能源是現(xiàn)代經(jīng)濟的重要支撐，是人類社會生存和發(fā)展的重要基礎。能源興，則經(jīng)濟強；經(jīng)濟強，則國家興。隨著科技的飛速發(fā)展，以煤炭、石油、天然氣為代表的常規(guī)能源的過度消耗，使得能源短缺和環(huán)境污染成為限制各國發(fā)展的主要問題。相比而言，我國是一個“富煤貧油少氣”的國家，獨特的能源結構決定我國除了尋求煤炭的清潔化利用之外，開發(fā)清潔可再生的新能源是國家能源戰(zhàn)略的核心組成部分。［1］在過去的10年中，我國風力發(fā)電飛速發(fā)展，風電技術創(chuàng)新能力和裝備自主化水平顯著提升，但與世界風電科技強國和我國大力發(fā)展風電產(chǎn)業(yè)的要求相比，依然存在差距。
一、我國風力發(fā)電存在的問題及原因
1.風電規(guī)劃、基礎配套設施建設制約風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展
我國現(xiàn)有的風電場大部分位于我國西北、華北和東北等地區(qū)的草原和戈壁。雖然風能資源十分豐富，但這些地區(qū)距離負荷中心較遠，電網(wǎng)結構也比較薄弱，制約了風能資源的開發(fā)和利用。并且隨著風電場規(guī)模在短期內(nèi)不斷擴大，這一挑戰(zhàn)愈發(fā)嚴峻。同時，風電產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃嚴重滯后于發(fā)展，主要集中在基礎配套設施建設滯后、缺乏足夠的資源評價基礎和科學預見性、國家與地方規(guī)劃缺乏相互銜接等。因此，局部地區(qū)出現(xiàn)了嚴重的棄風限電的現(xiàn)象。
從自然稟賦的角度看，在這些風電資源比較豐富的三北邊遠地區(qū)進行基礎設施建設的難度比較大，并且單純從能源輸送的角度來看，投入產(chǎn)出比并不高。應該從高耗能產(chǎn)業(yè)轉移的角度對基礎設施的建設規(guī)模和力度重新評價。此外，電網(wǎng)建設不可能無限制地膨脹，風力發(fā)電的輸送也不能簡單依賴電網(wǎng)的無休止建設。風力發(fā)電未來發(fā)展的出路主要在于技術創(chuàng)新，如風電制氫、儲能技術、智能微網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)等，這些舉措都給風電的輸送和消納提供了新的解決方案。
2.風力發(fā)電依賴于政府補貼政策
我國建立了完善的風電補貼機制和保障性收購政策，通過財政補貼大力扶持風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使得這兩年我國成為全球風力發(fā)電增速和裝機量最高的地區(qū)。目前我國的風電補貼部分占比相對較高，尤其是火電標桿上網(wǎng)電價低的地區(qū)，如新疆的哈密地區(qū)，2015年底已并網(wǎng)的風電電價為0.51元/千瓦時，火電標桿電價為0.25元/千瓦時，補貼占比高達51%。然而，從歐洲走過的路來看，巨額財政補貼不僅催生了行業(yè)發(fā)展過熱、產(chǎn)能過剩等負面效應，而且對財政造成了巨大壓力。為此，從2011年開始，歐洲多個國家對新能源補貼機制作了調(diào)整，陸續(xù)推出一系列削減或停止新能源上網(wǎng)電價補貼的政策。從實際效果看，政府的長期巨額補貼存在諸多負面效應，注定是不可持續(xù)的。［2］
3.風機制造商依靠國外技術支撐
我國大部分風機制造商通過購買國外的核心技術實現(xiàn)量產(chǎn)，核心技術缺乏、關鍵設備及材料依賴進口問題比較突出。這一方面加大了風電機組的生產(chǎn)成本，使得目前風機單位千瓦造價維持在4000元水平；同時導致技術更新?lián)Q代較慢，風機關鍵核心技術的改良升級仍然需要依靠國外提供支撐；再加上風機廠商稂莠不齊，風機穩(wěn)定性較差、故障率較高、有效利用率較低、維修養(yǎng)護不到位、備品備件不能及時供應等因素，導致發(fā)電小時數(shù)受到風電場自身技術制約較大，度電成本降低阻力較大。
4.風機單機額定功率較小，浪費風力資源和土地資源
