泰国发电局加速风电项目开发

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泰国发电局 (EGAT) 在大公河（Lam Takong）乔拉巴·瓦德纳（Jolabha Vadhana）电厂安装采用燃料电池技术的风氢混合系统。

过去十年，由于可再生能源技术突破和成本不断下降，可再生能源发电发展迅猛。许多国家都在致力于实现清洁、安全、可靠的电力供应。2015年，联合国制定了 17 个可持续发展目标，包括清洁能源、可持续发展的城市和社区以及气候行动。2021 年，在第 26 届格拉斯哥全球气候变化大会（COP 26）期间，全部缔约国签订了《联合国气候变化框架公约》。

为了缓解气候变化，能源领域需要促进可再生能源资源的利用。全球电力消耗预计将呈指数级增长，这将导致发电量增加。可再生能源将在满足这一需求和实现可持续能源转型方面发挥重要作用。

由于经济持续增长（包括人口增长），泰国电力消耗大幅增长。因此，泰国将其 2015 年电力发展计划 (PDP2015) 更新为 PDP2018 第一版，关注的重点是充分利用可再生能源发电，以匹配不断增长的电力需求。

风电的发展

1983 年，泰国发电局 (EGAT) 在普吉岛 Laem Phromthep 开展了风能发电试点项目。选择在此试点是因为此处全年平均风速约为 5 米/秒（16.4 英尺/秒）。该风电场总容量为170 千瓦，服役近 40 年仍在运行，并持续发电。

继该试点项目取得成功后，泰国发电局继续探索陆上风电的选址。尽管泰国的风速相对较低，但风力发电的部署仍稳步增长。

2008年，泰国发电局建造了两组 1.25 兆瓦风力发电机组，是当时泰国最大的风电场。该风电场的年平均风速约为 5 米/秒至 6 米/秒（16.4 英尺/秒至 19.7 英尺/秒）。它位于呵叻府四球县 Khlongphai 区大公河上游水库乔拉巴·瓦德纳水电厂。

图1.风氢混合电厂布局。图片来源：泰国发电局

从2017年开始，风电机组安装数量呈指数级增长，每年增长率约为70%。2019年，泰国累计新安装风机容量 404 兆瓦，风力发电总容量达到 1507 兆瓦。该容量是泰国发电局 PDP2018 和替代能源发展计划 (AEDP) 设定的 3 GW 目标的一半。超过一半的新增风机安装在泰国东北部地区，其次是南部地区、北部地区和中部地区。

能源安全一直是泰国的一个主要问题，因为泰国一半以上的电力生产依赖于天然气。随着天然气储量的枯竭，并考虑到对 COP26 的承诺，泰国政府已加紧该国发电资源的多元化，利用可再生能源资源，特别是太阳能和风能。

补贴促进增长

作为一项风能补贴，2015 年启动的风电上网电价为 6.06 泰铢/kWh（0.176 美元/kWh），为期 20 年。该补贴起到了巨大的作用，吸引了多家开发商，使得发电量迅速超过 1500 兆瓦。

新的竞标将反映出风力发电成本的大幅降低，因此上网电价补贴预计也将下降。补贴下调将使风电更接近市场价格，并最大限度地减少过度补贴的风险。但目标仍然是吸引风电的开发并与风能行业建立牢固的合作伙伴关系。新的补贴政策无疑将继续增强泰国各地的风电发展，提升总的发电容量。

区域风能储量

泰国位于赤道附近，风速相对较低。其东北、西部和南部地区的风能储量最为显著。50 米（164 英尺）高度处年平均风速约为 6 米/秒。然而，这些区域距离负荷中心和输电线路非常遥远。

泰国风电的储量可能达到 13 GW。通过对海上风电储量的测算，泰国湾是最有前景的地区，估计规模为 7 GW。其中超过一半的储量位于泰国湾北部的曼谷湾。假设风机高度为 120 米（394 英尺），容量系数 25%，那么每年的总发电量将达到 15 TWh 。

面临的挑战

泰国在风能开发和推广方面面临诸多挑战，以三项最为突出：

1. 土地和社区问题对风电项目非常关键。泰国的平均风速为低至中风。潜在风能区为泰国湾周边及海拔较高地区，50 米左右平均风速为 5 米/秒至 6 米/秒。风电场需要大量的运行空间，并且平均风速最高的大多数区域通常位于山区或森林保护区。因此，安装风机需要获得相关政府机构的许可。

