海上风电产业发展现状、困境与对策
——以江苏射阳港风电建设为例
方国昌 王庆玲 张为付
自2030碳达峰、2060碳中和的庄严目标宣布以来,社会各界对该目标的实现路径做出了广泛深刻的理论推演与实践探索,对双碳目标的认知逐渐加深。在新时代的能源安全战略导向下,新能源等战略性新兴产业被置于优先发展地位,以新能源为主体的新型电力系统是今后的重大转型趋势。海上风电作为新能源的重要组成,将迎来快速发展。
江苏省海岸线绵长,拥有丰富的风光资源,加快海上风电产业布局和沿海千万千瓦级风电基地建设是江苏能源低碳转型的主攻方向。瞄准巨大的产业“风口”,江苏省沿海城市纷纷加入“捕风者”行列。射阳港经济开发区于2018年10月正式获批省级经济开发区,地处我国南北地理分界线东部起点,致力于建成国际海上风电新城和风电装备产业港。
一、射阳港经济开发区海上风电发展现状
(一)资源禀赋
土地优势突出。射阳港开发区项目用地拆迁少、建设用地成熟、开发成本低。近45万亩土地中国有未利用储备土地17万亩,堤内滩涂12万亩,堤外滩涂1.2万亩,地势平坦。
风光资源得天独厚。射阳港近海100米高度风速超过7.6米/秒,年等效满负荷小时数可达2800-3500小时,海上风能开发潜力巨大;年太阳辐射总量为1400-1600千瓦时/平方米,年发电利用小时数1200小时左右,与我国光伏发电标杆电价Ⅱ类地区相当。
交通集疏运于一体。射阳港经济开发区内建有双向导堤的港口。港区地理位置优越,泊稳条件良好,以新能源特色产业港为发展定位,形成了3.5万吨级通航能力。截止2020年底,实现吊装风电叶片468套,机舱384个、轮毂321个(合计765.91万吨),同比增长99.7%、61.3%、34.8%,除港口外,开发区的运河、公路、铁路和航空运输也极为便利。
(二)产业架构
就风电行业而言,基本的产业链环节包括上游材料及零部件生产、中游风机整机装备及运维、下游风电场开发运营三大部分。经调研,射阳港经济开发区内初步形成了包含上、中、下游的产业架构,已入驻的装备制造企业可独立生产风机主控系统、叶片、塔筒、电线电缆等零部件,风机整装、大数据运维和风电场开发建设也形成了较为明确的分工格局,龙头企业集聚效应显著。2020年,全区新能源企业实现产值180亿元、税收7.55亿元,其中开票销售超亿元企业6家、超20亿元企业2家,入库税收超千万元7家。港区内风电全产业生态体系初步形成闭环,已集聚开发侧、装备侧、运维侧、研发侧企业31家。
二、风电企业的担忧与困境
(一)抢装热潮下的成本压力剧增
2020年1月,财政部、国家发改委和国家能源局联合发布了《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》,意见指出新增海上风电不再纳入中央财政补贴范围,按规定完成核准并于2021年年底前全部机组完成并网的项目,才能获得0.85元/千瓦时的核准电价。这一补贴办法直接引发了新一轮的海上风电抢装潮。在施工关键设备——海上风电安装船短期供给不变的情况下,抢装热潮进一步加剧了安装船的稀缺度,船机市场严重供不应求,推动施工费用显著上升。
(二)工程质量隐患不可忽视
抢装热潮还引发了风电开发企业对风机部件质量、施工质量的担忧。为了保证项目在年底前如期并网,零部件制造商在原有生产规模的基础上持续扩大产能,快速吸收产业工人。在订单交付压力之下,生产环节的工艺质量很难得到严格把控,增加了工程建设风险和后期潜在维护成本。此外,海域用地矛盾突出,为规避自然环境保护区、军事用地等特殊区域,海缆敷设路线被迫弯折延长,不仅抬高了工程造价,挤压项目投资收益率,也增加了海缆受不确定海况因素干扰的频次和风险。
(三)原料高价与断供风险并存
