风起云涌：风力发电的现状与未来

一、风力发电概述

风力发电作为一种重要的清洁能源发电方式，在当今能源领域占据着重要地位。它通过将风能转化为机械能，再进一步转化为电能，为人们提供了可持续的电力供应。

风电的分类方式丰富多样。按叶片旋转方式可分为水平轴风力发电和垂直轴风力发电。水平轴风力发电机是目前应用最广泛的风力发电技术之一。其基本简介为可分为升力型和阻力型两类，大多数水平轴风力发电机具有对风装置，能随风向改变而转动。对于小型风力机，采用尾舵对风；大型风力机则利用风向传感元件及伺服电动机组成的传动装置。风力机的风轮在塔架前面的称上风向风力机，风轮在塔架后面的则称下风向风力机。水平风力机式样很多，有的具有反转叶片的风轮；有的在一个塔架上安装多个风轮以降低成本；还有的利用锥形罩加速或减速气流，甚至在风轮周围产生漩涡以集中气流增加速度。其优点包括成熟可靠、高效利用风能、可变风速适应性强以及噪音较低等。但也存在需要大面积空地、造成视觉污染以及对鸟类和蝙蝠等野生动物有影响等缺点。

垂直轴风力发电机具有诸多显著特点。首先在安全性方面，采用垂直叶片和三角形双支点设计，主要受力点集中于轮毂，有效解决了叶片脱落、断裂和飞出等问题。噪音方面，由于水平面旋转以及叶片应用飞机机翼原理设计，噪音降低到在自然环境下测量不到的程度。抗风能力强，水平旋转和三角形双支点设计原理使其受风压力小，可抵抗每秒 45 米的超强台风。回转半径小，比其他形式风力发电具有更小的回转半径，节省空间且提高效率。发电曲线特性良好，启动风速低于其他形式的风力发电机，发电功率上升幅度较平缓，在 5 ～ 8 米风速范围内，发电量较其他类型的风力发电机高 10% ～ 30%。利用风速范围广，采用特殊控制原理，适合运行风速范围扩大到 2.5 ～ 25m/s，在**限度利用风力资源的同时获得更大的发电总量，提高了风电设备使用的经济性。刹车装置可配置机械手动和电子自动两种，在无台风和超强阵风的地区，仅需设置手动刹车即可。运行维护简单，采用直驱式永磁发电机，无需齿轮箱和转向机构，定期对运转部件的连接进行检查即可。

按发电场景可分为陆上风力发电和海上风力发电。陆上风力发电发展较早，技术相对成熟。我国陆地面积广阔，“三北”地区及东部沿海地区是陆上风能资源最丰富的地区，且新疆、甘肃、内蒙古等地已陆续建成多个陆上风电基地。陆上风力发电机主要部件包括叶片、变桨系统、机舱控制柜、风速风向仪、发电机、齿轮箱、制动系统和塔筒等。叶片是吸收风能的单元，将空气的动能转换为风轮转动的机械能；变桨系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于**吸收风能状态；机舱控制柜是信号监测和控制中枢；风速风向仪实时测量风速和风向，调整风轮迎风方向；发电机将风轮转动的机械动转换为电能；齿轮箱将风轮产生的动力传递给发电机并使其得到相应转速；制动系统根据指令对风机进行制动；塔筒支撑风机机舱，也是检修通道。

海上风力发电具有独特优势。海平面风速高、风向稳、不占用土地，风机发电效率更高。海上风电场靠近东南沿海电力负荷中心，可减少长距离输电带来的投资成本和电力损耗。但海上风电也面临着诸多挑战，如海洋地质、气象环境复杂，要经受海水腐蚀、海雾侵蚀等考验，开发、运维难度大，建设成本高。

按运营模式，可分为集中式风电和分布式风电。集中式风电通常规模较大，由大型风电场集中发电后通过电网输送电力。分布式风电则更加灵活，可安装在用户附近，实现就地消纳，减少输电损耗。

二、政策支持

国家近年来不断出台相关政策，推动风能风电行业的发展，对于风能风电产业快速增长具有显著的促进作用。2022 年 3 月，国家发展改革委、国家能源局发布了《“十四五”现代能源体系规划》，提出到 2035 年，基本建成现代能源体系。这一规划明确了全面推进风电和太阳能发电大规模开发和高质量发展的方向，优先就地就近开发利用，加快负荷中心及周边地区分散式风电和分布式光伏建设，推广应用低风速风电技术。在风能和太阳能资源禀赋较好、建设条件优越、具备持续整装开发条件、符合区域生态环境保护等要求的地区，有序推进风电和光伏发电集中式开发，加快推进以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地项目建设，积极推进黄河上游、新疆、冀北等多能互补清洁能源基地建设。积极推动工业园区、经济开发区等屋顶光伏开发利用，推广光伏发电与建筑一体化应用。开展风电、光伏发电制氢示范。鼓励建设海上风电基地，推进海上风电向深水远岸区域布局。积极发展太阳能热发电。

