“上山、下海、出國”，是我國風(fēng)電除大基地與低風(fēng)速外，最重要的三大細(xì)分市場。近年來，我國海上風(fēng)電開發(fā)取得了跨躍式發(fā)展;同時隨著風(fēng)電技術(shù)水平的提高并結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的價格競爭力，在海外市場也取得了一個又一個里程碑。上山，到越來越高的地區(qū)，甚至是在西藏自治區(qū)的超高海拔區(qū)域開發(fā)風(fēng)電，已經(jīng)從理想落地為現(xiàn)實。通過十五年的技術(shù)與工程能力的儲備，西藏風(fēng)電終于迎來了加速發(fā)展時期。
一步一級臺階
一般情況下，1500~3500m被定義為高海拔，3500~5500m為超高海拔。被稱為“生命禁區(qū)”的青藏高原平均海拔在4000m以上，是不折不扣的超高海拔地區(qū)。
超高海拔地區(qū)大氣壓力和空氣密度極低，平均只有沿海地區(qū)的60%，導(dǎo)致風(fēng)電機組推力嚴(yán)重下降、更容易造成葉片失速，并且對氣動性能優(yōu)化、電氣部件絕緣及散熱性能提升、高輻射環(huán)境下機組防護(hù)設(shè)計優(yōu)化等方面提出了更高要求。另外，過大的晝夜溫差對風(fēng)電機組材料耐疲勞性也提出較大挑戰(zhàn)。簡而言之，在超高海拔地區(qū)開發(fā)風(fēng)電，必須解決空氣密度極低時造成的機組葉片失速、電氣絕緣散熱、機艙塔筒葉片防輻射及雷暴等問題。
由于風(fēng)電機組需要運行20年以上，在這些特殊環(huán)境下的挑戰(zhàn)，是無法在試驗環(huán)境下完全模擬的，必須經(jīng)過漫長的現(xiàn)場考驗，并不斷加以改善。早在15年前的千瓦級風(fēng)電機組上，我國就已經(jīng)實施了高海拔風(fēng)電機組的批量化項目開發(fā)，為日后風(fēng)電從高海拔到超高海拔開發(fā)步步為營，從云南、四川、青海到西藏一步一級臺階，打下堅實基礎(chǔ)。
2008年12月6日，由中國水電集團(tuán)投資建設(shè)，中法兩國在氣候變化領(lǐng)域合作的重大代表性項目?大理者磨山風(fēng)電場順利投產(chǎn)發(fā)電。該項目的投運，對中國高海拔風(fēng)電技術(shù)的早期探索意義重大。它是云南首個風(fēng)電項目，位于大理市下關(guān)南側(cè)的者磨山上，建成時為我國最高海拔風(fēng)電項目。
這個項目的投產(chǎn)，還標(biāo)志著云南省長期以來以水電、火電為電力能源結(jié)構(gòu)的歷史將被改寫，在每年11月至次年5月的枯水期，風(fēng)電可為電網(wǎng)帶來補充，開創(chuàng)了“風(fēng)水互補”的能源建設(shè)新格局。
據(jù)了解，大理者磨山風(fēng)電場總裝機容量7.875萬千瓦，共安裝105臺金風(fēng)科技750kW機型，是我國最早一批針對高海拔環(huán)境進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化的風(fēng)電機組。可以說，正是這些機組在十五年前的投運，開創(chuàng)了高海拔、低空氣密度、特殊地理環(huán)境下風(fēng)電場建設(shè)的先河，填補了國內(nèi)外高海拔風(fēng)電建設(shè)的空白，為相關(guān)技術(shù)進(jìn)步積累了豐富經(jīng)驗。
持續(xù)優(yōu)化完善
隨著我國風(fēng)電進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段，高海拔區(qū)域相對集中的云南、青海與四川三省，開始積極發(fā)展風(fēng)電。中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會(CWEA)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2022年年底，云南、青海、四川的風(fēng)電累計裝機容量，分別達(dá)到1162.6萬千瓦、1028.9萬千瓦、646.6萬千瓦。數(shù)十個3000m以上海拔高度的項目得到開發(fā)，使高海拔風(fēng)電技術(shù)應(yīng)用更為廣泛而成熟。
在西藏規(guī)模化開發(fā)超高海拔風(fēng)電項目，時機已經(jīng)成熟。事實上，早在2010年8月，龍源下屬中能公司，就在那曲縣、安多縣青藏公路附近各建一座80m高的測風(fēng)塔。2011年年底，西藏自治區(qū)發(fā)展改革委向國家能源局提交《那曲高海拔風(fēng)電場項目建議書》;2012年3月，該項目獲得國家能源局批復(fù)。2013年11月3日，龍源那曲高海拔試驗風(fēng)電項目實現(xiàn)首批機組并網(wǎng)。這個項目海拔高度4700m，是西藏風(fēng)電“零”的突破，填補了全國最后一個省份的風(fēng)電開發(fā)空白，也創(chuàng)造了當(dāng)時世界風(fēng)電項目最高海拔的紀(jì)錄。
