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以‘青海湖’之名再造青海光伏发电的核心竞争力是便宜而不是绿色风电还有多少降本空间?

日期:2021-11-11    来源:巅峰能源

国际风力发电网

2021
11/11
10:18
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关键词: 风电项目 风电建设 绿色风电

青海,青青的海子,因中国最大内陆咸水湖“青海湖”而得名。以青海湖为中心,东南西北四个方位,分别命名为海东、海南、海西、海北,朗朗上口又便于记忆。

随着2020年11月海南和海西两个千万千瓦级可再生能源基地宣告建成,青海再一次吸引了世界的目光。多能互补推动新能源一体化发展。

我们这次要去的,是位于青海湖东南60公里的塔拉滩,一片以青海湖之名、再造一片蓝色光伏海的地方。

光伏发电的核心竞争力是便宜而不是绿色,只有便宜才能大规模推广,只有便宜才能成为主力电源。当前因为供应链不同环节的供需失衡造成组件价格暴涨,这情况不会持久,随着产能的释放、技术的进步,光伏组件的价格仍将进一步降低。如果降价无法实现,那么能源转型的目标也难以实现。为何光伏发电必须越来越便宜。

光伏发电需要高强度的系统灵活性支撑 之前光伏装机容量较少,火电贡献一些灵活性就可以保消纳。未来光伏的量越来越大,系统灵活性的成本将非线性上升。如何支付这部分成本有两个渠道,一个渠道是增收,电力市场新的分时电价和全部工商业用户进入电力市场等政策,已经在用电侧逐步增加用户的费用;另一个渠道就是光伏等可再生能源来支付,风光的成本必须进一步下降,才能挤压出更多的钱来支付灵活性成本。 

央企的收益率降低对采购组件没有意义

 目前的情况类似一个饭店原本可以供餐50份,现在涌进来100个人用餐。无论大家出多高的价格,都只有50个人能吃到饭。如果想供应100人吃饭,那该饭店产能必须增加一倍。所以,高价格不会增加供应,只是给出信号来吸引新增产能,但是需要时间,这是周期的魅力。目前的刺激已经足够了,硅料端的产能在明年将逐步释放。我们希望政府能够理性的看待今年的装机数字,理性面对周期的波动,莫要再鞭打快牛。 只有下游赚钱才有积极性 光伏发电电价目前封顶,那么只能压低成本才能赚钱。下游电站的产业链,包括路条方、施工方在组件超过2元之后,是没有任何利润可言了。大家不赚钱谁有积极性干活,即便是央企有任务要收购,但是央企也需要多方的配合,如果没有利润,即便是上面猛压那也只能是慢吞吞。  此时组件的价格还在上涨,究竟是谁在买2.15元/瓦的组件呢?部分分布式因为用户电价较高,加上缺电等因素助攻,咬牙买了这些高价组件,但这种情况并不多见。 大家都希望我们能够预测组件明年到多少钱,说实话这个堪比预测大A走势。综合考虑现有形势,明年一季度末组件回落到1.8-1.9的时候,就能有效释放一部分需求。二、三季度组件价格回落到1.7-1.8,这个将会维持一段时间,直至2022年,继续向1.5进军。这里面多个变数影响,例如人民币汇率问题,这个影响出口;政府对绿色产业的高耗能单独管理,类似光伏玻璃那样。 

从西宁到共和,道路两岸陡峻的山体逐渐退去,视野渐渐辽阔起来:蓝天、白云、碧草,牛羊点缀其间,一派祥和宁静。只有远山上隐隐闪耀着的白雪,向来人昭示着昨晚风雪驻足过的痕迹。

这是全国范围内唯一以“共和”命名的县城。

在2011年之前,共和县还不像现在这样全球知名。因为全球最大可再生能源基地落户于此,共和县迎来史上最热闹的时刻:

这个人口不足5万的小县城,光伏电站建设高峰期,大吊车“一车难求”;餐饮、住宿、汽修、五金、建材被迅速带动起来,共和县城所在地恰卜恰镇人满为患。

这样的盛景,还只在上个世纪80年代修建龙羊峡水电站时出现过

黄河“龙头”电站——龙羊峡水电站

随着全球最大可再生能源基地逐渐成型,当地开始流传一句话,“青海有三海:青海湖、龙羊峡、光伏海。”

