風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域
風(fēng)能是一種清潔的永續(xù)資源,屬于太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式,根據(jù)世界氣象組織和中國氣象局氣象科學(xué)研究院分析,地球上可利用的風(fēng)能資源為200億kW。與傳統(tǒng)能源相比,風(fēng)能憑借其儲量巨大、不存在碳排放等環(huán)境成本、自動化程度高、沒有燃料價格風(fēng)險、度電成本持續(xù)降低等突出優(yōu)勢,已成為開發(fā)和應(yīng)用最為廣泛的可再生能源之一,是全球可再生能源開發(fā)與利用的重要構(gòu)成,其發(fā)展正逐漸從補充性能源向替代性能源持續(xù)轉(zhuǎn)變,其應(yīng)用是推動能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、能源低碳化的重要驅(qū)動力。在全球能源結(jié)構(gòu)向低碳化轉(zhuǎn)變的背景下,我國鼓勵風(fēng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)碳達峰碳中和、提升經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量具有重要積極意義,風(fēng)能產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長的趨勢具備較強的確定性。
風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域是目前釹鐵硼永磁材料消費量最大的下游領(lǐng)域之一,目前風(fēng)電機組主要有雙饋式和直驅(qū)永磁式兩種,釹鐵硼永磁材料主要應(yīng)用于直驅(qū)永磁式風(fēng)電機組,制造直驅(qū)永磁式風(fēng)電機組所使用的釹鐵硼永磁材料約為0.67t/MW。直驅(qū)永磁式風(fēng)電機組目前的市場滲透率約30%,其市場份額將直接影響釹鐵硼永磁材料在風(fēng)電領(lǐng)域的市場需求。
雙饋式機型技術(shù)成熟,是目前風(fēng)電技術(shù)的主流機型,由定子繞組直連定頻三相電網(wǎng)的繞線型異步發(fā)電機和安裝在轉(zhuǎn)子繞組上的雙向背靠背IGBT電壓源變流器組成。直驅(qū)永磁式風(fēng)電機組是近年興起的新技術(shù),由于具有發(fā)電效率高、壽命長、穩(wěn)定性高、電網(wǎng)兼容性高、結(jié)構(gòu)簡單等一系列優(yōu)點,已經(jīng)成為今后風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展方向[]。特別是在海上風(fēng)電應(yīng)用領(lǐng)域,由于運維不便,對風(fēng)電機組的可靠性要求較高,雙饋式風(fēng)電機組中的齒輪箱較易發(fā)生故障,而直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機不含齒輪箱,可靠性更高,在海上風(fēng)電的應(yīng)用更為廣泛。
根據(jù)GWEC的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2020年全球風(fēng)電新增裝機容量93GW,同比增長52.96%,累計裝機容量743GW,同比增長14.31%,海上風(fēng)電新增裝機容量達到6.1GW,呈現(xiàn)出較快的增長趨勢。
我國是全球較大的風(fēng)電市場,擁有豐富的風(fēng)力資源。我國政府將風(fēng)力發(fā)電作為改善能源結(jié)構(gòu)、應(yīng)對氣候變化和國家能源安全問題的主要替代能源技術(shù)之一,并對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)給予了長期有力的支持。根據(jù)國家能源局《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》(2016年11月),為實現(xiàn)2020年和2030年非化石能源占一次能源消費比重15%和20%的目標(biāo),促進能源轉(zhuǎn)型,我國必須加快推動風(fēng)電等可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國家風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有明確的指導(dǎo)思想和清晰的發(fā)展目標(biāo):第一,總量目標(biāo)方面,到2020年底,風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機容量確保達到2.1億kW以上;風(fēng)電年發(fā)電量確保達到4,200億kWh,約占全國總發(fā)電量的6%;第二,消納利用目標(biāo)方面,到2020年,有效解決棄風(fēng)問題,“三北”地區(qū)全面達到低保障性收購利用小時數(shù)的要求;第三,產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)方面,風(fēng)電設(shè)備制造水平和研發(fā)能力不斷提高,3-5家設(shè)備制造企業(yè)全面達到國際先進水平,市場份額明顯提升。
根據(jù)國家能源局統(tǒng)計數(shù)據(jù),2020年全國新增風(fēng)電裝機容量71.67GW,高于2017-2019年三年之和(61.42GW),同比增長178.44%;累計風(fēng)電裝機容量約281.72GW,同比增長34.12%,保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。2010年至2020年期間,全國新增風(fēng)電裝機容量的年均復(fù)合增長率為17.75%。2020年10月14日,《風(fēng)能北京宣言》提出,未來我國每年至少新增裝機量為50GW,2025年后,我國風(fēng)電年均新增裝機容量應(yīng)不低于60GW,到2030年,我國風(fēng)電累計裝機容量至少達到800GW,到2060年至少達到3,000GW。此外,未來全球風(fēng)電機組新增裝機容量整體有望保持較快增速,同時直驅(qū)永磁式風(fēng)電機組滲透率也會逐年提升,持續(xù)帶動風(fēng)電領(lǐng)域?qū)τ阝S鐵硼永磁材料的需求。