德国是发展和利用风能较早的国家,自上世纪90年代以来,德国总共建立了6600座风力电站。德国政府计划,今后每年都将以30%的速度增长,每年增长的风力发电量超过1000兆瓦。
在风能利用方面,德国是当之无愧的世界冠军。德国拥有世界上最多的风力发电设备,全球三分之一的风力发电机在德国;风力发电装机容量高达12800兆瓦,年发电量达230亿度,足以满足750万个家庭的电力需求。在德国,凡是自然条件合适、周边环境允许的陆地几乎都竖起了风力发电机,人们开始把眼光瞄准风力充沛的海洋,德国北部和西部的部分海域已经架起了风力发电机。随着风能利用的规模日渐扩大,德国风力发电设备制造技术及规模也处于世界领先水平,德国的风力发电设备已经在国际市场上占有重要地位,与风力发电相关的行业提供了4万个就业岗位。
德国的风力发电装机容量占欧洲风力发电总装机容量的一半,占世界总装机容量的三分之一。20世纪90年代最后几年中,德国新装风力发电设备的容量迅速增长,仅1999年一年,德国就增长了156.8万千瓦,创年增长速度的历史记录。此数值约为1998年的一倍。1993年以来,德国新增风力发电装机容量的平均年增长率为58%。2000年德国风力发电装机容量已达611.3万千瓦,2001年达875.4万千瓦,稳居世界第一位。德国的年风力发电量为85亿度,占德国电力总需求量的2%左右。德国沿海和北部一些地区的风力发电量已占当地电力需求量的10%以上。到1999年止,德国风力发电设备的平均功率已发展到近937千瓦。1998年德国风力发电设备的平均功率为785千瓦,而1995年仅为457千瓦。据估计,今后5~7年德国风力发电量将会占到总用电量的5%。2020年德国风力发电量将会达到总用电量的15%,其中10%来自陆地风力发电设施,5%来自海上风力发电设施。
目前,德国正在北海建造大型海上风力发电基地,初期安装100台风力发电机组,最终安装200台风力发电机组,每台机组发电能力为5000千瓦,总装机容量100万千瓦,投资15亿德国马克。该项目从1999年10月开始制造风力发电设备,计划2004年开始发电。该风力发电基地建在德国北海领海内的赫耳兰岛上,离大陆25公里,用海底电缆与大陆电网相连。
现状
在欧洲许多国家,人们均可看到高高耸立的风力发电设备。它们犹如超级电线杆,静静地站在路旁、河边、农田里或山岗上。近年来,欧洲国家不断促进风能的发展,风能利用在一些国家已初具规模。德国是发展和利用风能较早的国家,自上世纪90年代以来,德国总共建立了6600座风力电站。德国政府计划,今后每年都将以30%的速度增长,每年增长的风力发电量超过1000兆瓦。
在风电场造价构成中,风电机组造价通常占60-70%以上,国内甚至有占85%以上的情况。德国的产业数据显示,风电机组本身的成本占陆上风电项目的65%,其余的成本是电气系统设备、地价、基础设备、输电线路建设等。有研究称,2006年全球风电设备市场总值超过70亿美元。
德国的风力发电设备的出口在蓬勃发展,前景更看好。设备出口占风力发电设备生产的22.5%,出口设备的发电能力占总安装设备发电能力的13.5%。在就业市场上,风力发电的贡献前景也很大。目前德国风力发电业的员工总数为35000人,其中5分之1是2001年新雇用的。德国风力发电业新安装总量最大的是下萨克森州,新安装的能力达670兆瓦,使这个州的风轮设施达到了3051个,发电能力2427兆瓦,风力发电占了该州供电量近10%。当然,下萨克森州还不是德国最大的“风力州”。第一名是石荷州,它拥有2351台风轮柱,发电能力1555兆瓦,占该州电力需求的28%。排在第二位的是梅福州,其中电力供应的21%来自风力。接下来是萨安州(11%多)和勃兰登堡州(9%强)。
近年来,德国风机制造技术已逐渐趋于成熟,其风机制造业处于世界领先地位。在全球7家最具影响力的风机生产厂家中,德国的ENERCON公司和Nordex公司各占一席。ENERCON公司产品主要机型有:E-30(300KW)、E-40(400KW)、E-58(1000KW)、E-66(2000KW)和E-112(4500KW)。Nordex公司产品主要机型有:N50(800KW)、N60(1300KW)、S70(1500KW)、N90(2300KW)和N80(2500KW)。风电产业技术进步的成果使德国获益匪浅,其风电产业已步入良性发展轨道,具体表现是多方面的。
1、大尺寸大功率风机的出现使风电生产成本大幅下降。最近,1000千瓦风机生产的风电的平均价格仅为4.1美分/kWh,15年内,风电价格降低了50%。因此现在各生产厂家竞相推出各种型号的兆瓦级风机,市场上商用风机的功率已达到2500KW和3600kW。ENERCON公司已研制成功转子直径112米、功率4500kW的新型大功率风机。5000kW供海上风力发电场使用的大型风机即将投入商业运行。
