自20世纪90年代以来,欧洲各国及美日等发达国家纷纷加大风能资源开发利用力度,到21世纪初,短短十几年时间,全球风能发电容量就从数千兆瓦发展到几十吉瓦,增长了近10倍。截至2006年底,世界风力发电总量居前三位的分别是德国、西班牙和美国,三国的风力发电总量占全球风力发电总量的60%。
进入21世纪20年代,风能已经成为许多国家最核心的能源之一,德国、丹麦都是风能利用的大国。德国2020年上半年风力发电量达75.05太瓦·时,占全国发电量的30.6%,陆上和海上风力发电已成为德国最大的能源电力来源。丹麦虽然全国人口仅相当于中国地级市规模,却是世界风能发电大国和发电风轮生产大国,世界10大风轮生产厂家有5家在丹麦,世界60%以上的风轮制造厂都在使用丹麦的技术,是名副其实的“风车大国”。
然而,在中国,风能利用技术的发展比这些欧美国家更快。2005年中国风电还弱小得不值一提,风电总装机容量不到1500兆瓦,到2010年,中国风电累计总装机容量增长了27倍,首次超过美国,跃居世界第一。2020年,中国风电总装机容量已超过全球的三分之一,新增风电装机也实现全面超越,中国陆上风电新增装机容量48940兆瓦,位列世界第一,排名第二的美国仅16913兆瓦;中国海上风电新增装机容量3060兆瓦,一马当先,亚军荷兰仅有1493兆瓦。中国已成为全球风电产业的领跑者。
中国风能利用的发展可以分为早期探索阶段、产业起步阶段、规模发展阶段等三个阶段。1986—1999年是早期探索阶段,从引进丹麦Wincon公司风电机组在达坂城柴窝堡湖畔建立风力发电试验站开始,到1999年前后新风公司XWEC-Jacobs43/600千瓦风电机组国产化率达到96%,期间中国完成了小规模风电示范和风电利用自主技术的初步探索;2000—2007年是产业起步阶段,以2007年金风科技推出拥有自主知识产权的1.5兆瓦风机为标志,期间各种激励制度的建立,《可再生能源法》的发布,迅速提高了中国风电开发规模和风电设备制造国产化能力;2008年以后,是规模发展阶段,政策、法律、制度进一步完善,风电产业迅猛发展,2010年中国风电累计装机容量和新增装机容量跃居世界第一。2020年,中国风电累计并网装机容量达2.81亿千瓦,占全国发电总装机容量的12.8%,成为中国可再生能源装机中仅次于水电的第二大能源。
奥特瑞恩项目位于瑞典中部,装机容量240.8兆瓦,于2020年12月15日正式投入商业运行。该项目安装56台4.3兆瓦风电机组,是全球在高寒地区采用的单机容量最大等级的陆上风电机组,也是截至目前中资企业(国投电力控股股份有限公司)在海外投资项目中采用的单机容量最大的陆上风机。
2020年12月28日,中国国家风光储输示范工程二期张尚50兆瓦扩建项目全部风电工程并网投运,这也是中国首个整装投运的陆上4.5兆瓦级风电项目,中国国网风光储公司采用11台4.5兆瓦机型,作为最后一个50兆瓦整装项目的“压轴机型”。该项目将为中国践行“绿色冬奥、低碳冬奥”承诺作出持续贡献。
2020年4月21日,在巍峨昆仑山下的青海,全新推出的陆上D160风电机组吊装成功。该机组风轮直径为160米,刷新当时全球已安装陆上风电机组的最大叶轮直径纪录。
随着现代风力发电技术发展的日趋成熟,大容量机组对减少土地使用面积、降低风场配套设施成本和后期运维等方面具有优势,风力发电机组大型化是全球风电行业发展的大趋势。中国作为世界排名第一的风电装机容量大国,截至2017年,风机的平均单机容量仅2.1兆瓦,因此在单机大容量装机规模上还要追赶德、美等国家的脚步。
在装机容量不断扩大的同时,中国的可再生能源利用水平也在不断提高,风电行业实现了弃风量和弃风率的持续下降,加快了中国能源行业的高质量发展。中国风力资源储量丰富,分布广泛,陆上可开发的储量为2.53亿千瓦,海上可开发的储量为7.5亿千瓦。大规模、高集中开发,远距离和高电压输送是中国风电发展的重要特征。在特高压输电网的传送下,超1000千米的输电电网电能损耗只有传统高压输电网的千分之一,最大程度上保留了风能所产生的电力资源。
出于对能源安全、生态环境、气候变化等问题的日益重视,大力发展风电成为中国应对全球气候变化的重要措施,未来中国的风电装机容量将继续保持高速增长的态势。2015年提出的《中国风电发展路线图2050》规划到2020年、2030年和2050年,风电装机容量将分别达到2亿千瓦、4亿千瓦和10亿千瓦。上述发展速度已经不能满足国家发展需求,在2020年北京国际风能大会上发布的《风能北京宣言》提出,为达到与碳中和目标实现起步衔接的目的,需保证年均新增装机容量5000万千瓦以上,这预示着未来中国的风电产业发展还将更快。未来,在双碳目标的推动下,中国风电行业的发展前景一片大好。