开发情景34(三)投资和补贴38(四)能源供应和温室气体减排40(五)促进西部发展和增加就业机会40四、技术研发示范与部署(RDD&D)43(一)风能资源评价43(二)风电设备研制45(三)风电场开发建设和运行52(四)风电并网和消纳54五、风电大规模并网和消纳途径59(一)电力系统发展趋势59(二)风电并网和消纳的挑战64(三)风电并网、输送和消纳途径65六、政策框架——实施保障措施69(一)制定国家清洁能源转型战略69(二)加快电力系统转型，推进电力体制改革70(三)健全监管和扶持政策70(四)完善产业服务体系73(五)加强风电科技和人才队伍75七、行动计划77(一)政府部门牵头的行动77(二)风能行业牵头的行动78(三)电力系统牵头的行动80八、路线图的使用与改进81参考文献82目录致谢“中国风电发展路线图2050”研究由国家发展和改革委员会能源研究所与国际能源署联合国内有关机构实施。本项研究得到英国驻华使馆和中丹可再生能源发展项目的资助，国际能源署专家为研究报告提供了诸多宝贵修改意见，中国可再生能源学会风能专业委员会、中国水电工程顾问集团公司、中国气象局风能太阳能资源评估中心、国家电网能源研究院和华北电力大学新能源研究院及国内有关专家提供了大力支持，特别是国家能源局新能源和可再生能源司为项目实施给予指导，在此一并表示感谢。0607中国风电发展路线图2050中国风电发展路线图2050●未来四十年内，中国的经济社会发展将使能源需求仍将保持一定的增速。为解决能源资源和环境挑战，中国已经明确提出低碳能源发展战略和目标，风电已经开始并将继续成为实现低碳能源战略的主力能源技术之一。●本路线图中设定的中国风电发展目标是：到2020、2030和2050年，风电装机容量将分别达到2亿、4亿和10亿千瓦，成为中国的五大电源之一，到2050年满足17%的电力需求。随着风电和电力系统以及其他能源技术的进步，实现路线图中提出的目标在资源、产业、电力系统支撑等方面不存在不可逾越的障碍。●根据风电开发的成本以及不同地区风电的并网和输送成本，本路线图绘制了风电开发的供应曲线。如果将风电的上网电价水平控制在0.55元/千瓦时以内，国家已经规划的千万千瓦风电基地及周边地区的风电经济可开发量就可达到7亿千瓦的水平。主要观点和发现●未来风电布局的重点是：2020年前，积极有序开发陆上风电，开展近海风电示范；2021-2030年，陆上、近海风电并重发展，并开展远海风电示范；2031-2050年，实现在东中西部陆上风电和近远海风电的全面发展。●实现上述目标，从2011年到2050年，需要累计投资12万亿元（2010年价）。随着风电技术进步和开发规模扩大,以及煤电成本的增加，未来风电的竞争力将进一步增加，预计在2020年前后中国陆地风电成本将达到与煤电持平的水平。●实现上述目标，将带来巨大的环境和社会效益，2050年当年二氧化碳减排量将达到15亿吨，风电带来的就业岗位将达到72万人。●风电技术研发和示范部署对于未来风电持续发展至关重要，在风能资源评价、风机设备研制、风电开发建设和运行方面的技术进步将为实现本路线图中的目标提供支撑。●风电的大规模发展要求风电切实融入到电力系统中。近期迫切需要开展的工作包括：制定和实施风电分级和跨省区消纳方案，协调风电、其他电源和电网建设和运行；推进智能电网系统建设；推进和完成电力市场运行机制改革。2030年后，储能、智能电网以及其他先进电力系统技术普遍应用，可望从根本上解决风电的并网和消纳问题。●未来十年的关键行动√根据国家清洁能源战略转型的要求，构建未来创新电力系统框架及实施路径，加快推进电力体制改革，建立有利于风电并网和消纳的电价机制。√制定和落实可再生能源发电配额和电网保障性收购制度，建立实施风电并网和全局消纳的详细规则，促进“三北”地区风电的当地消纳和跨省区输送。√建立详细风资源数据库和信息滚动公布机制，全面部署风功率预测预报体系。√建立完善风电技术公共研发平台、行业管理和技术标准、规范；完善设备供应链，开发应用5MW以上近海风电机组及风电场关键技术。√适应能源转型，构造未来创新电力系统的框架及实施路径分析。√加强风电科技和人才队伍建设。0809中国风电发展路线图2050中国风电发展路线图2050中国是一个发展中国家，发展经济仍然是未来主要战略任务，但是如何为经济发展提供可持续的能源保障，将是中国未来发展中面临的巨大挑战。风电是未来最具发展潜力的可再生能源技术之一，具有资源丰富、产业基础好、经济竞争力较强、环境影响微小等优势，是最有可能在未来支撑中国经济发展的能源技术之一。2006-2009年，中国风电累计装机年增长率平均在100%以上；2010年底，风电累计装机容量已超过4000万千瓦，并网运营容量超过3000万千瓦。但是与常规能源发电相比，风电仍占极小的份额，其发展潜力远没有发挥出来，也即风电可以且应该在中国未来清洁与可持续能源和电力供应中发挥更大作用。一、引言2007年，中国政府发布了《可再生能源中长期发展规划》，提出2020年风电装机目标3000万千瓦，但这一目标在2010年就提前实现，比规划时间提前了10年。可再生能源（包括风能）的开发与利用不受资源约束，环境约束微小，由于其清洁性以及无或可忽略的环境危害性，因此可以规模和持续发展。研究风电发展目标和战略应从远处着眼，应从技术发展的趋势和大方向来看，应从判断该技术在未来能源结构中的地位来看。从世界风电发展趋势和未来发展可能性的角度，到2030年，风电技术能够成为灵活的、电网友好型技术，将成为主力能源发电技术之一。风电发展路线图（2050年）就是要展现中国未来风电的发展目标和实现途径。(一)能源需求发展经济需要能源的支撑，中国能源消费总量在未来相当长的时期内，仍将保持一定的增长速度。一方面，分析中国经济发展形势和未来趋势，今后二十年仍将是工业化和城市化进程双快速推进时期，以住房、汽车为主的消费结构升级将带动产业结构优化升级，工业化的持续发展将带动城市化的快速推进，而2030-2050年经济仍将保持一定的增长，因此，需要足够的能源供应的支撑。另一方面，能源开发的资源、环境等约束又要求，中国必须以较低的化石能源增长率和大规模开发清洁能源来支撑较高的经济增长速度。根据经济和能源发展的关系，国内外许多研究机构开展了中国能源需求预测研究（见表1-1），但与中国近三年的能源消费增长情况相比，这些3-5年表1-1国内外机构所做的中国中长期能源需求展望结果（亿吨标准煤）机构情景201520202025203020402050国际国际能源署（IEA，2008）基准41.546.951.855.5国际能源署（IEA，2007）基准40.7//54.6政策39.2//46.5高增速44.8//67.0日本能源经济研究所（IEEJ，2007）基准/36.0/44.7先进技术/30.7/35.5绿色和平和欧洲可再生能源委员会（2007）能源革命21.323.425.226.0