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摘要:本文首先针对风力发电与其他能源的优势进行对比;接着阐述我国风力发电产业的研究现状;再对我国未来风力发电发展趋势进行了分析。
关键词:风力发电;可再生能源;现状;趋势
风能是由地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同从而引起各地气压的差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率,与风速的三次方和空气密度成正比关系。
节约能源,提高能源利用效率,尽可能多地利用洁净能源替代高含碳量的矿物燃料,已成为世界利用能源的主题。
1风力发电与其他能源相比较有以下几方面的优势
1.1全球拥有丰富的风能资源
风的产生式由于地球表面上的大气受到太阳辐射引起部分空气的流动,是太阳能的一种转化形式,风能是地球与生俱来的资源。世界拥有巨大的风能资源。
1.2风能是可再生的清洁能源
风能是不需要开采、运输、不产生任何污染的清洁可再生能源。而且1台单机容量1000千瓦的风机与同容量火电装机相比,每年可减排二氧化碳2000吨、二氧化硫10吨、二氧化氮6吨。仅2007年,全球940亿瓦风机容量就将减少二氧化碳排放12200万吨,相当于20个大型燃煤发电站的排放量[4]
1.3风机建造周期短、运行和维护成本低
风力发电和其他发电方式相比,建设周期一般很短(1台风机的安装时间不超过3个月),1个50万千瓦级的风力发电厂建设期不到1年,而且安装1台投入运行1台,装机规模灵活。目前风电厂造价为 8000-9000元/千瓦,其中,机组(设备)占75%,基础设施占20%,其他为5%;风能利用小时数在2700-3200小时/年,其风电成本约0.45-0.6元/千瓦时。风电机组的设计寿命一般为20-25年,其运行和维护费用一般相当于风电机组成本的 3%-5%[5]。
1.4风力发电占地少,现场所需人员少
风力发电相关建筑仅占风力发电场约7%的土地,其余场地仍可供其他产业使用;可以灵活地建设在山丘、海边、荒漠等地风电厂建成后,现场几乎不需要运行人员,可进行远程控制操作。
2 中国风电发展的现状
2.1中国风力资源分布情况
我国风能资源比较丰富。根据全国第2次风能资源普查结果,中国陆地风能离地面10米高度的经济可开发量2.53亿千瓦,离地面50米估计可能增大一倍。近海资源估计比陆地上大3倍,10米高经济可开发量约7.5亿千瓦,50米高约15亿千瓦[7]。
2.3 国家及政府有关部门重视和支持风力发电
风电的迅速发展与国家的政策扶持密不可分。“十一五”时期,我国陆续出台了《可再生能源法》、《关于风电建设管理有关要求的通知》及《可再生能源中长期发展规划》等一系列配套政策和实施细则,这些政策不仅为风电长远发展提供了法律保障、政策支持,也明确提出了装备先行、市场化的发展战略。截至目前,风电企业享受所得税“三免三减半”、“增值税减免50%”、“即征即退”等一系列优惠政策。
除了国家推出的标杆电价外,部分省份还另外推出风电补贴,山东、广东的风电上网电价均高于国家标杆电价[12]
2.4 专业队伍和国产化水平逐渐提高
风力发电的“装备先行”战略使风电快速发展[13]。据统计,2004年全国装机的风电设备中,进口设备占90%,2010年全国装机的风电设备中国产设备占90%。随着国内风电市场的发展,有10余家风电设备制造企业实现了规模化生产,华锐、金风等7家制造企业已经跻身2010年世界风电设备制造15强,其中华锐风电已经跃居世界第二。经过多年的技术积累和资本投入,国内风电设备生产水平不断提高,兆瓦级风机等科技难关被相继攻克。
风电设备的国产化,带动了国内风电技术水平和运营质量的快速提升。目前,国内风电机组普遍采用当今世界主流技术,世界领先的3兆瓦机和海上风电项目均在国内落户。单位千瓦造价已从“十一五”初期的7000元左右降到4000元以下,降幅达40%[14]。
3全球风力发电的趋势
风力发电是一种主要的风能利用形式,风力发电已经开展了多年,随着能源环境的变化和风力发电产业的成熟,未来几年风力发电将呈现新的趋势。
3.1风力发电投资成本降低
风力发电相对于太阳能、生物质等可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小。在过去20多年里,风力发电技术不断取得突破,规模经济性日益明显。
根据美国国家可再生能源实验室NREL的统计,从1980年至2005年期间,风力发电的成本下降超过90%,下降速度快于其他几种可再生能源形式[16]。根据丹麦RIS国家研究实验室对安装在丹麦的风力发电机组所进行的评估,从1981~2002年间,风力发电成本由15.8欧分/千瓦时下降到4.04欧分/千瓦时,预计2010年度电成本下降至3欧分/千瓦时,2020年降低至2.34欧分/千瓦时。
3.2风力发电国产化必要性
实现风力发电技术装备国产化的目的是提高我国风力发电装备的制造能力和技术水平,降低风力发电成本,提高市场竞争能力,为推动我国风力发电技术大规模商业化发展奠定基础。加大风力发电机组的国产化力度,一方面可为风力发电场建设采用国产设备提供优质廉价的选择。
3.3大型发电机组是风力发电必然的趋势
随着现代风力发电技术发展的日趋成熟,风力发电机组正不断向大型化发展。2002年前后,国际风力发电市场上主流机型已经达到1500千瓦以上。目前,欧洲已批量安装3600千瓦风力发电机组,美国已研制成功7000千瓦风力发电机组,而英国正在研制巨型风力发电机组。目前风力发电机组的规模一直在不断增大,国际上主流的风力发电机组已达到2-3兆瓦。国家2008年7月发改委共核准了222.45万千瓦大型风电项目,是2007年底全国累计装机600万千瓦的37%大体上大型风力发电机组有两种发展模式。陆地风力发电,其方向是低风速发电技术,主要机型是2-5兆瓦的大型风力发电机组,这种模式关键是向电网输电。近海风力发电,主要用于比较浅的近海海域,安装5兆瓦以上的大型风力发电机,布置大规模的风力发电场,这种模式的主要制约因素是风力发电场的规划和建设成本,但是近海风力发电的优势是明显的,即不占用土地,海上风力资源较好[24]。
4结束语
风力发电具有既能保证能源的有序利用,又能战胜全球气候变化,更有利于全球的环境资源保护的优点。通过对我国风能资源及利用状况的调查,我国的风能开发和利用已经进入一个崭新时期,尤其是小型风机的生产和应用已经相当广泛,效果也非常不错,并且前景非常广阔。我们要充分有效地利用风能这种可再生、无污染、环保节净的自然资源,通过致力于风力发电的技术创新与科研开发,使我国的风力发电得到长足发展,使风电在我国得到更加广泛的应用。
参考文献:
[1] 刘宝兰,文华里.世界风力发电现状与前景[J].能源工程,2000,(4):12-14.
[2] 宋正良.世界风力发电发展概况[J].上海大中型电机,2004,(2):1-3.