‘壹’ 风电项目成本分析
一、前言经过多年发展,我国风电业已经培育出了一条完整的产业链,包括上游叶片等零部件生产,中游发电机、齿轮箱等风电主机制造,下游风电场开发、运营。尤其是自2012年我国风电装机容量超过美国之后,我国的风电产业逐渐成长为全球风电的领跑者,研发和技术创新能力也走在世界前列。二、风电项目成本构成成本分类: 1、涡轮成本:叶片、变速箱、发电机、引擎舱、功率变换器、变压器、塔。 2、建设工程包括选址准备和塔的地基建设。 3、电网连接:变压器、变电站、配电网或输电网连接。 4、规划和项目费用:开发成本和税费、许可证、财务成本、可行性调研、法律费用、优先权、保险、偿债准备金、与施工无关的工程、采购和建设合同。 5、土地 风力发电总装机成本中最大份额为风电机组相关,包括塔、建设、交付等等,中国除外。陆上风电的风机在总装机成本中占比为64-84%。风力发电机组的核心部件之一就是发电机,其他的核心部件还包括传动系统和叶片。就是设备及安装工程,占到了总投资的70%。三、成本控制重点风电建设项目的成本控制面临两个主要环节的考验,一是设备的采购、制造、运输环节,二是土建施工、机组吊装调试环节。 风电机组的选择受风电场风资源状况、自然环境条件、交通运输条件、吊装条件等多方制约,在技术先进、运行可靠的前提下,选择经济上切实可行的风电机组是成本控制的主要内容,在计划的工期内高质量完成施工安装及调试任务是风电建设项目施工阶段。 1.1 成本控制的主要工作 设备采购、制造、运输环节:风电机组的正确选择,是解决合理高效利用风能资源的关键,是风力发电项目发电成本高低的主要决定因素。因为风机发电设备的选择同时决定项目建设成本的高低和今后的发电量的多少。良好的风机选型就是要在这两者之间选择一个最佳契合点。风电场配套设施成本所占比例仅次于风电机组,降低风场配套设施成本,也会对风电成本产生一定的作用。所以风电场配套设施成本控制也存在与风机同样的问题。机组选型、设备招标、合同谈判和签订是控制采购环节成本的主要手段。这里面,由于风电机组在运输中难度大,成本高,合理选择运输方式和路线需要在设备选型中充分考虑,同时在合同中明确设备监造也是有效控制设备质量和整个项目工期的有效方式。 1.2 土建施工、机组吊装调试环节 编制合理的施工成本计划,是保证资金合理供应,提高资金使用效率,保证工程质量和工期的关键,也是保证整个风电建设项目顺利实施的基础。风电场的施工建设是一个复杂的工程项目,不但时间紧、任务重,还要面临无场院施工等诸多不确定因素的影响,更加需要科学的管理思想与方法。如何控制工期成本是贯穿于土建施工和机组安装调试始终的。‘贰’ 如何用最小的费用制作风力发电机
首先,购买一个功率200w,额定转速为400rpm左右的发电机 。
然后就是制造叶片了,用的是这种黑色的ABS管道,在国内好像白色的比较普遍,现在下水管都是这种材料的。切割之后适当打磨光滑。
找一个类似下图的金属圆盘,用来连接发电机和叶片,也就是发电机中的轮毂。
在叶片和金属盘上打孔,注意打孔的时候最好配打。
给轮毂找一个轮毂罩,这样能防止螺丝风吹日晒,同时也能起到导流的作用 。
做一个放发电机的支架,木头的就行了,然后用铁丝或者铁片将发电机固定。
做一个连接杆,最好这个地方能装一个轴承。
用水管做一个塔架,塔架底部如下所示,连发电机的电线正好能从这个洞穿出来。
连接塔架和发电机,用斜拉钢索固定。
做一个控制器和整流器,这样就能充电或者直接连电器了,电路原理图如下 。
‘叁’ 风力涡轮机的技术原理
通常情况下,当风通过涡轮机,几乎有一半的冲毕空气被迫停留在叶片周围,而埋判姿弯绝不是通过它们,这些风中的能量就丢失了。传统的风力涡轮机最多只能利用59.3%的风能,这个值被称为贝兹极限(Betzlimit)。