而这一切,都与一家以“黄河”冠名的企业有关——国家电投集团黄河水电公司(以下简称“黄河公司”)。

十年逆变

2020年9月26日,对黄河公司和华为来说是个值得纪念的日子。

这一天傍晚17时18分,由黄河公司投资建设的青海共和2.2GW光伏电站最后一个标段并网发电,标志着支撑全球首条100%输送清洁能源的特高压输电工程(“青豫直流”)配套电源点正式通电。

同时,该项目也成为全球最大单体光伏电站、全球最短时间内建成的新能源发电项目(从中标到全部并网历时一年)。

与之配套的“青豫直流”,作为全球首条100%输送清洁能源的特高压输电线路,西起青海海南州、东至河南驻马店,全程跨越1563公里,源源不断地将来自西北高原的清洁能源送往中原大地,高原之光点亮中原万家灯火。

随着青海共和2.2GW光伏电站的全面并网以及青海省“十三五”存量风电项目的陆续并网,海南州、海西州可再生能源装机规模分别达到1543.6万千瓦和1012万千瓦,两个基地全部跃上千万千瓦级台阶,青海省“十三五”能源发展目标得以提前实现。

“青豫直流”特高压,跨越1563公里

高原之光点亮中原万家灯火

然而对华为人来说,这一历史性的时刻,是用270个日夜与黄河公司并肩奋战交出的完美答卷,更是十年坚守与精进铸就的勋章。

十年前,中国的逆变器市场还是集中式的天下。

2013年,华为携手黄河公司,在青海格尔木光伏电站中首开组串式逆变器应用于大型地面电站先河。此举不仅打破了原先集中式一统天下的局面,更引领了后来的光伏行业发展进程。

2014年,双方首次扛起智能光伏大旗,推出基于组串逆变器的智能光伏解决方案,对电站进行全面的数字化改造。

一年后,“智能光伏联合创新中心”在黄河公司成立。该中心孵化出的诸多行业首创技术,为全球新能源可持续发展发挥了前瞻性、战略性的科技支撑和示范引领作用。

例如现在重构运维体验的智能IV诊断技术,作为该中心的创新成果之一,不仅大幅提升了运维效率,该技术更为深远的影响,是贡献于光伏度电成本(LCOE)的大幅下降。

很快,组串式逆变器在2017年反超集中式,成为光伏逆变器主流。今天,智能IV诊断技术已在全球范围内得到大规模应用,用于替代原先繁杂低效的人工运维巡检,全球范围内的光伏平价得以提前到来。

星火燎原。智能光伏从中国黄河发轫,由于双方的不断尝试、突破与进取,占地609平方公里的全球最大光伏发电基地,连同百兆瓦实证基地一起,托举黄河发展成为真正的全球光伏产业与技术高地。

华为智能光伏服务塔拉滩现场,累计故障率控制在0.6%

按照黄河公司董事长谢小平的话说,双方通过资源对接、优势互补,实现了“1+1>2”。

十年时间,依托一条大河、一片荒漠,这片土地创造了六个“世界之最”:

全球最大可再生能源基地、全球最大光伏发电运营商、全球最大单体光伏电站、全球首条100%清洁能源特高压、全球最大水光互补电站、全球最大百兆瓦实证基地。

依托一条大河、一片荒漠,这片土地创下六个“世界之最”

百兆瓦实证基地一隅

得益于华为贡献的数字信息技术、5G网络应用和智能手持终端,黄河公司同步建成中国最大的新能源集控中心,34座光伏场站接入、2000多万数据测点,实现光伏电站集中监控、大数据分析、远程诊断与实时维护。

根据规划,这里最终将建成609.6平方公里的光伏园区(接近新加坡国土面积)和2400平方公里的风电场。

截至2020年底,海南州可再生能源总装机1865万千瓦,其中光伏900万千瓦、水电550万千瓦、风电410万千瓦、光热发电5万千瓦,已壮大成为名副其实的可再生能源产业高地。

