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风电之殇:西北区域新增“零风电” 用钢量影响几何

作为一种新型能源,近年风电的发展新型能源的发展非常迅速,已在全球范围内实现大规模开发应用。据统计,到2015年底,全球风电累计装机容量达4.32亿千瓦,遍布100多个国家和地区。“十二五”时期,全球风电装机新增2.38亿千瓦,年均增长17%,是装机容量增幅最大的新能源发电技术。但近几年随着风电的普及发展,受到越来越多关注的同时,弃风现象也普遍存在。那么笔者将简单的对弃风现象及其产生原因和对西北区域用钢量的影响做简要分析。

                                                                                                                               
                                          

 

一 用电增长缓慢供需严重失衡

                                                                                    

近几年全社会用电量在逐渐增长,但同比上一年的增长率在2016年之前呈现逐年递减趋势,市场用电供需失衡,近几年表现尤为明显,以2016年为例,2016年发电量约5.99万亿千瓦时,同比增长5.2%,发电设备利用小时3785小时,同比降低203小时,市场供需严重失衡,因此,近年新增的用电市场已无法支撑各类电源的快速增长,导致新能源和火电、核电利用小时数均出现下降,尤其是近几年,新能源以其环保等优势在中国迅速发展,其中风电作为新能源发电的主要表现形式,自2005年,随着《可再生能源法》、《国家发展改革委关于风电建设管理有关要求的通知》(发改能源[2005]1204号)等一系列鼓励政策的颁布,我国的风电行业逐步进入快速发展的阶段。

•但发展从来都是一把双刃剑,近年装机量逐年上升,发电量也逐年上升,但发电设备的利用率却随之下降,大量风资源被浪费。由下图看出,近几年风电设备的利用小时逐年递减,2016年稍有好转,但风电设备利用小时仅1742h,同比2013年降幅约13.9%。

表一:近几年全国风电设备利用率对比

二 弃风现象及其产生原因

所谓弃风,是指在风电发展初期,风机处于正常情况下,由于当地电网接纳能力不足、风电场建设工期不匹配和风电不稳定等自身特点导致的部分风电场风机暂停的现象。关于弃风现象产生的原因,主要是以下三方面。

首先,近年用电需求增长速度放缓,市场消纳量不足,近年用电量的同比增幅逐年递减,但发电总量依然,尤其是西北区域,市场消纳量明显不足,而与之同时,风电装机量仍然保持高增速,市场消纳能力受限,供需失衡。其次是供暖期弃风现象严重,风电利用空间被压缩。据统计,“三北”地区火电占比达到70%,而抽蓄、燃气等灵活调节电源比重不足4%。而这些火电机组中,供热机组占很大比重,其中仅吉林占比达到74%,造成三北区域每年冬季保供热和新能源消纳的矛盾非常突出。火电同时在进行发电和供热,就压缩了风电的空间。据统计,2016年60%左右的弃风发生在供暖期。最后,是新能源送出和跨省跨区消纳受限,系统调峰能力不足。截止目前,全国现有输送新能源的通道能力只有3696万千瓦,占三北地区新能源装机比重22%,而“三北”地区7个千万千瓦级风电基地,目前仅建成了±800千伏哈密—郑州特高压直流工程。新能源难以更大范围消纳。

三 西北区域弃风情况分析

 

表二:2016西北各区域弃风现象对比

由上图看出,2016年西北区域弃风率达到33.34%,弃风限电超20%地区不安排新项目,其中甘肃、新疆区域弃风率远高于国家规定值,且近几年弃风率一直居高不下。针对该现象,2017年2月22日,国家能源局发布了2017年度风电投资监测预警结果的通知,其中宁夏、甘肃、新疆3个省份被列入风电开发建设红色预警区域,规定红色预警区域上不得核准建设新的风电项目,而已投入运行或在建的输电通道重点用于消纳存量风电项目,其中新疆准东、吐鲁番百里风区、酒泉二期第二批风电项目被勒令暂缓建设。但在风电设备中,钢铁的用量是非常大的,据了解,除了电气系统及叶片之外,其他的部件几乎全由热轧板卷、球墨铸铁及锻钢制作而成,另外塔筒基础还要使用螺纹钢做成钢筋混凝土结构,那么,此次关于风电投资的预警会对西北区域的钢材用量产生怎样的影响呢?笔者将根据此次预警对对钢材的需求影响做简要分析。

四 风电投资红色预警 西北区域钢材量影响几何

表三:近三年西北新增装机量及用钢量对比

由上图看出,近三年来西北区域风电新增装机量逐年递减,而钢材的用量也随之不断下降,2016年钢材用量仅为2014年的6.7%,而今年年初国家能源局发布的西北6个省份为风电开发建设红色预警区域,导致2017年风电新增装机量更少,。其中就目前所了解的西北区域新增装机量来看,除陕西之外的其他区域都有受到影响,去年弃风率在20%以上的新疆、甘肃等区域受到明显影响,而且明确规定新疆准东、吐鲁番百里风区、酒泉二期第二批风电项目将暂停缓建,而目前已投入运行或在建的输电通道重点用于消纳存量风电项目。

另外,西北区域每年新装机量中,陕西与青海区域占比在10%左右。如果按照去年的新装机量来看,全年装机总量在6000MW左右,其中陕西与青海占比约27%,钢材用量在18万吨左右,同比去年减少量50万吨左右,其中主要以板材及特殊钢为主,但特殊钢基本以钢厂直发为主,其中板材用量在70%左右,因此,对于西北区域的影响主要集中在板材方面,据不完全统计,同比去年板材影响量约35万吨左右,但不能排除随着西北各区域弃风率的降低,部分缓建工程继续建设对钢材需求的拉动作用。     

综合上述分析,对于西北区域而言,2015年的风电项目抢装,造成2016年的风电消纳矛盾,但是,大规模的消纳也充满了风险和挑战,风电行业已经不再是过去人人追捧的“香饽饽”了,钢材的用量也受到极大影响。而这种现象也为近期西北区域机械加工行业采购速度缓慢,采购量小带来合理的解释。作为西北区域风电发展的关键一年,风险与挑战并存,钢材用量会受到不小的影响。

备注:

一 风电设备的结构及用钢情况

风力发电设备就是将风力转变为电力的装置,主要由机舱、转子叶片、轴心、低速轴、齿轮箱、高速轴及其机械闸、发电机、偏航装置、电子控制器、液压系统、风速计及风向标、塔和冷却元件等构成。

机舱:机舱包含着风力发电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。机舱左端是风力发电机转子,即转子叶片及轴。

转子叶片:捉获风,并将风力传送到转子轴心。一般600千瓦风力发电机上,每个转子叶片的测量长度大约为20米。

齿轮箱:齿轮箱左边是低速轴,它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。

塔:也叫塔筒,风力发电设备机塔上载有机舱及转子。通常来说,高的塔具有优势,因为离地面越高,风速越大。但其中塔筒是用钢量最大的部分,塔筒中锚栓可以占到10%的用钢量。

二 风电用钢分析

以1500KW风电机组为例:

 

表四:风电机组各品种用钢量分析

 

由上图可知,一个1500KW的风电机组耗钢量约170吨,其中板材量就约117吨,占比约69%,主要是塔筒的钢材用量,其中塔筒中锚栓的用钢量就能占到塔钢材总量的10%左右,除此之外,特殊钢也占了较大比例,厚板及特殊钢占据较大比例,由此可看出风电机组对板材的影响是最大的。

资讯编辑:张艳钢材 18616784637
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