风力涡轮机,借鉴喷气发动机技术的设计克服了存在于传统风力涡轮机的一个基本缺陷。风力涡轮机的叶片周围罩上遮蔽物,引导空气通过叶片并使其加速,这增加了电力产量。
风力涡轮机就像喷气发动机的进气口。当空气进入时,首先会遇到一套固定的叶片,被称为定子,它能把空气引导进一套可转动的叶片——转子。空气推动转子并出现在另一边,此时空气流动的速度比在涡轮机外流动的速度更慢。遮蔽物做成合适的形状,以便其引导在外面相对流动较快的空气进入转子后面的区域。快速流动的空气加速缓慢移动的空气,使涡轮机叶片后的区域变成低气压,以吸纳更多的空气通过它们。
‘肆’ 风力发电为什么突然衰落了
这个问题其实是不太准确的,风力发电行业前景仍然广阔,只是前几年大跃进式发展后进入了一个慢速增长期。
1、数据显示,2010-2017年期间,风电规模持续实现高速增长,装机容量占比由2010年的3.1%提高至2017年的9.2%,跃升为我国第三大电力来源。
2、风力发电的成本持续下降,已经比现有的煤炭、天然气电厂更便宜。美国顶级投行Lazard的报告指出,自2009年以来,太阳能成本下降了88%,风力下降了69%。在美国,陆上风力发电能源的成本可低至29美元/千度,而现有煤炭发电机的平均边际成本为36美元/千度。
3、国内风电行业近年来受供给过剩、煤电竞争等因素影响,弃风率居高不下,致使运营商投资回收期变长,收益降低,但该现象已经得到扭转。例如近年来,新疆新能源装机出现“井喷式”增长,装机总量突破2700万千瓦,规模和占比均居全国前列,其中风电装机规模超过1800万千瓦。自2015年以来,新疆弃风弃光率连续攀升,成为我国弃风弃光较严重的地区。2017年,新疆等6省区被判定为风电开发建设红色预警区域,禁止核准建设新的风电项目。但今年已明显好转,10月,新疆弃风电量4.9亿千瓦时,较去年同期下降54.6%;弃风率14.6%,同比下降14.3个百分点。至此,新疆已连续4个月弃风率低于20%。
因此,总的来说,风电行业没有衰落,仍大有前景。
前些年在西北工作,的确感受到了那几年风力发电大跃进式的发展。记得当初的口号是要建一个陆上三峡。河西走廊地区,一个个风力发电的风车犹如雨后春笋一般。当时在连霍高速上,经常会看到拉着叶片的大卡车穿梭。我的老家在河北保定,也建了不少生产这种风电叶片的厂子,我有个姑姑家的表妹在一个生产风电叶片的厂子里上班,效益好得不行,她只有中专学历,当了个质检员,工资比我研究生毕业都低不了多少,而且福利也很好。当初听她说,她们厂还要把分厂建到酒泉去,为的是降低长途运输的成本。
那一阵风吹过之后,风电很快降温了。后来我看到一篇文章,具体是什么期刊忘记了,好像是能源类的。里面提到了风电的兴衰,也就是针对这一阵风进行了分析。大概的观点是这样的。
风电不稳定,大家都知道,受风力大小的影响明显。所以为了保证风电稳定的输出,通常需要根据风电规模配备相应的火电厂来进行调峰。如此大规模的大干快上风电,火电站都有点跟不上趟。另外,电从发电站发出来到用户使用,中间要经过电网输送。目前国家电网根本受不了这么大规模的风电上网冲击,好像专业的叫法是风电会造成电网震荡,导致脱网。因为风力发电的地方基本上都是人烟稀少,用电量很少的地方,而人口密集用电量多的地方,又没有那么大的风力,不合适搞风电。所以,风电必然面临远距离输送的问题。目前电网是很大的障碍,而站在国家电网的角度上来讲,根本就没有动力来为了风电搞技术改造或者革新,远距离输电在成本方面可能也未必合适。
最后的结果就是那么多风车伫立在戈壁滩上晒太阳,即便有的风车在转,大部分也是在那里空转。电发出来了输送不出去,又不能存下来,还有什么用?
