2.17億千瓦、2.16億千瓦，這分別是截止2020年上半年，全國風電和光伏發電的累計裝機量;而在短短5年前，這一數據分別是1.29億千瓦和4318萬千瓦。隨著裝機增速連年放緩，原本具有先發優勢的風電產業正面臨被光伏產業反超的境地。
近兩年來，除了海上風電，平原低風速風電被認為是風電產業下一個“希望的田野”。未來，平原地區低風速風電能否再次打開風電產業增長的空間?低風速風電目前能否實現平價上網?產業發展還存在哪些瓶頸?為了回答以上問題，記者近日對全國首座整場大規模采用高塔的平原風場——湯陰風電場進行了探訪調研。
低風速地區已具備大規模開發風電條件
驅車從河南省鶴壁市向北出城，駛上京港澳高速不久，就能看見三五成群的高大風機矗立在廣袤的豫東平原之上，格外顯眼。由于風速較低，我國中東南部的風電場通常修建在風速更高的大山之上，在人口稠密的中東南部平原上修建的風電場并不多見。
作為全國最具代表性的平原低風速風電場，由中國華能集團有限公司投資建設的河南安陽湯陰風電場讓人們看到了低風速風電的市場潛力。該風電場一期工程安裝69臺遠景120米高全鋼塔筒、2.X平臺智能風機，裝機容量15.18萬千瓦，2017年9月投資建設，2018年12月并網，呈現了良好的經濟社會效益。
“七八年前，我們認為在河南不太可能開發風電，至少平均風速得達到每秒6米以上才具有技術開發的條件。”作為風電行業的資深專家，中國可再生能源學會風能專委會秘書長秦海巖起初并不看好平原低風速風電的發展。
秦海巖的顧慮有其原因。此前，我國風電建設主要集中在高風速的三北地區(西北、華北和東北)和中東南部的山地，這些地區的風資源都明顯好過平原地區，且這些區域往往地廣人稀，具備較好的建設環境。
近年來，隨著風電技術的進步，平原低速風電場迎來了快速發展的可能。十多年前，中東南部每年風電新增裝機只占20%，大部分是在三北地區建設風電場;但在近三五年，中東南部地區每年新增裝機占比已經達到了60%至70%，風電建設總體開始向中東南部轉移。
談及轉移的原因，秦海巖表示，一是三北地區電源建設比較多，而當地用電負荷有限，產生了一些棄風限電問題;二是中東南部是我國的電力消費中心，利于風電消納。“以前風機技術不具備經濟性，但是近幾年隨著風機控制策略和智能化的提升，塔筒增高、葉輪直徑增大、單位千瓦掃風面積增加，以及制造成本的降低、效率的增加，平原地區、低風速地區也具備了開發的條件。”
在人口密集地區大規模開發分散式風電其實早有先例。德國跟我國中東南部地區情況比較類似，其風電開發以小規模分散式風電為主，并沒有大規模發展風電基地，德國98%的風電場風機數量不超過5臺。在這種模式下，德國風電裝機仍然高達6000萬千瓦，單位國土面積裝機量達175千瓦每平方公里。反觀我國中東南部裝機密度高的地方僅為20千瓦每平方公里。
中國工程院院士、原中國工程院副院長杜祥琬曾表示，他搞能源幾十年了，最近這兩年發生了一個認識上的轉變。原來認為中國的能源資源是不匹配的，只能靠西電東送發展?，F在他認為，只要中東南部充分利用身邊的風光資源，完全可以實現能源自給。
“中東南部風資源理論上是沒有天花板的。”秦海巖表示，他們曾經跟氣象局做過風資源詳查評估，在中東南部地區，地面風速定到每秒6米以上可以實現2億千瓦裝機;定到每秒5.5米以上保守估計具備10億千瓦的開發潛力。
現有技術完全可以實現平價上網
行走在湯陰風電場，可以很輕易地發現其中風機的特別之處——塔筒更高，葉片更長。
對于這樣特殊機型的選擇，華能集團河南分公司總經理助理廖毛雄解釋說，在風速條件方面，河南平原地區比三北地區要低，且風切變較高(高空風速更大)。為了捕獲較高的風能，需要選擇更高塔筒、更大葉輪直徑即單位掃風面積更大的風機。
記者了解到，湯陰風電場項目設計年平均風速低至5.62米/秒，采用遠景2.X平臺120米高度全鋼塔筒低風速智能風機，該機型可最大程度地發掘和利用河南平原地區高切變風資源優勢。
能否提高經濟性，實現平價上網，是平原低風速風電能否大規模推廣的關鍵。據遠景能源高級副總裁田慶軍介紹，湯陰風電場建成已有兩三年，屬于中國比較早期的平原風電場，采用的是第一代平原風機，特點是“雙120”，即120米的塔筒高度加上121米的葉輪直徑。這在當時還無法實現平價，基本是在原有國家補貼的基礎上來實現經濟價值。
不過，按照當前的技術能力，實現平價上網已不是難題。遠景能源根據平原地區風資源高切變的特點，把塔筒的高度從以前的八九十米，抬升到了120米、140米，甚至150米。風機葉輪直徑也不斷加大，用于增強風機千瓦掃風面積，獲取風資源的可開發性。