作为捕获风能的基础部件,风机叶片是整个产业链的关键环节。从事叶片制造的企业反映,我国风机叶片生产的关键材料高度依赖进口。如巴沙木主产区位于美洲热带森林,高度轻量化的特点使其成为制造风机叶片的优质材料,目前市面主流风机广泛采用巴沙木作为夹层。随着全球风电产业的快速扩张,生产厂商对叶片原材料的需求也随之激增,高需求低供应的不平衡势必将抬高叶片原料价格。此外,受不确定气候条件和国际贸易影响,原料供应稳定性也难以得到保证。因此,产业链源头上的原料高价与断供是新能源产业发展路径上的重要风险因子。
(四)产业链延伸板块欠缺考量
风电产业链除了上游材料及零部件生产、中游风机整机装备及运维、下游风电场开发运营以外,还包括风电并网和用户使用环节。由于风电这类间歇式电源具有高度随机性和间歇性,大规模并网会加剧电网调频压力,可能会制约风电的未来发展。大规模储能与大容量风力发电系统的结合是新能源发展的必然趋势。现阶段,射阳港乃至于整个华东地区的风电产业仍处于上升期,基本不存在风电消纳压力,因此港区的发展规划中暂未涉及储能系统开发。但是,随着碳达峰目标时间节点的临近以及可再生能源占比的硬性约束,风光等新能源势必保持极速前进趋势,如若完全忽视储能板块,风电入网的不稳定性与消纳问题很可能成为限制新能源产业未来可持续发展的阻碍。
另外,风电机组零部件的回收利用和废弃物管理也没有得到足够重视。我国发电机组的设计使用寿命约为25年,按此计算,21世纪前期安装的初代风电机组即将陆续退役,射阳港现役的风电机组也会在不久的将来退出。现代大型风电机组中包括塔筒、齿轮箱、发电机等在内的85%~90%的部件都可以回收再利用。但是,寿命终止的废弃叶片因其材料构成的高度复杂性,难以进行二次回收利用,只能填埋处理,这不仅会占用宝贵的土地资源,也与风电产业的清洁属性相违背。
三、促进风电产业发展的对策建议
(一)政策接力,协调控成本
风电抢装热潮之所以形成,是因为中央财政补贴的逐渐退坡。不同于陆上风电安装设备,海上风电安装船数量极少且短时间内难成规模。降低施工成本的途径之一就是减少需求,这需要地方政府接力补贴政策,以免风机抢装热潮愈演愈烈。建议地方政府在电价补贴、贷款融资、税收返还等方面给予相关企业一定支持,推动海上风电向平价平稳过渡。建议牵头搭建公共服务平台和风资源数据库,畅通信息渠道,合理调度船机等施工资源,强化供需两端高效对接,与江苏沿海其他风电产业集群形成合力。
(二)严控质量,筑牢安全线
工程质量是海上风电的生命线,抢装浪潮下更应该以工程质量为根本,保证风机设计使用寿命的达成。一方面,不断攀升的风电装备业主订单量有益于发挥港区内制造企业的生产能力,另一方面,零部件制造企业决不能以牺牲产品质量来换取翻倍产出。建议政府部门与港区联合,设立工艺质量控制标准和随机检测抽查小组,设置装备出厂质量审查程序,确保产量增加的同时严控质量关,同时疏导后期维护压力。
(三)深化分工,协同全产业
随着海上风电产业进入“后补贴”时代,深化产业链的分工协作是长久之计。射阳港经济开发区的风电产业是在头部企业的集群作用下形成的,以龙头企业为核心吸引了一系列关联企业的集聚,各企业可以共享公共设施、市场环境和外部经济。但港区内同类型企业存在一定程度交叉重复,产业链上部分零部件生产企业缺失,储能和废弃物回收利用板块没有得到足够的重视。建议港区经济开发和招商部门合理安排入驻企业类型,补齐产业链缺失环节,强化集群分工协作,提前布局储能系统与废弃物全寿命周期管理方案,促进风电产业发展迈入新台阶。
作者简介
方国昌:现代服务业智库研究员,南京财经大学教授
王庆玲:现代服务业智库研究员,南京财经大学研究生
张为付:现代服务业智库首席专家,南京财经大学教授