龍源那曲高海拔試驗風(fēng)電項目最初規(guī)劃總?cè)萘繛?.95萬千瓦，但實際投運0.75萬千瓦，安裝了5臺聯(lián)合動力1.5MW機組。雖然該項目只完成了首批機組投運，但我國對于西藏超高海拔風(fēng)電技術(shù)與市場的開拓，并未停下腳步。
三峽西藏措美哲古分散式風(fēng)電項目
經(jīng)過9年技術(shù)改進(jìn)與相關(guān)能力積累，2021年12月22日，西藏第二個風(fēng)電項目，也是目前世界海拔最高的風(fēng)電項目，三峽西藏措美哲古分散式風(fēng)電場首批機組并網(wǎng)發(fā)電。該項目最高機位點輪轂海拔高度達(dá)到了5158m，總裝機容量2.2萬千瓦，安裝了5臺運達(dá)股份的2.2MW雙饋機型與5臺東方風(fēng)電的2.XMW永磁直驅(qū)機型。
“我們必須解決好超高海拔低溫低氧環(huán)境下施工難、風(fēng)電設(shè)備進(jìn)藏運輸?shù)缆冯y、超高海拔風(fēng)電開發(fā)技術(shù)難的‘三難’問題。”三峽集團(tuán)一位參加過該項目建設(shè)的人員向《風(fēng)能》介紹。作為國家超高海拔風(fēng)電科研示范項目，措美哲古風(fēng)電場對探索解決高海拔風(fēng)能資源特性、地理特性、氣候特性復(fù)雜多變，風(fēng)電場選址、測風(fēng)、設(shè)計、開發(fā)建設(shè)、運營管理方案，以及風(fēng)電機組設(shè)備元器件選擇、絕緣設(shè)計、加工工藝、控制策略等都具有極大的實踐意義，創(chuàng)造了高原風(fēng)電建設(shè)史上的奇跡。
正是因為該項目是全球風(fēng)電史上第一個5000m以上海拔項目，山南市一位領(lǐng)導(dǎo)在首批機組并網(wǎng)時激動地說：“三峽今天措美風(fēng)電開發(fā)建設(shè)的一小步，就是我們西藏山南清潔能源發(fā)展和進(jìn)步的一大步。”
迎來規(guī)模開發(fā)
國家氣候中心的數(shù)據(jù)顯示，西藏100m與140m高度風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量分別超過5.2億千瓦和6.3億千瓦。CWEA的數(shù)據(jù)顯示，2022年西藏風(fēng)電累計裝機容量僅為3.1萬千瓦，風(fēng)電發(fā)展空間巨大。據(jù)《風(fēng)能》統(tǒng)計，截至2023年上半年，西藏進(jìn)入建設(shè)階段(包括建成投產(chǎn))的風(fēng)電項目共4個。其中在建項目2個，均為規(guī)模化開發(fā)風(fēng)電場。
在上述項目穩(wěn)步推進(jìn)的同時，2023年上半年，西藏風(fēng)電市場取得了一項歷史性突破?開展對80萬千瓦風(fēng)電項目的競配工作。
2023年5月18日，西藏自治區(qū)發(fā)展改革委印發(fā)《關(guān)于印發(fā)2023年風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源項目開發(fā)建設(shè)方案的通知》(下稱《方案》)指出，為切實保障區(qū)內(nèi)電力安全供應(yīng)，根據(jù)各地(市)申報的項目庫儲備情況和區(qū)內(nèi)電網(wǎng)接網(wǎng)、并網(wǎng)條件，2023年新增風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源項目建設(shè)規(guī)模573.5萬千瓦。
《方案》涉及風(fēng)電項目共80萬千瓦，包含保障性并網(wǎng)風(fēng)電項目建設(shè)規(guī)模60萬千瓦，主要分布在日喀則市薩迦縣、昌都市八宿縣、那曲市色尼區(qū)、阿里地區(qū)改則縣;市場化并網(wǎng)風(fēng)電項目建設(shè)規(guī)模20萬千瓦，場址位于阿里地區(qū)。
《方案》還提出項目建設(shè)要適度超前：“加快構(gòu)建清潔能源‘一基地、兩示范’發(fā)展新格局，按照‘成熟一批、開工一批’的思路，提前為重大項目建設(shè)和民生用能、規(guī)劃新增通道等方面做好電力儲備，適度超前推進(jìn)新能源建設(shè)，有效拉動能源領(lǐng)域投資，促進(jìn)資源開發(fā)利用共享。”為此，《方案》明確了項目建設(shè)時序，要求保障性并網(wǎng)項目中的風(fēng)電項目于2024年10月底前全容量同步并網(wǎng)投運。可見對開發(fā)周期的要求不僅較短，而且相當(dāng)嚴(yán)格。
據(jù)了解，截至2023年6月中旬，《方案》中所涉及的風(fēng)電建設(shè)規(guī)模所在地(市)能源主管部門，均已印發(fā)了相關(guān)競配方案，并快速推動后續(xù)工作。日喀則市甚至要求在確定項目投資主體，取得備案(核準(zhǔn))后需在一個月內(nèi)開工建設(shè)。昌都市要求競爭性配置磋商明確的投資主體需在獲得項目開發(fā)權(quán)后10個工作日內(nèi)簽訂開發(fā)協(xié)議，開發(fā)協(xié)議簽訂后30個工作日內(nèi)完成備案。
可預(yù)見的是，2024年西藏風(fēng)電累計裝機規(guī)模有望接近百萬千瓦級水平，未來必將成為我國風(fēng)電開發(fā)的重要增量市場。