田慶軍說，遠景去年推出第二代平原風機是“雙140”，140米高的塔筒讓風資源在原有基礎上增加了0.2至0.4米左右每秒，葉輪直徑也達到141米，基本實現了準平價。今年推出的第三代平原風機是“雙150”，150米高的塔筒加上156米的葉輪直徑，在平原地區可以有效地把風資源大幅度提升，從而實現平價上網。
以第三代平原風機為例，如果搭建3.0兆瓦150米塔筒156米葉輪直徑的風機，年發電利用小時數可以在現有2.2兆瓦121米高塔筒風機基礎上提升800個小時，達到3000小時以上。在單位造價7500元/千瓦情況下，可以將全生命周期度電成本降到0.3元/千瓦時，對比河南0.3779元/千瓦時的標桿上網電價，意味著一臺3兆瓦的風機，平價上網以后每年純利仍然可以接近150萬元，經濟效益非?？捎^。
“隨著技術不斷創新，新的材料、新的控制算法的應用會讓未來的風機更加高效、發電量更高。”田慶軍表示，以現有技術而言，在未來一兩年內，中國幾乎所有的中東南部省份都可以實現平價上網。“中國有500多個縣是平原縣域，初步估算平價以后可供開發的平原項目有1億千瓦以上，所以風電平價以后的開發是沒有瓶頸的，但可能會有其它方面的影響因素，比如政策的支持、消納等問題。”
廖毛雄同樣認為，下一步制約風電發展的主要因素不再是技術、經濟因素，中東南部人口稠密，未來更多是建設環境制約，比如老百姓覺得不好看，地方政府不接納等等。“盡管技術先進，能夠實現可持續發展，但地方不讓建也沒辦法，這個問題對風電行業可持續健康發展是很關鍵的因素，否則中東南部發展風電是很困難的事。”
與環境融為一體，和地方和諧共生
“剛開始以為建好這個項目會對我們生活造成什么影響，沒想到成了風景區。”談起自家門口的風電場，湯陰縣宜溝鎮香寺村村民張樹亮豎起了大拇指。
除了高塔筒、長葉片，湯陰風電場還有一個令人稱道的特點——與環境融為一體，和地方和諧共生。
記者發現，在塔筒設計上，該項目改變了傳統白色烤漆設計，取而代之的是創意涂裝。圖案選用了湯陰精忠報國、甲骨文等文化元素和太行山水畫面，宣傳的是地方文化元素和人文景觀，這在全國尚屬首創，這讓風機成了文化藝術品和網紅打卡地。
走進風場升壓站，映入眼簾的不是傳統簡陋的普通廠房，而是一座古色古香的古建筑，建筑內部則是獨具現代科技特色的控制中心，古今、科技、環境融合，相得益彰。
此外，在湯陰風電場的上空，也看不見傳統風電場密布的桿線，場區內7條集電線路全部以地埋電纜的形式進行鋪設，不但保持了空間環境特色，也為政府后期規劃留足了空間。
“在人口密集的平原地區修建風電場，最大的難題是與當地老百姓和政府溝通。”廖毛雄說，老百姓覺得占用土地了，政府認為影響環境了，所以在這些項目的建設中，更應該考慮如何做到協調發展的問題，要解決風電與環境的融合，消除對當地景觀上的影響。
平原低風速風電場普遍面臨土地資源緊缺挑戰，如何合理規劃并使用有限的土地資源非常關鍵。田慶軍表示，在項目規劃階段，華能做了大量準備工作，充分調查擬規劃區域的土地可利用性，隨著項目輸入資料的完整性和準確性，遠景采用自主研發的格林威治云平臺，在給定的限制性因素下對可開發的區域做精細化的資源評估及收益復核，在通過平臺智能尋優最終迭代出最優的微觀選址方案，在少占用農田耕地的前提下實現了項目收益的最大化。
據了解，目前在平原地區修建風電，復耕后，一個機位僅需占用100平方米的空間，建設期還能幫助當地進行道路硬化，完善路網建設。
在景觀設計方面，風機上可做的文章也還有不少。“風機這么大的塔筒，既可以彩繪，也可以做電子屏等。隨著風電行業發展，將來創新一定會層出不窮。”田慶軍說。
此外，對于沒有資源優勢和交通優勢的貧困地區而言，發展風電是拉動經濟發展，實現脫貧致富的有效手段。秦海巖透露，一個行政村只需要拿出200平方米的土地，安裝2臺3兆瓦的風機，在平價上網的前提下，一年可以給村集體貢獻近300萬元的凈利潤。
“所以說，風電不僅能夠解決當地能源結構調整的問題，貢獻清潔電力，同時可帶動縣域經濟發展，還能夠給當地制造一個新的人文景觀，提高當地旅游收入，助力美麗鄉村建設。”秦海巖表示，“要讓更多老百姓接受風電，這樣風電的發展空間就打開了，發展的最大障礙也解除了。”
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