風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域
風(fēng)能是一種清潔的永續資源,屬于太陽(yáng)能的一種轉化形式,根據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(dòng)化程度高、沒(méi)有燃料價(jià)格風(fēng)險、度電成本持續降低等突出優(yōu)勢,已成為開(kāi)發(fā)和應用最為廣泛的可再生能源之一,是全球可再生能源開(kāi)發(fā)與利用的重要構成,其發(fā)展正逐漸從補充性能源向替代性能源持續轉變,其應用是推動(dòng)能源結構優(yōu)化、能源低碳化的重要驅動(dòng)力。在全球能源結構向低碳化轉變的背景下,我國鼓勵風(fēng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對優(yōu)化能源結構、實(shí)現碳達峰碳中和、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)持續增長(cháng)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永磁式兩種,釹鐵硼永磁材料主要應用于直驅永磁式風(fēng)電機組,制造直驅永磁式風(fēng)電機組所使用的釹鐵硼永磁材料約為0.67t/MW。直驅永磁式風(fēng)電機組目前的市場(chǎng)滲透率約30%,其市場(chǎng)份額將直接影響釹鐵硼永磁材料在風(fēng)電領(lǐng)域的市場(chǎng)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(xiàn)型異步發(fā)電機和安裝在轉子繞組上的雙向背靠背IGBT電壓源變流器組成。直驅永磁式風(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(cháng)、穩定性高、電網(wǎng)兼容性高、結構簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn),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)電的應用更為廣泛。
根據GWEC的統計數據,2020年全球風(fēng)電新增裝機容量93GW,同比增長(cháng)52.96%,累計裝機容量743GW,同比增長(cháng)14.31%,海上風(fēng)電新增裝機容量達到6.1GW,呈現出較快的增長(cháng)趨勢。
我國是全球較大的風(fēng)電市場(chǎng),擁有豐富的風(fēng)力資源。我國政府將風(fēng)力發(fā)電作為改善能源結構、應對氣候變化和國家能源安全問(wèn)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(cháng)期有力的支持。根據國家能源局《風(fēng)電發(fā)展“十三五”規劃》(2016年11月),為實(shí)現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,促進(jìn)能源轉型,我國必須加快推動(dòng)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)展具有明確的指導思想和清晰的發(fā)展目標:第一,總量目標方面,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,消納利用目標方面,到2020年,有效解決棄風(fēng)問(wèn)題,“三北”地區全面達到低保障性收購利用小時(shí)數的要求;第三,產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標方面,風(fēng)電設備制造水平和研發(fā)能力不斷提高,3-5家設備制造企業(yè)全面達到國際先進(jìn)水平,市場(chǎng)份額明顯提升。
根據國家能源局統計數據,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(cháng)178.44%;累計風(fēng)電裝機容量約281.72GW,同比增長(cháng)34.12%,保持穩定增長(cháng)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合增長(cháng)率為17.75%。2020年10月14日,《風(fēng)能北京宣言》提出,未來(lái)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(lái)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(shí)直驅永磁式風(fēng)電機組滲透率也會(huì )逐年提升,持續帶動(dòng)風(fēng)電領(lǐng)域對于釹鐵硼永磁材料的需求。