近年来，国家对风电行业的政策支持力度不断加大。2020 年，国家能源局印发《关于 2020 年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》，积极推进平价上网项目建设、有序推进需国家财政补贴项目建设、积极支持分散式风电项目建设、稳妥推进海上风电项目建设、全面落实电力送出消纳条件、严格项目开发建设信息监测、认真落实放管服改革。同年，国家发改委、国家能源局印发《关于印发省级可再生能源电力消纳保障实施方案编制大纲的通知》，明确省（区、市）能源主管部门对行政区域内承担消纳责任的各市场主体，明确**可再生能源电力消纳责任权重，主要履行方式为购买或自发自用可再生能源电力，购买其他市场主体超额完成的消纳量或绿色电力证书为补充履行方式。此外，国家能源局还发布了《2020 年度风电投资监测预警结果》《关于发布 2020 年**风电、光伏发电新增消纳能力的公告》《关于印发各省级行政区域 2020 年可再生能源电力消纳责任权重的通知》等一系列政策，为风电行业的发展提供了有力的支持。

2022 年，国家政策对风电行业的支持更加密集。6 月初，国家发改委等九部门印发《“十四五”可再生能源发展规划》，对风电行业提出新的发展目标，“十四五”期间，可再生能源发电量增量在全社会用电量增量中的占比超过 50%，风电和太阳能发电量实现翻倍。同时，文件还指出，在“三北”地区大力推进风电和光伏发电基地化开发，在中东南部地区积极推进风电和光伏发电分布式开发，在西南地区统筹推进水风光综合基地一体化开发，在东部沿海地区积极推动海上风电集群化开发。此外，国家能源局还下发了两份关于风电安全事故的文件，分别针对防止陆上风电机组设备场内运输及施工事故、防止海上风电施工事故，以及从事风电机组塔筒清洗、叶片维修等高处作业，提出相关安全规范要求。

2022 年 10 月，国家能源局发布《关于组织开展可再生能源发电项目建档立卡有关工作的通知》，要求 2022 年 7 月 31 日前并网在运的风电、太阳能发电、常规水电、抽水蓄能和生物质发电项目，后续并网项目及时建档立卡。同时，对 2022 年 7 月 31 日前并网在运的可再生能源发电项目，2022 年 10 月 31 日前完成建档立卡。2022 年 7 月 31 日后续并网的项目，原则上在并网后一个月之内完成建档立卡。

2022 年 12 月，国家发改委发布《关于做好 2023 年电力中长期合同签订履约工作的通知》，完善绿电价格形成机制，鼓励电力用户与新能源企业签订年度及以上的绿电交易合同，为新能源企业锁定较长周期并且稳定的价格水平。同时，完善新能源合同市场化调整机制，满足新能源对合同电量、曲线的灵活调节需求。工信部发文表示，支持青海、宁夏等风能、太阳能丰富地区发展屋顶光伏、智能光伏、分散式风电、多元储能、高效热泵等。

国家对风电行业的政策支持，为风电产业的快速发展提供了坚实的保障。这些政策涵盖了风电开发、消纳、安全、价格机制等多个方面，有力地推动了风电行业的技术创新、产业升级和可持续发展。

三、全球风力发电现状

从全球范围来看，2022年，亚洲和欧洲依旧是全球风电的主战场。亚洲累计风电装机容量为524.49吉瓦，占全球累计风电装机总容量的47.34%，其中中国是世界风能领域的**，拥有世界三分之一以上的风电装机容量，2022年中国风电装机容量达365.96吉瓦；印度是亚洲风力发电量第二高的国家，也是除中国外**挤入世界风电装机容量前十位的亚洲国家，2022年印度风电装机容量为41.93吉瓦。欧洲累计风电装机容量为240.29吉瓦，占全球的26.73%，其中德国累计风电装机容量为66.29吉瓦，是欧洲最主要的风力发电国家。北美洲累计风电装机容量为163.47吉瓦，占全球的18.19%。

