中国风电产业供需环境分析与发展预测

中国风电产业供需环境分析与发展预测作者：张文珺喻炜来源：《中国人口·资源与环境》2014年第07期摘要本文利用波特五力模型对中国风电产业所处竞争环境进行分析，认为中国风电产业内部竞争激烈，外来威胁不明显，替代品威胁力较弱，产业链上游核心零部件生产呈现“技术空心化”。

通过对“风电零部件供给-风电整机制造-风电场运营开发”整个风电供需链的分析，认为现阶段制约我国风电产业持续发展的最大障碍，并不在于风电的制造、生产和运营，而是受制于风电并网的约束。

为进一步研究未来我国风电市场的发展趋势，本文基于预测效果优于BP神经网络的STALSSVM模型，利用1993-2011年中国风电装机新增容量、累计容量及风电并网新增容量、并网累计容量等数据，预测了风电生产供给与风电并网需求的发展趋势。

结果显示，2012-2015年我国风电装机容量增长率逐年上升趋势明显，而风电并网容量增长率则趋于平缓。

预计到2014年风电累计并网容量缺口将达到4 817.03 MW，需求缺口将愈来愈大，风电消纳远远滞后于风电生产，风电产能“相对过剩”的局面将更加严重。

鉴于此，本文在政策层面上给出如下建议：（1）进一步加强国家电网建设。

要有重点、分步骤地建设偏远地区电网设施，并建立更大区域的电力市场，在区域电网内甚至在区域电网外寻找风电消纳市场；（2）创新风电并网技术及应用。

政府应积极支持风电开发和并入电网所需要的输电投资；（3）加强风电项目风险控制。

国家电力监管部门要重视风电场与电网的相互影响，加强监管力度；（4）创新风电利用方式。

通过开发供热、农业提水灌溉等灵活用电负荷，促进风电就地消纳和利用。

关键词风电装机；风电并网；供需环境；波特五力模型；STALSSVM模型中图分类号F062.9文献标识码A文章编号1002-2104（2014）07-0106-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.07.016受国家政策驱动及全球发展态势的引领，作为我国战略性新兴产业之一的风电产业，虽然起步较晚，但自2005年来实现了极为迅速的发展，连续5年风电装机容量翻番式增长。

2010 年中国（不包括台湾地区）新增装机容量18 927.99 MW，同比增长37.1%，达世界第一，占当年全球新增风电装机的一半以上，累计风电装机容量44 733.29 MW，超过美国成为世界风电装机第一大国[1]；2011年新增装机容量17 630.9 MW，占全球增量的40%，累计装机容量62 364.2 MW，年增长39.4%，继续保持全球领先地位[2]，中国风电市场在历经多年的快速增长后步入稳健发展期。

然而，风电产业在快速发展的同时，风电并网容量却没有比肩发展。

据统计，2007-2011年我国风电年均累计并网比例约为74.1%，且有逐年降低的趋势，明显低于欧美国家90%以上的并网比例[3]。

虽然2011年“并网难”的问题得到了初步缓解，累计并网容量达到47.84 GW[4]，并网比例达76.71%，但全国范围内限电“弃风”现象仍然严重。

“三北地区”尽管风能资源丰富，全年上网电量最多，但也是“弃风”最多的地区。

2011年我国部分省市风电弃风20%左右，其中蒙东、吉林、蒙西和甘肃的弃风率分别为23%、20%、18%和17%，全国10个弃风较多的省区有584个风电场平均弃风率达15%[5]，全年限电“弃风”量超过100亿kWh，风电企业的相关损失达到50亿元以上[4]。

可见，大规模、高速度发展的风电装机与风电并网消纳的矛盾已经成为制约我国风电发展的重要“瓶颈”。

风电产业发展面临产业低水平重复建设以及“产能过剩”的发展状态；而电网企业对风电并网的技术约束却限制了风电的需求消纳，造成了资源和能源的浪费。

因此，在我国风电产业的发展过程中，产业的供需环境和其未来发展态势已经成为有待研究的重要问题。

1相关文献综述对中国风电产业供需方面的研究，诸多学者关注了产业链整合对风电产业发展的重要意义。

冯伟和李颖洁[6]基于产业链角度，指出我国风电装备制造业发展落后的主要原因在于自主创新不足、纵向一体化滞后、产业集聚不明显，并认为风电发展需要加强国产化以及资源整合力度；刘琦[7]认为风电产业链既是利益链（包括风电场投资商、风机制造商、部件供应商、设计院、工程建设、认证机构和地方政府等），又是价值链（强调风电机组研发、风电场投资和运营增值等），整合和协调发展风电产业链需要从价值链入手；房田甜[8]则认为外资企业也将加入风电设备商与开发商捆绑的产业链整合。

为建立风电产业良好的战略发展环境，促进其健康、有序发展，中国风电产业的发展路径、发展模式以及风电相关政策的国际借鉴亦成为近些年来国内外研究领域的热点。

Lema A， Ruby K[9]认为政策制定者面临着风电发展“快车道”（放松管制允许风机进口，在短时间内尽可能扩大装机容量）和“慢车道”（通过直接和间接政策促进风机制造本土化，发展本国风机制造能力）的两难选择，中国选择“慢车道”模式被证明是卓有成效的发展模式；Li J[10]认为中国亟需巩固体制、增加资金及技术渗透来充分发挥风能潜力以满足经济增长和环境保护的需求；Liu Y Q，Kokko A[11]认为国有企业在中国风电产业链发展的各个阶段中扮演着重要角色；李俊峰等[12]则指出我国需要在完善价格体系、风机标准化、资源普查、电网建设等方面促进风电产业发展。

