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1、风能开发:一半是海水,一半是火焰随着世界经济的发展，化石能源日益短缺，能源问题成为世界性 问题。近年来，我国经济面临的资源、环境压力日渐突出。中华人 民共和国可再生能源法于今年1月1日正式施行。加快构建我国绿 色能源供应体系已成为能源专家的共识。其中，风能因巨大的潜力和 成熟的商业化基础最为引人注目。风能开发应用在中国已经有20多年。世界上不少国家的风能已 经在新能源中占有重要地位，我国的风能应用状况如何？我国应该如 何抓住机遇，走出一条中国特色的能源发展之路？风能是指由空气流动所产生的动能。风是地球上的一种自然现象, 它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热 不同，产生温
2、差，从而引起大气的对流运动，形成风。据估计，到达 地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能，但其总量仍是十分可 观的。据世界气象组织估计，全球的风能约为2. 74X109兆瓦，其中 可利用的风能为2X107兆瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要 大10倍。风能资源应用前景广阔风能与其他能源相比，有其明显的优点：蕴量巨大、可以再生、 分布广泛、没有污染。风能和阳光一样，是取之不尽、用之不竭的再 生能源；风力发电没有燃料问题，不会产生辐射或二氧化碳公害，也 不会产生空气污染；而且从经济的角度讲，风力仪器比太阳能仪器要 便宜九成多。中国风能储量很大、分布面广，甚至比水能还要丰富。 合理利用风能，既可
3、减少环境污染，又可减轻越来越大的能源短缺的 压力。据国家气象局提供的资料显示：中国陆上50米高度可利用的风 力资源为2. 5亿多千瓦，海上风力资源也超过7. 5亿千瓦，远远超过 可利用水能资源的3. 78亿千瓦。在我国，全国约20%左右的国土面积具有比较丰富的风能资源, 主要分布在东南沿海及其岛屿，西北、华北和东北“三北”地区，特 别是新疆和内蒙古，风能资源极为丰富。风能，作为一种无污染、可 再生且运行成本低廉的新能源，有着巨大的发展潜力和广阔的市场前 景。目前，我国的风能利用发展很快，无论是发展规模还是发展水平, 都有很大提高。2004年，全国在建项目的装机容量约150万千瓦， 其中正在施工
4、的约42万千瓦，可研批复的68万千瓦，项目建议书批 复的45万千瓦，包括5个10万千瓦特许权项目。这些项目部分已建 成完工，2005年底我国风机装机容量达到126. 6万千瓦。风能开发成熟尚需时日我国风电产业发展形势很好。在第三届风能大会上，展览产品琳 琅满目，各种风机设备、配套产品品种齐全，但在这些热闹的背后, 薄弱的风电设备制造业正在拖其后腿。尽管经过20多年的建设和发 展，但目前中国风能市场仍然处于不成熟状态。与国外发达国家相比, 中国风能源开发无论在技术、规模、水平，还是在发展速度上仍然存 在较大差距。严酷的现实是，发电设备国产化水平低正在成为我国风 电产业化的主要障碍。强大的制造业是
5、风能产业发展的重要基础。德国、西班牙、荷兰、 丹麦、美国等国的经验表明，风能产业发展无一例外，都以雄厚的技 术实力和强大的制造业为支撑。而我国生产厂家由于长期投入不足， 无专业化制造厂，生产规模小、过于分散、集约化程度低、工艺落后、 产品质量不稳定、经济效益低。因此，我国风源产业本地化制造比例 较低，从而难以降低工程造价和及时提供备件。高成本、高价格是制约技术商业化和推广应用的最大障碍。与同 类技术相比，风能生产成本比化石燃料高得多。风力发电的成本是煤 电的1.7倍，这就部分削弱了风能推广的经济竞争力。成本居高不下 的原因很多，其中生产规模小是一个重要原因。风能制造成本仍然偏 高。由于能量转化