全球风力发电分为陆上风电和海上风电两种。2016 - 2022年，全球陆上风电累计装机容量稳步上升，占全球风电累计装机容量的90%以上，随着海上风电相关技术攻克，海上风力发电成本逐步降低，全球陆上风电累计装机容量占比逐渐降低。2020年全球陆上风电装机容量为699.2吉瓦，较2019年增长17.61%，占全球风电累计装机容量的95.31%；2022年，全球陆上装机容量为836.23吉瓦，同比增长8.4%，占全球风电累计装机容量的93.03%。

海上风电虽然起步较晚，但凭借海风资源的稳定性和大发电功率的特点，近年来在世界各地飞速发展。2021年，全球海上风电累计装机容量增加至54.25吉瓦，同比增长57.84%，占全球海上风电装机容量的6.57%，其中中国海上风电新增装机容量占全球海上风电新增装机容量的80%，连续第4年成为海上风电新增装机容量最多的国家，且反超英国成为全球海上风电累计装机容量最多的国家。2022年，全球海上风电装机容量为62.62吉瓦，占全球风电装机容量的6.97%。

2023年3月27日，全球风能理事会（GWEC）在巴西圣保罗发布《2023全球风能报告》。报告预计，到2024年，全球陆上风电新增装机将**突破100GW；到2025年全球海上风电新增装机也将再创新高，达到25GW。未来五年全球风电新增并网容量将达到680GW。

从全球新增装机容量分布情况来看，2021年中国新增风电装机容量居全球**，达到47.57GW，占全球新增装机容量的51%，其中陆上风机装机容量新增30.67GW，海上风机装机容量新增16.90GW；其次为美国，新增装机容量12.75GW，占比14%，全为陆上风机；巴西和越南紧随其后，均占全球风电新增装机容量的4%；英国新增装机量2.32GW，占比也达到3%。五大国共计新增装机量69.19GW，占全球新增装机量比重约72%。

2021年，亚太地区新增风电装机容量占全球新增装机容量的比重达到了59%，再次成为全球风电增长引擎；欧洲和北美洲新增风电装机容量占比分别为19%和14%；拉丁美洲占比6%；非洲和中东占比仅为2%。

从全球累计装机容量分布情况来看，截至2021年底，全球风电装机总量837GW，其中中国位居**，装机总量达338.31GW，占世界总装机容量的40.40%；美国风电装机总量为134.40GW，占比为16.05%，仅次于中国；德国虽然在2021年新增装机容量不是很多，但作为老牌风电强国，累计装机容量仍占了第三的位置，风电装机总量64.54GW，占比7.71%。印度和英国的装机总量分别为40.08GW和26.59GW，分别占比4.79%和3.17%。中国和美国风电累计装机量占世界总装机量的比例超过50%，前五的国家占比超过70%。

从全球风电累计装机来看，2021年亚太地区以404.14GW的累计装机容量排在**，装机量在全球占比为48.26%；其次是欧洲，以235.95GW的装机容量紧随其后，占比28.17%，美洲地区占比为22.48%，排名第三，非洲及中东地区装机量仅9.09GW，占全球累计装机量的1.08%。

四、中国风力发电现状

参考写作素材中的相关内容，如“2023年风电行业价格战愈演愈烈，‘内卷’的同时中标量再创历史新高。据每日风电不**统计，2023 年**风电整机商中标约 779 个项目，累计中标量 116.49GW（含**项目，不含集采框架招标），同比上涨约 12.8%，创历史新高。”进一步说明了我国风电产业在招标方面的活跃情况。

同时，“洞见 2023｜中国风电产业链全景图及重点企业”中提到的市场规模也可以作为补充说明，“2022 年，中国风电新增装机容量达到了 3763 万千瓦，累计装机容量达到了 36544 万千瓦。其中，陆上风电占据了主导地位，约占总装机容量的 91.65%，而海上风电则占据了剩余的 8.35%。随着装机容量的增长，风电发电量也在持续增加，2022 年中国风电发电量创下了历史新高，突破了 7600 亿千瓦时。”这一内容再次强调了我国风电产业的发展规模和潜力。

此外，“2022 年中国风电装机量及发展前景预测分析”中提到的行业发展前景也对我国风电产业的现状进行了补充，“在我国力争达成‘碳中和’和‘碳达峰’的大背景下，能源结构转型升级势在必行，对于清洁能源的需求日益增加，而海上风电则是清洁能源中的重要品类。目前，**新能源行业的发展多历经以补贴政策为主导到市场竞争推动的发展路线，长期看海上风电行业补贴退坡直至平价上网是未来的发展趋势，但随着海上风电技术的不断进步，海上风电开发成本会进一步降低，我国海上风电会取得更快的发展，对海洋工程行业发展有很大的推动作用。”这表明我国风电产业在政策支持和技术进步的推动下，未来发展前景广阔。