这些问题在规划之初本来就应该系统考虑的,但是各个部门,某些领导,出于各自的目的,就一股脑的大干快上,领导急于出政绩出成果,企业有的是为了赚补贴,总之各种主观因素,办了许多不尊重客观规律的事情。结果劳民伤财,不知道后面的屁股让谁来擦?
风力发电突然衰落和以下几个方面有关!
首先,风力发电对环境污染的缓解的确有作用,但是风力发电毕竟要受到风力的影响。即风大的时候风机可以全速转动,电力供应可以得到保障,但是遇到风力小,或没风的时候就麻烦了! 因此,风电无法像火电和水电一样完全直接接入电网用来作为东部发达省份的电力主要来源。即使接入电网的,也必须配套建设火电站以保障电力供应的稳定性。而近几年环保治理力度不断加大,火电厂产能受到极大限制,不稳定的风电上网也就更难了!
其次,虽然风电在德国、法国等欧洲国家发展迅速。但是,毕竟这些国家从国土面积和地区平衡发展方面都和中国完全不同! 中国风电产能大省是内蒙古和新疆等地,而急需电力的是东部地区。因此输电线路损耗也不得不考虑。
综上所述,风电对能源安全和环境安全的作用,一开始显然还是被高估了。现在只是回归理性而已,不用大惊小怪!
很高兴回答你的问题。在我们的生活中能源的需求无处不在,例如开车需要汽油。但汽油也是由石油提炼出来的,但地球上的石油是有总量的,且是不可再生资源。也就是说有枯竭的一天,这也是为什么现在都提倡使用电动车的原因。
相比于石油这种不可再生资源,电的资源是可再生的。前几年风力发电的概念抄的很火,这种发电方式既环保又省钱,但为什么这几年风力发电衰落了呢?
其实还是技术上面临一些问题。比如说风力是不可控的,有大有小,这就会造成风力发电的电不稳定需要配置火电厂进行调峰,但这样一来还是增大了电力的成本。还有一点,风力发电因为噪声还是比较大的,所以一般布局在人烟稀少的地方。这样一来,电力长途运输也会造成成本增高。
加之,我国目前电力长途运输的技术还稍显落后,造成技术端很困难。所以,就目前来看,我国的风力发电尚处在实验阶段,想要大面积使用还需时日。
当然,如果这些问题都解决了的话,风力发电会降低电力成本。而作为老百姓也会感受到这种技术带来的福利,但现在来说还为 时尚 早吧。
他山之石,风电可以成为主导性能源如果你有兴趣可以下载一份《BP全球能源统计年鉴》,你会发现以下事实。
第一,由于欧洲缺少一次性能源(煤炭、石油、天然气),因此,欧洲大国可再生能源占比远超全球。法国和德国选择了两条不同的路线。
德国正在发展成为风电为主的国家。
重要原因:日本广岛核泄漏事件使德国选择放弃核电,必须有新的可再生能源补充核电退出的真空地带。近几年,德国风电以超高速增长,风电成本持续下降。目前,德国风电装机容量占全国1/3, 峰值可满足半个德国用电需求 。因此 ,德国已经证明风电是可永续为人类服务的靠谱的可再生能源( 请不要在喷“风能”这项可以永世造福人类的技术本身 ) 。
新闻报道
德国在岸风电场占据的国土面积大约为2%
第二, 中国煤炭需求占全球比重接近50%,煤炭每年产量37亿吨左右,占货运总量(440亿吨)的8%左右。请注意,单品产量占货运总量8%。有多少煤炭产生的能源是用来运输煤炭本身?有多少煤炭产生的能量是用来运输煤炭相关产业重化产品?
唯GDP逻辑和产能过剩是风电调整的主要原因能源在西北,需求在东南。
东南为了GDP和自己的地区就业,考虑环保和未来的比重会有多少?