有关风电产业未来发展的研究，基于现状分析及主观判断居多，通过系统预测方法进行风电发展预测的文献极少。

谢建华等[13]通过建立灰色模型，利用2001-2004年风电装机容量数据预测了我国2005年风电的装机容量；路正南和张志娟[14]运用GM（1，1）灰色系统模型对我国未来风电装机容量进行了科学预测，预测我国未来几年风电装机容量将继续保持高速增长，至2015 年将达到3 亿9 258万kW。

上述成果得到了诸多有价值的结论，关注于中国风电产业链的整合、发展路径、政策借鉴及未来发展预测。

然而，从研究内容上看，文献多侧重风电产业链发展的内部系统或产业链的某一环节；从研究方法上看，目前对中国风电产业未来发展的预测基本采用传统预测方法，预测结果的精确性不能得到满足。

相关文献所采用的灰色系统预测其本质上是一种指数增长预测，要求原始时间序列具有非负单调性，但这个条件在预测风电装机容量上并不一定能得到满足。

因此，本文借助波特五力模型拟对我国风电产业现阶段所处竞争环境、竞争态势及产业链结构进行分析，并基于改进的LSSVM（最小二乘支持向量机）模型对风电未来供需发展态势进行预测，用以明晰风电产业制造供给与风电并网需求的产业链发展关系。

这对判断我国风电产业的过剩产能，明确风电供需缺口，调整风电资源配置和完善风电发展规划，都具有重要的现实意义和政策价值。

2中国风电产业供需环境分析本部分根据波特五力模型来分析中国风电产业现阶段所处竞争环境、竞争态势及产业链结构，该模型将多种不同的因素汇集在一个分析框架中，包括五种力量：①产业内部现存竞争者的竞争程度；②上游供应商生产零部件的能力；③产业面对下游市场的需求程度；④潜在竞争者的影响力；⑤潜在替代品的威胁力。

通过对这五种竞争力量的分析，有助于指出产业竞争中的关键因素，并为进一步研究风电未来供需发展态势提供背景分析。

现阶段，中国风电产业正处于快速发展阶段，从产业链角度风电产业可分为上游的风电制造产业和下游的风电建设运营产业两部分，其中风电制造产业可以细分为整机制造业和零部件制造业。

根据波特五力模型，发现不仅风电产业内部竞争激烈，需要承受新进入者的压力，同时还要受到核心零部件生产和复杂市场需求的制约（见图1）。

图1中国风电产业的波特五力模型Fig.1Porter’s five forces model of China’swind power industry2.1风电产业内部竞争激烈风电产业在我国《可再生能源法》（2006年）及各专项政策（涉及分类电价、强制上网、税收优惠、专项资金、费用分摊等）颁布实施以来，发展速度迅猛。

华锐风电、金风科技和东方电气等风电企业一直占据较高的市场份额，呈现寡头垄断的市场结构。

随着产业中企业数量的增加，企业间竞争将更加激烈。

主要表现在：（1）以金风科技等为代表的风电企业先行者，较早进入中国风电设备研发和制造市场，具有技术创新能力和产业体系构建的先发优势。

金风科技拥有自主知识产权的直驱永磁技术，是目前全球最大的直驱永磁风机研制企业，累计全球风电装机容量超过15 GW（截止2012年底），在国内约占20%的市场份额。

随着风电制造技术的不断发展，这些企业会垄断更多的市场资源，从而获得更高利润，产业内部竞争加剧；（2）以东方电气为代表的传统设备制造商，在火电设备制造不景气的情况下，面对风电产业良好的发展前景和可观的利润，凭借着自身雄厚的技术和资金支持，对风电市场现存企业形成了强有力的竞争；（3）风电企业数量众多、市场饱和，导致产业内部竞争激烈。

2007 年我国风电整机制造企业只有30 多家，在风电龙头金风科技上市后的一年多时间里，有40 多家企业进入风机制造领域。

这种盲目的跟风，使风电产业呈现“产能过剩”的局面，产业内竞争日益加剧。

2.2关键零部件生产“技术空心化”作为产业链上游的风电零部件设备制造业，包括叶片、塔筒、轴承、齿轮箱和控制系统等零部件的制造。

由于叶片、塔筒等零部件技术含量不高，国内厂商除了满足国内风电整机制造市场的需求外，已经具备了出口能力。

国内风机原来以低单机容量风机为主，相关零部件制造技术的突破比较容易。

然而，随着单机容量的提高，作为风机核心部分的轴承、齿轮箱和控制系统等关键零部件生产出现“技术空心化”，其生产质量不能满足市场需求，发展速度也远远滞后于风电整机制造企业。

由于关键零部件制造还需要从国外进口，或与国外相关生产厂商展开合作，风电核心零部件的供给成为制约我国风电产业发展的瓶颈之一。

2.3下游风电建设运营产业影响大风力发电场的建设、运营和发展能力直接影响着风电产业的供给和消纳。

我国目前风电场的投资主体以国有大型电力集团为主，包括国电、华能、大唐、华电、中电投等电力集团，风力发电已经实现了大规模商业化开发。

然而，由于风电设备制造企业的市场集中度和风电场的利润率之间呈负相关关系[15]，我国较高的风电制造业市场集中度加剧了风电场的利润损失。

2011年五大电力企业首现亏损，不但风电利用小时数出现负增长，风电业务利润更于该年7月亏损1.4亿元，利润环比6月降低8.2亿元。

风电投资项目的亏损直接损害了风电场运营商持续发展的能力，对上游风电产业发展影响大。

2.4潜在竞争者影响力一般国内广阔的风电市场为许多新进入者提供了机会，但风电产业较高的技术壁垒、政策壁垒和由资产不可分割性产生的高转移壁垒，使潜在竞争者影响力一般。