五、风力发电行业产业链

风力发电行业产业链主要分为上游原材料、中游整机及零部件和下游风电场运营商。

1. 产业链示意图

风电产业链清晰地分为三个主要环节。上游原材料主要为钢材、碳纤维、玻璃纤维、铜材等。其中，碳纤维性能稳定，寿命长，能够降低风力发电机的维护成本，延长其寿命。**碳纤维产能及产量逐年增长，2019 至 2022 年，中国碳纤维产能从 2.67 万吨增长至 8.92 万吨，产量从 1.2 万吨增长至 4.74 万吨。

中游是风机、塔筒和海缆等风力发电核心部件，以及其他风机的核心零部件，包括轴承、叶片、齿轮箱、发电机等。

下游客户主要是国有发电集团为主的投资运营商，发电集团需在电力投资时配置**比例的清洁能源。

2. 上游

3. 中游

4. 下游

下游的风电场运营商主要由大型国有发电集团投资运营，包括国家能源集团、中国华能、中国大唐、国家电投、中国华电、华润电力、中广核、国投电力等。这些运营商在风电项目建设中发挥着重要作用，随着风电技术的进步和成本的降低，风电发电逐渐具备经济性，国家宏观政策的支持也助推了风电行业的发展，使得行业充分受益。未来，随着**统一电力市场体系的建设，电价有望保持市场化波动的增长弹性，带来风电运营商业绩持续增长的弹性。

六、风力发电行业竞争格局

风力发电行业经过多年发展，竞争格局日益清晰，众多企业在市场中各展身手。2022 年，我国风电整机制造行业新增装机容量排名前三的企业为金风科技、远景能源和明阳智能，它们占据了市场的重要份额。

金风科技作为行业龙头企业之一，在**外市场都有着广泛的影响力。其市场份额为 22.8%，连续多年在**风电市场占有率排名**。金风科技的产品涵盖了陆上和海上风电领域，拥有先进的技术和丰富的项目经验。公司不断加大研发投入，推动风机技术的创新和升级，提高产品的性能和可靠性。同时，金风科技积极拓展海外市场，业务范围涉及全球 6 大洲的 38 个国家，2023 年金风科技在海外新增装机容量最多，达 748MW。此外，金风科技在陆上风电市场份额达 23.6%，排名**。2024 年，金风科技连中 4 标，总金额达到 38.19 亿元，展现了强大的市场竞争力。

远景能源在市场中也表现出色，市场份额为 15.69%。远景能源尚未上市，但在风电领域取得了显著成就。近三年来，远景能源在全球风电新增装机容量排名呈现出稳步上升的趋势，2023 年以 15.4GW 的新增装机容量和 13.05%的市场份额反超维斯塔斯，跻身榜单前二，这是其**跻身前三。2023 年远景能源新增装机容量同比增长 7.4GW，增幅达 92.5%，增幅**。在海上风电领域，远景能源也有着较强的竞争力，2023 年海上新增装机为 1.1GW，排名第三。

明阳智能市场份额为 12.46%。作为海上风机龙头，明阳智能近年来在全球风电新增装机容量排名上稳步提升，2021 年 - 2023 年，明阳智能从第七名逐渐提升至第五名，市场占有率从 7.59%提升至 7.63%。2023 年明阳智能新增海上风电装机近 3GW，同比翻倍，**成为 2023 年全球**的海上风机供应商。在**市场，明阳智能在 2022 年中国风电整机商装机排名中位列前三。

除了这三家企业外，我国风电市场还有众多**的整机制造商。2023 年，全球风电整机商新增装机容量排名前五的企业中，除维斯塔斯外，其余四家均为中国企业，分别是金风科技、远景能源、运达股份、明阳智能。这表明中国企业在全球风电市场中的竞争力不断增强。

在海上风电市场，我国行业集中度高。2023 年我国海上风电行业 CR3、CR5、CR10 市场份额占比分别为 68.5%、92.6%、99.8%。其中，电气风电和明阳智能市场份额合计占比超 50%。截至 2023 年我国累计装机容量前五的企业分别为电气风电、明阳智能、远景能源、金风科技、中国海装。

我国海上风电行业竞争格局呈现出多元化的特点。按注册资本分，我国海上风电行业企业可划分为四个竞争梯队。头部为注册资本 50 亿元以上的企业，代表企业有上海电气；**梯队为注册资本在 40 亿元和 50 亿元之间的企业，代表企业有华锐风电、哈电风能和金风科技；第二梯队为注册资本在 10 亿到 40 亿元之间的企业，代表企业有联合动力、明阳智能、中国海装和三一重工；**是第三梯队，注册资本在 10 亿以下的企业，代表企业有景能源和电气风电。