如果使用西北的风电,不仅相对较贵,也等于把就业和GDP拱手送给西北。
这是第一个因素。
煤炭价格随着石油价格(2001-2008年大宗商品牛市周期)的下跌而下降,东南地区自己上火电开始较使用风电更加经济。
这是第二个因素,也是重要因素。
化石能源(煤炭、石油、天然气)是一次性能源,越消耗越少。
风电成本递减,风能无穷尽,是永续能源。
相信技术,
未来,风能、水电、核电、太阳能四驾马车将成为中国的主导性能源,与电动 汽车 组合,彻底摆脱中国能源受制于人的局面。
首先需要把命题重新确认一下,那就是风电兴盛过吗?
事实上,风电从起步起,风险就已经埋下了,就没有能够走到兴盛的阶段。原因就在于,在政策上支持风电开始,不顾一切地上马风电项目,且不讲技术含量、不顾发展实际、不考虑电力供应现状、不研究风电项目建成后如何与电网接轨、不对项目进行可行性研究,就开始大肆投入,发展风电项目,怎么可能不出现问题呢?
我们说,看一个行业、一个领域是不是兴盛,决不是上马多少项目,而要看项目建成以后有什么样的效益。包括经济效益和 社会 效益,也包括对经济 社会 发展的作用。也只有作用与效益都得到体现,才能够这个行业的发展是兴盛的、 健康 的。否则,只能算是盲目发展、无序发展。
殊不知,风电行业在发展过程中,并没有一个完整的发展规划,没有产业布局,没有合理的资源配置,而是由企业和投资者赶时髦、抢政策,看似轰轰烈烈,实质毫无意义、毫无价值。特别在一些电力供应十分充足,火力发电、水力发电,甚至光伏发电都已经出现过剩的情况下,仍然在上马风力发电项目,等待风电行业的,只能是倒在起点上。
更重要的,在一些地方,风电项目已经对环境、管理等产生了不利影响,对土地的完整性、规划性等也带来了破坏,只是因为一时的政绩需要,地方同意其建设。在电力供应已经过剩的情况下,当然会出现问题了。
所以,对风电来说,不存在衰落的问题。而是压根就没有兴旺过兴盛过,只是出现过虚假繁荣现象,是把暂时的热热闹闹看成了兴盛和兴旺。相反,倒是给很多地方留下了一大堆难题,拆除不行,不拆除也不行。资源浪费,在风电行业是比较严重的,也是十分典型的。
从风电行业的大干快上,到现在的遗留问题成堆,也是一次深刻的教训。任何行业的发展,都不能盲目、不能搞大跃进、不能无序。风电行业的教训,应当引起各地、各有关部门,包括企业和投资者的重视和关注,应当从中吸取教训,避免在其他行业和领域再发生类似问题。
第一,风力发电是所谓“垃圾电”,有风的时候有电,没风的时候没电,对于电网来讲价值不高但成本很高。
第二,风力发电的价值被宣传过头,有泡沫,实际上我国适合风力发电的地方压根没那么多。所谓衰落,只是回归正常。
并不能同意风力发电衰落的观点
风能有很多优势,是世界上增长最快的能源之一风电是清洁能源。风能不会污染空气,这不依赖于燃烧化石燃料,不会导致人类 健康 问题和温室气体的排放。虽然在生产风力发电机过程中有部分排放,但在风力发电过程中是清洁的,风力资源丰富,是最具成本效益的能源形式之一
风电是可持续的,风能实际上是一种太阳能。风是由太阳、地球自转和地球表面不规则的大气加热所引起的。风力涡轮机可以建在现有的农地,农民可以继续在这片土地上耕作,风力涡轮机只占用一小部分土地。
风力的间歇性,没有办法控制空气的方向,风能仍然是不可靠的能源来源。
高额的初始投资,与传统发电方式竞争,可能不具有成本竞争力。
风力资源丰富地区通常位于偏远地区,远离需要电力的城市,必须修建输电线路,将风力发电厂的电力输送到城市。
风力涡轮机可能会引起噪音污染,可能破坏当地的野生动物
但这些问题大多通过技术的发展来解决或大幅减少