塔拉牧歌

塔拉,蒙古语意为“滩地草原”。

但在很长一段时间里,由于干旱少雨和过度放牧,这里是一片戈壁沙丘,是黄河上游风沙危害最严重的地区之一。

从2011年开始,得益于光伏电站的建设,太阳能电池板的铺设减弱了地表蒸发量,提高了土壤水分,这里的植被逐渐得到恢复,生态环境得到明显改善。

板上发电、板下牧羊,现代科技与传统自然和谐共生的巨幅画卷在青藏高原铺陈开来。

天苍苍、野茫茫、风吹草低见牛羊。

十年之后,塔拉滩也完成逆变,恢复了她“滩地草原”的本来面貌。

塔拉牧歌:板上发电、板下牧羊

“光伏羊”奔向光伏园

光伏园里牧羊的消息,几乎在一夜之间传遍大江南北,多年不闻的塔拉牧歌再次响彻高原。

在去往基地的途中,黄河公司光伏维检公司生产技术部副主任宦兴胜告诉我们,现在塔拉滩光伏羊已经成为这片土地上又一张响亮的名片,正在注册商标。

宦兴胜在基地

多苟杰,今年50岁,家在铁盖乡,他家的牧羊点就在13区附近。由于家里养了550多只小尾寒羊,需要优质牧草,多苟杰和老婆平时就在这里放牧。

“以前这里没有这么好的草,都是沙子,长出来的嘛,一丛一丛的,就像你们在路边看到的那种,硬,羊不吃的。”

牧民多苟杰和老婆在自家羊圈门口

从塔拉滩光伏项目规划伊始,黄河公司就在思索,如何在工程建设的同时修复当地生态,“在保护中开发、在开发中改善”,实现光伏与生态的双赢。

一开始,为了减少荒漠风沙对太阳能光伏板的影响,他们就在园区周围撒下牧草种子。没想到的是,光伏园区内的草很快就比外面高出一大截。

“我们观察到,光伏板的遮挡减少了地表水分的蒸发,另外清洗光伏板的水渗透到地里,草也会长得快一些。”宦兴胜说。

然而新的问题又出现了:牧草长得过高,会对光伏板形成遮挡,影响发电量;冬天牧草干枯,还容易引发火灾。

从2015年开始,黄河公司试着在园区投入600只羊,效果不错:既方便了牧民,又让园区的草得以控制在一定的高度不至影响发电。

围绕国家及青海生态文明建设的战略需求,从2015年起,黄河公司开展了大型荒漠光伏电站生态环境效应研究。

研究结果显示:光伏电站建设对区域土壤水分条件的改善和植被恢复产生了良好影响,平均风速降低41.2%,空气温度日均减温0.5℃,空气湿度日均增湿2.1%,20厘米深度土壤增湿32%。

从此后,黄河公司调整了园区光伏支架设计,从原先离地50公分,升高到1.2米。

尽管由此带来了建设成本的增加,但通过与周边牧民签订园区放牧协议,加上光伏园区建设与运维给周边村民带来就业机会,以及在光伏电站内套种昆仑雪菊、透骨草等经济作物,黄河公司逐渐摸索出一套“光伏+生态+惠民”模式,发展光伏经济的同时,还带动了当地交通、城镇建设和旅游业的发展,加速了黄河上游少数民族地区的发展、繁荣与稳定。

基于黄河公司在塔拉滩的生态修复实践,2018年,西北旱区生态水利国家重点实验室分实验室在黄河公司成立,专门致力于以青海为代表的西北干旱荒漠化地区生态治理研究。

如今,5000多只光伏羊在园区里吃草、休憩,牧羊人的歌声从草原深处传来,空气里洋溢着幸福快乐的味道。

铁盖乡的小姑娘——多杰闹措

有全球最大可再生能源基地作为支撑,青海电网作为中国可再生能源占比最高的区域电网,自2017年以来陆续开展了“绿电7日、9日、15日、30日”活动并大获成功。2021年8月16日,这一纪录再次被刷新至百日。十年沧海桑田,塔拉荒漠重现绿洲。

站在30米高的巡检塔里向外望去,一汪蓝色的光伏海洋与不远处的青海湖相映成趣,“大美青海”的盛名大概是不负的。

风电还有多少降本空间?