2023 年，中国风电市场有新增装机的整机制造企业共 15 家，新增装机容量 7937 万千瓦，前 5 家市场份额合计为 73.8%，前 10 家市场份额合计为 98.6%。截至 2023 年底，前 5 家整机制造企业累计装机市场份额合计为 60%，前 10 家整机制造企业累计装机市场份额合计为 85.1%。

总的来说，我国风力发电行业竞争格局激烈，各企业在技术创新、市场拓展等方面不断努力，以提升自身的竞争力。在未来，随着风电行业的持续发展，竞争格局也将不断变化，企业需要不断适应市场变化，加强技术创新和管理创新，才能在市场中立于不败之地。

七、风力发电发展趋势

1. 进一步提升海上风力发电占比

我国拥有绵长的海岸线和丰富的海上风力资源，目前海上风力发电装机容量远低于陆地，但具有巨大的发展潜力。海上风力发电具有诸多优势，如海平面风速高、风向稳、不占用土地，风机发电效率更高。同时，海上风电场靠近东南沿海电力负荷中心，可减少长距离输电带来的投资成本和电力损耗。

近年来，我国海上风电发展迅速，累计装机容量连续两年位居全球**。截至 2024 年第三季度，我国海上风电累计建成并网 3910 万千瓦，稳居全球**位，并形成了较为完整的海上风电技术链、产业链。我国海上风电加速向深远海发展，浮式风电起步虽晚，但装机容量排名全球第四，预计到 2026 年，累计装机容量有望突破 50 万千瓦。

为进一步提升海上风力发电占比，应充分利用相关政策开展引导，进一步开发可再生能源。国家在“十四五”期间规划了五大千万千瓦海上基地，各地也出台了海上风电发展规划，这将推动海上风电实现更高速发展。同时，随着技术的不断进步，海上风电开发成本会进一步降低，如我国已攻克超长柔性叶片、大型主轴轴承、超大容量发电机小型化等一系列关键技术难题，推动项目整体度电成本下降。未来，海上风电有望在能源结构中占据更大比重。

2. 全面向智能化控制方向转变

以信息技术、智能技术、互联网技术、5G 技术为代表的智能技术在风力发电中的应用越来越广泛，促使风力发电整体技术水平提升，成为未来行业发展的主要方向。

在风电功率预测方面，目前主要有物理预测法和统计预测法两大类。物理预测法通过天气预报预测出的风速、风向和温度等气象数据，与风场周围的地理实地信息，通过数学模型进行计算，得到风机的轮毂高度风速和风向，利用其进行风电功率预测。统计预测法通过利用数学统计方法，建立实际发电量与历史数据之间的关系，并将这种关系抽象为一个模型，预测未来的风电发电量。其中，基于人工智能的统计预测法具有数据量大、智能化以及自动化等优点，能在海量数据中精准找寻数据之间的映射关系，风电功率的预测准确性更高。

在风力发电的自动化控制系统中，智能技术的应用具有多方面优势。首先，能够为管理者的决策起到支持的作用；其次，可以加大控制力度，有效控制风力发电自动化系统，及时完成数据信息收集与传输等一系列工作，尤其是分析、处理以及整合工作，在风力发电自动检测上，可以得到有效运用。例如，无人机在智能巡检中的应用，操作人员能够对其进行适当控制，对指定位置进行拍摄，对风力发电机组实现实时监测。无人机拍摄完成之后，能够利用传输系统将拍摄到的图片、视频传输到地面接收系统，技术人员通过对资料的比对，能够分析出风力发电机组是否处于正常运行状态，提升巡检效率与质量，降低巡检成本。

此外，大数据分析技术的应用可以从机组数据入手，实施采集和存储，并从风机生产运行数据入手进行相应的挖掘，充分利用深度学习和自然语言处理人工智能分析方法进行有效分析，使得机器设备可以实现状态分析，有效预防风电机组的部件故障，更好地避免电量损失。智能感应技术在智能电网控制中的应用，可以对风电场设备实现高效控制，对获取的风电场设备相关数据信息进行整合、分析。通过引入智能化控制系统，实现实时监测、预测和自适应控制，提高发电效率和可靠性。

总之，智能技术在风力发电中的应用将不断深化，全面推动风力发电向智能化控制方向转变，提高风力发电的效率和稳定性，为实现可再生能源的大规模应用奠定坚实基础。

八、风力发电的优势与挑战

（一）优势

（二）挑战