自1980年以来,价格下降了80%以上,由于技术进步和需求增加,预计在可预见的未来,价格将持续下降,通过技术研究可以解决更多利用风能的挑战。比如Nature Energy就在2016年发表了清华大学核研院能源政策研究团队研究成果“高比例煤电电网风能并网潜力的模型”,通过有效的电力改革,并网风电总量在2030可达到电力总供应量26%左右。提出将来应综合资源潜力、距电力负荷中心距离等因素进行 风电布局,提出了风电供应曲线模型,得出了2030年并网风电的供应曲线。
支持风电发展是我国长久以来都支持且是未来会一直支持的,制定了长远发展计划,如风电发展十三五规划和2050风电发展路线图。
2050风电发展路线图
最后
骗补贴的情况切实存在,这在每个新能源领域都会有,各种新能源都有各自缺点,成本都不低,需要依赖补贴支持。 但是清洁能源是人类可持续发展的必然趋势,只要政策力度够强,总会有钱能够用在刀刃上 ,就像基层腐败分子普遍存在,但是新农村建设政策以来,农村基本上还都是发生了翻天覆地的变化,基本上每个村落都通有了水泥公路。
光是靠补贴发展某个产业确实不可持续,只要依靠补贴的企业或者人里面有人办实事,产业确实有前景(风电无疑是具备的),一定会是另外一番胜景。 高铁也没被少说为急功近利,遍布偏僻村落的移动网络邮政网络也离不开财政支持 。总之,风能还是一种非常绿色可持续的能源,如果能充分利用风能,使用非再生能源将会减少,对我们的子孙后代来说会是一个好兆头,相信随着技术的进步,风能将变得更便宜,减少对财政补贴的依赖 ,风电一定能够在保障能源安全、发展经济和应对气候变化中发挥重大作用 。 21 世纪是能源变革的时代,也是创新的时代。
首席投资官评论员门宁:
中国是个能源资源并不丰富的国家,因此在新能源、可再生能源领域一直有大量的投入。风力发电技术与应用最为成熟,产业化程度最高,因此发展新能源自然首选风力发电。
在2015年及以前,我国风力发电一直高速发展,2010年新装机容量突破1000万千瓦,2014年突破2000万千瓦,2015年达到峰值3419万千瓦。之后2016年与2017年两年,新装机容量连续下滑,因此才有了风电衰落之说。
从上图可以看出,2015年的装机量暴涨,暴涨之后2016年新装机量才大幅下降,这主要与国家的政策有关。因为当时政策要求,2016年1月1日以后投入运营的风电项目,上网电价将要下调;大家为了赶在下调钱投入运营,于是在2015年抢装。
2015年的抢装,极大释放了风电的需求,压缩了后续需求;由于2015年及以前建设太快,新增风电并没有被很好消化,于是2016年国家能源局首次发布全国风电投资监测预警,对红色预警的区域暂停风电开发建设,集中精力采取有效措施解决存量风电消纳问题;橙色预警地区除符合规划且列入年度实施方案的风电项目和我局组织的示范项目及市场化招标项目外,不再新增年度建设规模,之前已纳入年度实施方案的项目可以继续核准建设。
这使得一些大力发展风电的省份(新疆、甘肃、宁夏等)暂时无法新上风电项目,2016年与2017年的下滑也就不难理解了。
连续两年的疲软,让很多人认为风电行业衰落了,并找出了几大衰落的原因:
1、风电不稳定,电压、频率波动性大,因而大规模并入常规电网,会危害常规电网;
2、风力机结构复杂,风电价格远高于煤电,我国风电设备单位功率的费用是煤电的两倍以上,电网公司很难接受或根本不愿意购买风电;
3、地方ZF为了功绩大干快上,造成风电产能过剩。
这些问题确实存在,但不能否认的是,风电还在发展,从上面的预警图可以看到,已经有不少省份的预警被取消,风电经过两年的调整,将重新迎来拐点。
首先随着技术与生产力的发展,风电的价格在持续下降,而煤炭价格随着供给侧改革大幅上涨,火电价格上涨,风力发电的价格劣势在减弱甚至转变为价格优势。
其次,随着宁夏、内蒙、河北等地的预警减弱或降级,风电装机量将重新回归升势。
最后,可再生能源、清洁能源替代煤炭、石油等高污染、不可再生能源是大势所趋,调整不会改变进步的趋势。