平准化度电成本持续下行巅峰了解,风电平准化度电成本是衡量风电经济性的关键指标之一,主要影响因素包括初始投资成本、运行成本、维护成本、故障成本以及残值收益等。在过去的十年里,随着我国陆上风电开发规模不断扩大,设备国产化率逐步提高,我国陆上风电风机价格总体呈现下降态势,风电平准化度电成本也正处于持续下降阶段。

根据国际可再生能源署(IRENA)发布的数据,在2010—2019年间,我国陆上风电平准化度电成本从0.91元/千瓦时降至0.32元/千瓦时左右。一些业内人士认为,随着平价时代到来,陆上风电上网电价要对标当地传统燃煤标杆电价,如果要实现6%左右的项目盈利,需要进一步降低风电平准化度电成本。

根据行业最新估算,目前公开进行风机招标的项目中,整机商主流报价维持在2200-2400元/千瓦水平范围内,与年初2800元/千瓦左右的价格下降幅度约20%,较去年“抢装”高峰期一度超过4000元/千瓦的价格相比,更是下降了约一半。

“通常情况下,风电项目初始成本包括有风机、塔筒等相关设备成本,同时也包括风机基础、升压站、风场维护以及财务成本等费用,风机等设备成本约占总投资成本的40%-50%。理论上,风机价格大幅下降,风电项目的初始投资也会降低。”

风机大型化趋势明显

一位不愿具名的新能源行业研究人员告诉记者:“现阶段,我国陆上风机每千瓦成本还没有达到千元水平,整机招标过程中出现的偶发低价,实际上并不能完全反映实际风机成本。尤其是在全球大宗商品原材料价格走高的情况下,国内外整机商以及风电零部件供应商利润已经承压。不过,今年以来,风电项目招投标中,风机大型化趋势已经十分明显。”

巅峰查阅主流整机商半年报以及招标文件等资料了解到,今年以来,4-6兆瓦陆上风电机型市场份额正逐步扩大。多位业内人士也向记者表示,平价时代,国内风机产业技术迭代已明显加快,技术创新带来的降本效应已开始凸显。

据金融机构平安证券公布的数据,今年以来,4兆瓦及以上机型已经成为“三北”地区和西南地区风机招标的主流机型,在风机价格贴近2200元/千瓦的情况下,“三北”地区风电投资成本已低至6000元/千瓦以下,部分项目投资成本甚至可低至 5000元/千瓦左右。

就在今年8月,某新能源企业也发布消息称,该公司在“三北”地区打造的20万千瓦风电场项目建成后,有望成为我国首个度电成本低于0.1元/千瓦时的风电项目。根据该公司的测算,该项目采用的风电机组单机容量预计为6.25兆瓦,平准化度电成本有望达到0.098元/度,或刷新行业最低纪录。

需全产业链协同降本

风机的大型化不仅可以降低自身生产成本,还能摊薄塔筒、基座等投资成本。另外,随着风机更高、叶片更大,风电项目的可开发容量也将提升。在此情况下,风机价格下降引发的初始投资下降、规模化开发带来的运维成本下降,以及风机可靠性提升带来的发电量上升等因素,都将有助于降低风电度电成本。

值得注意的是,除风机本身外,风电项目成本还包括了产业链物流运输、安装、运营等多方面成本。上述业内人士也表示,目前国内风电项目平准化度电成本的最终测算情况在不同地区仍有所不同,主要影响因素包括当地上网电价和风电消纳情况,风电输出通道建成与否、储能设施是否配套等。

4月,美国劳伦斯伯克利国家实验室曾发布最新全球风电度电成本预测报告,称技术进步和商业化开发有望继续降低风电成本,预计到2035年,全球风电成本有望再降低17%-35%,到2050年降幅有望达到37%-49%,成本的下降将为风电领域带来新的发展动力。