2. 风电场项目除了固定和可变的运营和维护成本外，还需要高昂的投资来支付风机并网、土建和建设费用。因此，风电场项目要想在其生命周期内实现收支平衡，就需要合理的电价。

3. 风力发电机组周围的环境影响是不可避免的。例如，风机可能会对景观产生负面影响，造成噪音污染并伤害动物。需要进行初步环境影响分析（EIA）来管理利益相关者关系。

案例研究

大公河乔拉巴·瓦德纳电厂安装的两台 1.25 兆瓦风力发电机组其年平均风速为 5 米/秒至 6 米/秒，它被认为是风电扩建的好场址。2017年6月，泰国发电局继续开发了该项目二期，额外安装了 12 台风机，每台2兆瓦，总容量为 24 兆瓦。两期项目总发电容量为26.5兆瓦。风机高度 94 米（295 英尺），叶片直径为 116 米（381 英尺）。该项目耗资 14 亿泰铢（4080 万美元，每兆瓦约 160 万美元），大公河风力发电项目二期于 2018 年 4 月投入运行。风电场生产的能源主要为该地区居民供电。2018年至2021年记录的风电发电量分别为 45.11 GWh（2018年）、67.72 GWh（2019年）、71.14 GWh（2020年）和49.69 GWh（截至2021年10月），容量系数分别为 21.92%（2018年）、32.83 % （2019 年）和 31.43%（2020 年）。

图2. 2018 - 2021 年乔拉巴·瓦德纳风场的发电量（GWh）。图片来源：泰国发电局

此外，该项目二期还安装了氢燃料电池系统，容量达到 300 千瓦。风机产生的能量用于将水电解成氢气和氧气，然后氢气被转移到燃料电池发电。该燃料电池为位于该处的泰国发电局研究中心供电。燃料电池系统的总成本约为 2.34 亿泰铢（679万美元）。

图3. 氢燃料电池系统。图片来源：泰国发电局

泰国发电局的这个采用燃料电池技术的风氢混合系统不仅是泰国最重要的项目，也是亚洲首个类似项目。该项目将有助于稳定可再生能源发电，并使发电结构多样化，以响应泰国的气候政策。

待开发的储量

泰国巨大的风电储量尚未得到有效开发。风能将有助于满足泰国不断增长的电力需求。2019年，泰国新增风电机组 404 兆瓦，累计风力发电容量达到 1507 兆瓦。2017年至2019年风能的增长率每年都在 75% 左右，并且预计还会增加。根据 PDP2018 的预测，到2036年底，新增风电并网容量预计再次达到 1485 兆瓦左右，届时全国风电累计装机容量将达到 3 GW，占全国新能源发电总量的30%。

目前，大公河乔拉巴·瓦德纳 24 兆瓦风场的大部分风机都以最佳状态运行，尽管风速和风向受到季节性变化的影响使得发电效率略有差别。该风电场的容量系数高达 31.97%，充分体现了风电的效率。

然而，风机的可用性并不稳定，需要改进，从 2019 年 1 月的 57.29% 到 2020 年 8 月的 97.22%。造成这种巨大差异的原因是由于多种问题导致的受迫性停运，例如备件更换需求问题（几乎所有备件都需要从原始设备制造商采购）、线路接地故障以及计划停电，如年度检修（半年检查和年度检查）等等。

风电发展的下一步工作是评估泰国其他风场的表现。泰国发电局采用燃料电池技术的风氢混合系统提高了电力的可用性和可靠性。在夜间非高峰时段利用风电生产氢气，然后在白天用电高峰时段氢燃料电池发电。大公河乔拉巴·瓦德纳风力发电产生的可再生能源可供应呵叻府约 0.8% 的电力需求。这有助于泰国履行对 COP26 做出的承诺。

泰国温室气体管理组织将发电产生的温室气体（GHG）排放因子系数设定为二氧化碳总量 0.5692 吨/兆瓦时。因此，2018 年 1 月至 2021 年 10 月，风电项目二氧化碳减排总量 132,996.08 吨。在 46 个月的运行期间，风机产生的电力可以覆盖安装成本的 48%。因此，泰国发电局将在未来五年后达到静态盈亏平衡点，不包括运营和维护成本。