风机大型化使每年新装风机的数量比以前少得多,但生产的电力却没有减少,而且占用土地面积变少了。由上世纪80年代末平均单机标称功率只有145kW,到2002年已达1400kW,2003年达1556kW,2004年达1696KW,逐年递升的趋势十分明显。随着新装风机单机标称功率的不断增大,风电生产成本将进一步下降。
2、随着技术的不断发展和进步,以及生产批量的增加,风机制造费用大幅下降,风电投资成本相应降低。1990年,当德国全国风机装机总功率为6万千瓦时,风机的平均售价为1260欧元/kW。2002年,当风机装机总功率为1170万千瓦时,风机平均售价降到了930欧元/kW。现在一台具有最新技术性能的风机的每千瓦投资费用仅为804欧元。
3、风机的大型化为风力资源相对贫乏的德国内陆州提供了加快风电发展速度的契机。这些州从一开始就选用大功率,风机装机功率已达205.3万千瓦,平均单机标称功率900kW。位于南德中等高度山脉区的萨尔州,风机装机功率达5.68万千瓦,平均单机标称功率1072kW。值得指出的是,负荷工作时间为900~1100小时的风能资源相对贫弱地区,研制生产了适合这些地区使用的低风速风机。由此可以看出,科技进步对促进风电产业发展产生的巨大推动作用。
4、用新型大功率风机更换早期安装的接近经济使用寿命的小型风机,提高风电产业的综合经济效益。德国政府通过延长风电补偿期限的办法,运用经济杠杆鼓励德国北部濒海的小功率风机持有者更换使用新型大功率风机,明显提高了沿海风能资源丰富地区的风能利用密度。同时,噪音污染也得到大幅度降低。而风电经营者则可以获得较高的收益。
5、风电行业的产业化稳步推进。德国有着全球最大的风机市场,2002年以前,德国共有46家生产企业,他们的产品主要供应德国国内市场的需要,一部分供出口。2002年德国风机生产企业经历了一次并购和联合的高潮后,只剩下12家在继续生产。2004年,这个行业的营业额达71亿欧元,从业人员6.16万人,分别比2003年增长32.4%和26.9%。近几年又出现了增长。
6、大规模风电生产的环保效应逐渐显现。专家研究结果表明,每生产100万千瓦小时风电,平均可减排二氧化碳600吨。据此测算,在2001~2003年中,德国因其风电共减排二氧化碳4188万吨。2004年德国共生产风电299亿千瓦时,减排二氧化碳2070万吨。近几年,减排更是多。德国是1997年关于减少温室气体排放的”京都议定书”的签字国,风电产量的逐年稳步增长,为德国完成”京都议定书”规定的减排温室气体指标,作出了重要贡献。
趋势
国际能源机构预测,随着生产批量的不断扩大,2010年风机售价将降至644欧元/kW,2020年降至512欧元/kW。根据国际能源机构预测,至2010年,当全球风机装机总功率达到1.975亿千瓦时,风电价格将降至3.03美分/kWh,2020年全球风机装机总功率达到12亿千瓦时,风电价格将进一步降至2.45美分/kWh。
1、产品销售地区结构的变化
欧洲和北美是德国机电产品的传统销售地区。但过去几年,这一形势,尤其是在部分产品领域发生了激烈变化,尤其是中国和印度转向。
2、新增价值结构发生的变化
经济全球化进程的加速导致德国机械设备制造业的国际分工程度也不断向前所未有的深度发展。目前,德国机械设备制造业正越来越集中于高端产品制造领域,而在中、低端产品领域方面,德国越来越仅仅专注于产品的设计和研发。
3、传统意义上的价值创造链已经发生改变
传统意义上的高、中和低端价值创造链正在变得模糊。技术含量很高以及技术含量很低的高端及低端产品领域正在变小,而中端产品领域正在迅速扩大,这将给以中小企业为主体的德国机械制造业带来了严峻的挑战,迫使德国机械制造业不得不加大研发投入,以科技创新来抵御来自其它国家,尤其是新兴经济国家的竞争。
4、客户结构及生产结构的变化迫使企业经营国际化
客户采购网络的国际化、以及随着国际化进程而越来越普遍的企业并购行为,迫使德国机械设备企业的生产、销售更加国际化,本土企业的色彩也将随之越来越淡。
5、配套软件将成为机械产品新增价值的主要来源
随着信息技术的发展,近年来,软件已经成为机械设备产品的关键技术,其在产品附加值中的比例一直呈上升趋势。目前,软件部分占机械产品的研发成本已经超过机械部分。未来机械软件的主要发展领域是机械内置软件、机械间通讯软件、数字化车间及客户维护软件。
6、服务将成为未来机械制造业产品附加值的主要领域
随着机械设备的复杂程度的不断提高,产品的相关服务将成为增加产品附加值的主要内容。目前,与机械产品相关的服务已经占德国机械设备销售额的20%以上。
7、“租赁”及“设备自行操作”将成为两种流行的销售模式
技术升级的加快,促使发展中国家将越来越多的采取“租赁”方式来购买机械设备产品。对于那些批量生产的机械设备,这一趋势更加明显。这将促使未来的机械设备生产商密切与租赁公司合作或者寻找当地人金融融资伙伴。
对于发达国家来说,“设备自行操作”模式来购买产品将成为趋势。生产商自行来操作出售的机械设备,客户按产品的生产量付费。“设备自行操作”模式普及的主要原因在于目前机械设备产品的技术及规模的复杂化趋势。