平安证券的报告显示,从当前的风机技术储备以及可预期的关键材料国产化等角度看,风机单机容量还有进一步提升的空间,风机大型化的趋势仍可持续。

“发展到一定阶段,风电需要与其他新能源进行竞争,度电成本的下降将提高风电行业竞争力。从短期来看,风电行业内部竞争激烈会在一定程度上挤压利润,但长远来看,降本将打开更大的市场空间,有利于行业走得更远。”

大美青海,盛名不负

酒泉:多能互补推动新能源项目一体化发展

酒泉市是我国风能、太阳能资源丰富、开发条件优越的地区之一。境内年有效风速时数6000小时以上,风电技术可开发量8000万千瓦,占全省80%以上;年平均日照时数3300小时以上,全年太阳总辐射量6300兆焦/平方米,属国家光热资源分布一类地区。

近日,酒泉市10月份新能源项目集中开工仪式在肃州区东洞滩中国电建200兆瓦光伏发电项目现场举办。这次集中开工新能源项目达62个,装机容量791.6万千瓦,总投资494.5亿元,当年计划投资115.97亿元。

在这次集中开工建设的新能源项目中,玉门“10万千瓦光热+20万千瓦风电+40万千瓦光伏”项目、阿克塞“11万千瓦光热+64万千瓦光伏”项目、敦煌“10万千瓦光热+60万千瓦光伏”项目、瓜州“10万千瓦光热+20万千瓦光伏+40万千瓦风电”项目等4个“光热+风光电”一体化项目成为一大亮点。

酒泉市积极抢抓双碳机遇,按照强龙头、补链条、聚集群的思路,通过以商招商、产业链招商不断补链延链强链,努力探索“光热+风光电”新能源项目多能互补、一体化发展的新模式,全力构建新能源产业发展新格局。

据悉,玉门“10万千瓦光热+20万千瓦风电+40万千瓦光伏”项目由中核集团玉门新奥新能源有限公司投资建设,规划区面积约45平方公里。其中,热发电与光伏发电场占地15平方公里,场址位于玉门市花海光电基地内;风电场占地30平方公里,场址位于玉门市红柳泉风光储综合能源示范基地内。项目计划于2023年12月全额并网发电。图片

“‘光热储能+光伏+风电’示范项目,是针对多能互补提出的创新模式,是深度探索风光热储多组态、多功能、可调节、可调度的融合发电的新模式。”中核集团玉门新奥新能源有限公司项目负责人康水利介绍说,项目将光热发电系统、光伏发电系统和风电发电系统紧密结合,通过发挥光热项目10小时超长熔盐储热(储能)的调节作用,与光伏、风电实现出力互补,在一定程度上缓解电网调峰的压力,使系统弃风、弃光明显降低,经济性显著提升,运行灵活性增强,电能质量得到改善,成为并网友好的可再生能源一体化电源系统。

康水利说,项目建成投产后不需消耗燃料,在运行、维护等方面的投资成本较低。而且,相较于传统火电,不仅可以有效减轻大气污染,还可节约淡水资源,减少燃煤电厂产生的噪声及燃料、灰渣运输处置对环境和生态的影响。

在瓜州县双塔光伏园巅峰看到,瓜州“10万千瓦光热+20万千瓦光伏+40万千瓦风电”项目已经开始场地平整、道路建设、通水通电等施工前准备工作。项目由中国三峡新能源(集团)股份有限公司投资建设,计划于2023年12月投产。

“在‘光热+风光电’一体化项目中,光热发电系统发挥着储能调频调峰的重要作用,可在确保降低光伏、风电弃风弃光率的同时,促使发电出力平稳可控。”中国三峡新能源(集团)股份有限公司甘肃分公司总经理汪渊说,瓜州项目运行后年平均发电量为19.12亿千瓦时,每年可节约标准煤约64万吨,也可减少多种大气污染物的排放。

光热发电与光伏、风电等波动性电源共同互补,充分释放光伏、风电的低成本优势,填补用电高峰期的光伏发电的电力供应缺口,有效提升能源利用效率和经济效益。酒泉的探索尝试,将为未来风光储互补发展模式提供有利的借鉴与参考。


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