風機是風力發(fā)電的重要組成部分，其發(fā)電效率直接影響到整個風電行業(yè)的發(fā)展。目前由于技術原因和風電場存在的建設施工難度等問題，通常使用額定功率較小的風電機組，造成了風力資源和土地資源的浪費，影響到風力發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展。［3］因此，風力發(fā)電技術應結合市場的發(fā)展趨勢以及人們的用電需求等及時改進，向著高單機額定功率的方向發(fā)展。
二、我國風力發(fā)電健康發(fā)展的策略選擇
1.合理做好風電整體發(fā)展規(guī)劃
為了合理有效地利用風能資源，同時確保電網(wǎng)安全可靠運行，國家要根據(jù)能源發(fā)展規(guī)劃，本著有序、合理的原則，確定風力發(fā)電總量規(guī)劃和財政補貼總體規(guī)劃，進行風力發(fā)電地理分布規(guī)劃、電網(wǎng)建設規(guī)劃和政策扶持規(guī)劃。應當高度關注涉及風力發(fā)電建設的各個職能部門和工作單位的有序合作，由國家能源局牽頭，在國家層面成立由多部委職能機構組成的風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的協(xié)調(diào)機構，保證各項規(guī)劃和政策之間不矛盾、不沖突。
2.合理做好電網(wǎng)建設規(guī)劃
我國的西北、東北、華北以及東部沿海地區(qū)的風力資源比較豐富，其中西北、東北、華北大部分區(qū)域遠離負荷中心，整體處于西電東輸、北電南輸?shù)木置?，電網(wǎng)建設的滯后造成了電能的巨大浪費。
加強電網(wǎng)建設、完善電網(wǎng)規(guī)劃是今后一項長期性的工作。電網(wǎng)配套設施要與建設大型百萬千瓦級風電場的要求進行統(tǒng)一規(guī)劃，利用地理信息系統(tǒng)、電網(wǎng)分布資料，結合經(jīng)濟評價分析，進行風能資源評價和地質(zhì)條件勘探，合理布局電網(wǎng)送出通道。尤其是在我國西北地區(qū)還是要繼續(xù)建設特高壓外送線路，以及在特高壓主干線附近建設區(qū)域性的環(huán)形線路，這樣才能充分利用好我國西北地區(qū)充沛的風力資源。同時鼓勵高耗能行業(yè)往西北等風能資源稟賦充足的地方轉移，以減少對電網(wǎng)建設的依賴程度。此外，西部地區(qū)和北方地區(qū)的風力發(fā)電建設項目應當盡量靠近或置于國家輸電干線，最大限度緩解棄風限電。
3.加快推進資源整合形成行業(yè)良性發(fā)展格局，降低風電成本
近年來，我國風電行業(yè)歷經(jīng)了高速、粗放的發(fā)展階段，已經(jīng)進入行業(yè)結構優(yōu)化調(diào)整期。隨著市場調(diào)控與整合進程的加快，國內(nèi)風電場、整機行業(yè)的集中度逐漸提高，這將促進零部件行業(yè)的加速整合。
2015年，中國風電有新增裝機的整機制造商為26家，大部分新增裝機容量集中在少數(shù)的幾家風機制造商。這26家整機制造商中，核心技術大部分通過買斷國外技術來實現(xiàn)。但市場上風機制造商依然良莠不齊，部分廠家的風機出現(xiàn)了風機葉片斷裂、風機主機燒毀、故障率較高等問題。為了減少此類現(xiàn)象，建立完善的風電產(chǎn)業(yè)秩序，國家應該鼓勵風機制造商之間進行合作，對風機平臺技術整合，通過共享平臺制造優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的風機，減少由于過度競爭導致的資源浪費，加快推進整機零配件通用化、國產(chǎn)化進程，降低研發(fā)和制造成本，最終達到降低風機成本和度電成本的目的。目前主流的兆瓦級風力發(fā)電機組整機采用1.5MW、2MW、3MW、5MW、6MW平臺，從政策層面上積極參與國際風電標準的制定，推動風機配件的通用化，是我國風機制造發(fā)展的重要策略。
4.加快風力發(fā)電技術，研發(fā)陸地大功率、低風速風力發(fā)電機組
風電機組單機容量增大有利于提高風能利用效率，擴大風電場的規(guī)模效應，減少風電場的占地面積，降低單位成本。2005年以前，750kW以下如600kW機組是主流機型，2005至2008年750kW機組開始成為主機流型，期間1.5MW機組已經(jīng)開始研制并推向市場。2008至2014年，1.5MW機組開始引領市場。2015年至今，2MW至3MW風機逐漸成為陸上風機主流機型。