6、效率低，若要提高转化率，就需要增加系统的复杂 性，导致成本上升。尽管面临着种种困境，但是在可再生能源法颁布实施的利好之下, 可再生能源，特别是风能的开发利用必将迎来一个快速发展时期。据 悉，我国已把风力发电作为新能源发电的重点，并制定了长期发展计 划，在十几个省（区）规划建设风电场。而据专家预测，50年内，风 能发电量将占总发电量的30%至40%o（7月11日光明日报）链接世界风电发展趋势单机大型化机组容量大型化是世界风能发展的共同趋势。在上世纪80年代, 风力机群以50100千瓦机型为主，其后发展扩大到300千瓦、500 千瓦到600千瓦和750千瓦机型；现在正发展10003000千瓦机组。
7、 统计表明，2002年兆瓦级大型风电机组所占比例，已由1997年的9. 7% 扩大到62. 1%O机组大型化的优点是有利于降低造价，提高运行可靠性；缺点是 机组越大，重量也越大。如225千瓦风力机的重量约为9吨，而500 千瓦和1500千瓦机组的重量则可达21吨和58吨。同时，这将给风 机的运输和安装带来困难，同时还可能导致机组造价的上升。提高可靠性尽管风电机组技术近年来有了长足的进步，但是从技术商业化程 度看，风电机组寿命较短，难以保证技术使用寿命达到20年。因而 有必要改进所有部件，尤其是转子的可靠性。这可以通过风机系统的 优化设计、选用更好的材料、部件、可变速转子、先进的控制装置来 实现
8、。这些改进不仅可以减轻负荷，而且还可以减少风机的重量和不 同部件的费用。向海上发展，实行规模化开发规模化开发既是降低成本、提高效益的途径，也是保障开发利用 可靠性、扩大可再生能源显示度的经验之举。海上风力发电与陆地上 的风力发电大致相同，但将风电场建在海上，不仅解决了占用陆地土 地资源的问题，同时，利用海上得天独厚的广阔空间和风力资源，可 以进行批量、规模化生产，从而降低风力发电的成本。许多国家都制 订了大规模开发利用计划，以获得更佳的效果。2002年欧盟提出的新目标是：到2010年风力发电达到4000万 千瓦，其中海上风力发电达到500万千瓦;2020年风力发电达到15000 万千瓦，其中海
9、上风力发电达到5000万千瓦；要求风力发电装机占 整个欧盟发电装机的15%以上。资料来源：中国可再生能源战略与政策研究（总报告）主要国家风电概况从各国风电的发展来看，目前德国、西班牙和美国的风电装机容 量处于世界领先地位，而中国仅处于世界的第10位。德国德国风力发电冠欧洲I。在欧洲国家中，德国的风力发电最为发达, 就前景而言，欧洲风力发电的发展势头仍将继续下去。在德国，风力 发电目前占其电力生产的3. 5%,政府的目标是在2025年之前将这一 比重提高到至少25%。同时德国规划了两个海上项目，一个规模为 10万千瓦，拟采用4000千瓦或5000千瓦的机组；另一个项目初期 规模为40万千瓦，采用
10、同等容量的机组，最终规模达到120万千瓦。西班牙西班牙从1978年开始发展风力发电。据其国内可再生能源产品 协会的统计，2002年西班牙风力发电装机容量达483.1万千瓦。预 计到2010年，西班牙的风力发电容量将达到2000万千瓦。西班牙政 府和企业拧成一股劲，根据自己国家的国情将发展清洁无污染风电作 为解决能源问题的国策。美国美国风力发电飞速发展，美国风力资源十分丰富。由于环境保护 和对未来能源的需要，美国十分重视风能的开发和利用。目前美国是 世界上风力机安装容量最大的国家，约230万千瓦。到2006年，计 划安装420万千瓦。印度从上世纪80年代起，印度就启动了风电项目。近三年，印度风
11、电装机始终排名在世界前十名，同时在亚洲的装机容量名列第一，仅 2005年，新增装机就达到143万千瓦。目前，印度非常规能源部参 照国际测试和认证标准组织实施印度风机认证项目，已经认定208个 风场为候选场址，建设了 30处示范工程，单机容量为600千瓦、750 千瓦和1250千瓦。丹麦丹麦计划2005年前兴建5个海上风电场，每个规模约15万千瓦, 加上现已建设的项目，累计装机将超过75万千瓦；到2030年全国风 电装机容量达到550-650万千瓦，约占全国发电装机容量的一半，其 中近一半安装在北海大陆架区域，其中首批兴建的示范项目规模为 10万千瓦，采用1.5兆瓦或9兆瓦的机组。（7月11日光明日报）