千年古县里的风电样本:人口稠密平原能成为平价风电新蓝海吗

2020-08-27 10:07:10 fxbdt 6

在过去十多年时间里,中国陆上风电的投资建设热潮曾经历几次转移:风能资源最丰富的广袤“三北”地区曾是开发商最集中、竞争最白热化的区域。但在爆发式增长后,由于电网外送能力不足及当地消纳跟不上风电快速发展,“三北”出现大面积弃风限电,风电开发被迫南下,开赴南方山地,低风速风电开发潮由此兴起。近两年来,平原风电越来越多地进入视野。在人口稠密、土地资源紧缺等限制条件下,平原风电能成为低风速开发的新热潮吗?

“七八年前,我们认为在河南不太可能开发风电,至少平均风速得达到6米每秒以上才具有技术开发的条件。”中国可再生能源学会风能专委会秘书长秦海岩在近日举行的华能河南安阳汤阴风电场调研活动中坦言,平原风电在几年前并不被看好,“但是近几年随着控制策略和智能化的提升,塔筒增高、叶轮直径增大、单位千瓦扫风面积增加,以及制造成本的降低、效率的增加,使平原地区、低风速地区也具备了开发的条件,这也是近几年平原地区风电增长很快的原因。”

汤阴风电场由中国华能集团有限公司投资建设,是目前国内最具代表性的平原低风速风电项目,也是全国首座整场大规模采用高塔的平原风场——用更高的塔筒、更长的叶片来“捕风”。汤阴县隶属河南省安阳市,早在新石器时代就有人类居住并逐渐形成聚落,坐拥岳飞庙、羑里城、扁鹊墓庙、夏都西河遗址、邶城遗址等文物古迹。将风场建在这样一个人口密集平原地区的“千年古县”,并不容易。

人口稠密、土地资源有限,平原风场有没有经济性?

据介绍,汤阴风电场一期工程安装69台远景120米高全钢塔筒、2.X平台智能风机,装机容量15.18万千瓦,2017年9月投资建设,2018年12月并网。项目设计年平均风速5.62米/秒, 2020年1月1日-8月13日,年平均风速4.83米/秒,发电量2.08亿千瓦时,利用小时数1370小时。

开发平原风电场项目最大的挑战莫过于,在土地资源规划和环境保护上要求更为严苛。在此前提下,经济性决定了平原风场能走多远。

“平原风电和三北地区的风电最大区别主要在两个方面:一是风速条件的差别,二是建设环境的差别。”华能集团河南分公司总经理助理廖毛雄在调研活动中的交流会上表示,在风速条件方面,河南平原地区风速比三北地区要低;但河南的平原风电也有一个显著特点,就是风切变较高;为了获得较高的风能,需要选择更高塔筒、更大叶轮直径即单位扫风面积更大的风机。在建设环境方面,河南地处中原,人口稠密,风电场如何与周边环境、地方民众相协调,是特殊的考验。


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为了适应平原区域的风资源特征,远景能源把塔筒的高度从以前的八九十米,抬升到了120米、140米,甚至150米。风机叶轮直径也不断加大,来增强风机千瓦扫风面积,获取风资源的可开发性。

远景能源高级副总裁田庆军在交流会上介绍称,汤阴风场属于中国比较早期的平原风电场,采用的是远景第一代平原风机,特点是“双120”,即120米的塔筒高度加上121米的叶轮直径。在经济性上,第一代的平原风机当时还无法实现平价,基本上是在原有国家补贴的基础上来实现其经济价值。

风机制造商在此基础上继续“拔高”塔筒,以适应陆上风电项目全面迎来平价上网、不再补贴的大趋势。田庆军称,远景去年推出第二代平原风机,140米高的塔筒让风资源在原有基础上增加了每秒0.2-0.4米左右,叶轮直径达到141米,基本上实现准平价。今年已经推出了第三代平原风机,150米高的塔筒加上156米的叶轮直径,完全可以实现平价。

田庆军算了一笔账,以远景的第三代平原风机为例,年发电量可以在汤阴现有2.2兆瓦121米高塔筒风机基础上再提升800个小时,达到3000小时以上。再结合EPC单位造价7500元/千瓦以下,全生命周期的度电成本可以降至0.3元/千瓦时,对比河南0.3779元/千瓦时的标杆上网电价,意味着一台3兆瓦的风机,平价上网以后每年纯利仍然可以接近150万元。“中国有500多个县是平原县域,初步估算平价以后可供开发的平原项目有1亿千瓦以上,这为中国风电平价以后开辟了新的蓝海。”

秦海岩也认为,中东南部在风资源上“没有天花板”。在人口密集区大规模开发分散式风电早有先例,“德国相当于中国中东南部的地区,环保要求很严格,但实现了比我们高10倍密度的装机量,所以中东南部的开发潜力非常大。”

汤阴风场为何能成为婚纱照摄影地?

如何将风电与当地景观、人文、环境相结合,是近年来的新议题。在丹麦等欧洲风电大国,有人觉得风机立在大地上并不好看、会影响景观,改变风场千篇一律、土地利用率低等缺点的“去工业化”理念设计由此出现。

“刚开始以为建好这个项目会对我们生活带来什么影响,没想到成了风景区。”一位当地村民说道。伫立在人口密集区的汤阴风场,是如何让当地接受、甚至成为当地民众婚纱照拍摄场地的?

廖毛雄介绍了个中考量。他认为,统观当前国内风电建设现状,当前风电建设理念可分为四个层次:一是能发电;二是不破坏,即在能发电的同时,做好环保、水保工作,尽量不对生态环境造成破坏;三是不难看,要考虑到人与自然的和谐共处问题,业内已经发生过因为风电场和周边环境不和谐,被政府要求拆除的事例;四是很漂亮,将风场本身打造成一道风景,既是风机、也是风景,既是风场、也是景点。

如何合理规划并使用有限的土地资源,对平原风电场而言至关重要。田庆军表示,在项目规划阶段,华能做了大量准备工作,充分调查拟规划区域的土地可利用性,随着项目输入资料的完整性和准确性,远景采用自主研发的格林威治云平台,在给定的限制性因素下对可开发的区域做精细化的资源评估及收益复核,在通过平台智能寻优最终迭代出最优的微观选址方案,在少占用农田耕地的前提下实现了项目收益的最大化。

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为了让紧邻人群的风电场融入当地景观,汤阴风电场进行了一系列设计“首创”:在塔筒设计上,该项目改变了传统白色烤漆设计,图案选用了汤阴精忠报国、甲骨文等文化元素和太行山水画面,宣传地方文化元素和人文景观;以往突兀的风场升压站被改造为古建筑外形;密布的电线同样影响场区范围内视觉美观性,在汤阴风电场的上空,看不见传统风电场密布杆线,场区内7条集电线路全部以地埋电缆的形式进行铺设,不但保持了空间环境特色,也为政府后期规划留足了空间。

田庆军认为,这些考量是风电行业发展到一定程度的必然。“早些年中国风电快速的发展没人想这个问题,而且沙漠、戈壁、深山老林里,人烟稀少,也没必要。”他还称,许多人对风电存在误解,认为会破坏环境、占用土地,实际上“复耕后一个机位仅需占用100平方米的空间”,且对当地经济发展拉动作用巨大。


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