隨著風電機組單機容量的不斷增大，其尺寸和重量也相應加大，為了便于運輸和安裝，要求機組在結構設計上做到緊湊、柔性和輕盈化。在推進風力發(fā)電技術的過程中，應當充分利用高新復合材料加長風機葉片、合理設計調(diào)向系統(tǒng)，加快大功率、低風速風力發(fā)電機組的研發(fā)，為我國未來低風速地區(qū)風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做足技術儲備。［4］
從政策層面上，國家應制定相關鼓勵措施研究大功率、整機一體化、輕量化風機技術；建立健全以企業(yè)為主導的風電創(chuàng)新機制，在學習世界先進技術的同時，激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新內(nèi)生動力，培育一批具有國際競爭力的風電技術創(chuàng)新領軍企業(yè)，推動企業(yè)成為風電技術與產(chǎn)業(yè)緊密結合的重要創(chuàng)新平臺。
5.加快推進海上風電發(fā)展
海上風電場的開發(fā)進一步加速了大容量風電機組的研發(fā)。目前我國單機容量為5MW、6MW的風電機組已經(jīng)進入商業(yè)化運營。美國已經(jīng)研制成功7MW風電機組，并正在研發(fā)10MW機組；英國10MW機組也正在設計進行中，挪威正在研制14MW的機組，歐盟則正在考慮研制20MW的風電機組。可見，全球各主要風電機組制造廠商都在為未來更大規(guī)模的海上風電場建設做前期開發(fā)準備。
我國的海上風電資源比較豐富，根據(jù)中國氣象局詳查的初步結果，在我國5-25m水深的海域內(nèi)，50m高度風電可裝機容量約2億千瓦；5-50m水深、70m高度風電可裝機容量約5億千瓦。由此可見，大力發(fā)展海上風力發(fā)電市場，有效利用我國海上風能資源是發(fā)展我國風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的重要布局。［5］
6.加快推進風力發(fā)電儲能技術的發(fā)展
應用于風力發(fā)電系統(tǒng)的儲能技術應當滿足循環(huán)使用壽命長、儲能密度高、耐高壓沖擊、適用溫度范圍廣、無污染等特點。目前，能夠適用于風力發(fā)電系統(tǒng)的儲能技術主要有電池儲能、飛輪儲能、抽水儲能、超導、壓縮空氣儲能以及電容器儲能等。其中電池儲能需要解決電池組壽命低，無法適應劇烈的環(huán)境溫度變化等問題；飛輪儲能需要進一步降低儲能成本；抽水儲能、壓縮空氣儲能等技術高度依賴電站所處的地理環(huán)境，因此適用范圍有限；電容器儲能需提高儲能密度具加大關鍵儲能材料的研發(fā)。因此，未來需要加大風電儲能技術及其關鍵材料的研發(fā)，以適應大功率風力發(fā)電機組的應用需求。
7.加強專業(yè)人才培養(yǎng)體系建設
我國風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)尚未構建從設計、制造、營銷、系統(tǒng)安裝、調(diào)試及運營管理的人才培養(yǎng)體系，風力發(fā)電技術研發(fā)和管理人才嚴重不足，復合型人才更是緊缺。加強人才培養(yǎng)體系建設勢在必行。在人才培養(yǎng)體系中，大學、科研院所、風電企業(yè)應承擔不同的職責。如，高等職業(yè)技術學院側重于培養(yǎng)風力發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)制造、系統(tǒng)安裝及調(diào)試人才；普通本科院校側重于培養(yǎng)營銷及運營管理人才；研究型大學和科研院所側重于培養(yǎng)風電技術研發(fā)與設計人才；風電企業(yè)與大學聯(lián)合培養(yǎng)負荷型人才和高級企業(yè)經(jīng)營管理人才。
?。ㄉ蜃趹c（1976-），江蘇省大豐市人，北京交通大學中國產(chǎn)業(yè)安全研究中心博士后；李孟剛（1967-），山東省博興縣人，北京交通大學教授，博士生導師，國家社科基金重大招標項目首席專家。）
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