未来,风能、水电、太阳能、核电四驾马车终将成为中国发展的新能量,让中国摆脱国外的能源控制,把命运掌握在自己手中。
风能是这些年发展很热的新能源,其原理就是将风能转变为机械能,再将机械能转变为电能,风能形成的电是交流电。全球的风能资源非常丰富。今天,中国大部分地区都建设了风电的示范基地,风电建设比较多的是沿海地区,草原牧区。风电的发展还是非常迅猛的,总体上并没有衰落。数据显示,今年1月到3月,全国的风力发电量增长了33%以上。
当然风力发电在发展的过程中,确实遇到了一些困难。首先是风电发电的并网问题,因为风能发电不能空转,所以还要投入使用的,虽然可以进入微网和分布式电网,但是绝大多数新能源发电要并入电力主网,但是一个技术难题是在这个过程中会产生谐波等现象,会干扰整个主电网的安全,严重时还会导致主电网的瘫痪,所以很多电力科学家都在攻关这个难题,据我采访所知,上海电力学院的符扬教授科研团队近年来就成功解决了海上风电场的安全并网问题。
另一个困难就是条块割据,因为无法统一,就算技术取得了突破,风电可以安全并入主网,但是因为地方保护主义的存在,导致某些地区的风电只能空转,而无法对外传送,导致了能源的大量浪费,风电企业亏损,投资者对风电的预期也大大下降。
但是这些都是发展过程的暂时困难,随着中国电力核心技术的不断突破,以及电力政策的不断改进,电力布局的不断优化,很多难点问题未来都是可以解决的,我们要相信风力发电美好的未来。
‘伍’ 风力发电的转速那么慢究竟是如何发电的呢
风力发电是将风能转换为电能的发电带庆弯机。风力发电机组通过专门设计的叶片吸收风能,并将风能转换为机械能,进一步驱动发电机旋转,实现风能向电能的转换。对于风力发电,波动是由风速的随机变化引起的,不同频率的功率波动将导致并网电力系统受到不同程度的破坏。因此,在风力发电系统中,通过储能系统的充放电来在差喊不同风速时进行稳定的供电。
风力发电之所以具有吸引力,是因为它具有成本,生态兼容性,可持续性,巨大性和普遍性等优点。但是,诸如间歇性,可变性和不确定性之类的缺点仍然是技术问题,风力产生的功率随风速变化而变化。风力发电计划的目的是找到最经济的发电计划,该计划可以满足未来一周/天的预测需求,并满足静态和动态运行的限制,例如容量限制,电压限制,调节余量的获取以及稳定性,可靠蠢闷性和安全性。
‘陆’ 如何使风力发电机在低风速下发电
1.风力发电所需要的装置,称作风力发电机组。这种风力发电机组,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)
2.由于风轮的转速比较低,而且风力的大小和方向经常变化着,这又使转速不稳定;所以,在带动发电机之前,还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱,再加一个调速机构使转速保持稳定,然后再联接到发电机上。为保持风凳尺帆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。
3.电网的频率一般是固定的.中国是50HZ,4极发电机,它的困银同步转速为1500r/min,6极发电机,它的枣雹同步转速为1000r/min.所以在风轮的转速低于或高于发电机的同步转速时,是不能并网发电的(允许范围是同步转速的97-103%).
4.额定风速,是风机在匹配的动力带力下,正常工作,以最佳效率运行时的所产生的风速.
5.当风速较低时,通过改变风轮的叶尖速度与风速之比,和改变桨距角,来使风力机实现风能的最大的捕获.
‘柒’ 如何解解决风力发电风能的转换效率低的问题
进行最大风能捕获控制来提高芦闷春风能转换率,主要是在风速低于额定风速时,进行叶尖速比跟踪控制,罩局保持最大叶尖速比,从而可以使风能输出陪耐根据风速达到最优输出。