李欣

摘 要：風(fēng)電經(jīng)過多年的發(fā)展逐漸在世界能源供應(yīng)中占有一席之地，然而對(duì)于今日之中國來說卻仍然有很長的路要走，參照歐洲風(fēng)電發(fā)展的歷史進(jìn)程，并在宏觀國家調(diào)控中采取適當(dāng)?shù)恼?，有利于我們?cè)诎l(fā)展的過程中少走彎路。遠(yuǎn)瞻風(fēng)電發(fā)展的前景，海上風(fēng)電將為我們提供一條可以走得更長更遠(yuǎn)的道路，其中的技術(shù)難題的攻克將成為各國都要面對(duì)的問題，只有掌握了核心技術(shù)才能在風(fēng)電發(fā)展領(lǐng)域中走在前面，并給該國的能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新的血液。

關(guān)鍵詞：風(fēng)能的優(yōu)勢(shì) 發(fā)展歷史 原理 選址 歐洲風(fēng)電成本 丹麥的國家政策 海上風(fēng)電 展望

中圖分類號(hào)：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（b）-0162-02

能源是支撐世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素和戰(zhàn)略資源，而今日之全球皆面臨著能源危機(jī)的挑戰(zhàn)，氣候變化、日益增長的能源需求使得人們?cè)桨l(fā)關(guān)注新能源的發(fā)展。伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和能源消費(fèi)的快速增長，中國對(duì)能源的需求日益增多，全世界新增能源需求的40%以上來自中國，高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)需要充足的能源儲(chǔ)備作為支撐。但是由于我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)長期以來一直以煤炭為主，正是這種能源結(jié)構(gòu)使得我國的污染指標(biāo)居高不下，對(duì)環(huán)境的破壞也日益明顯。伴隨著化石能源的日益枯竭，現(xiàn)階段人類面臨著能源危機(jī)的挑戰(zhàn)，在這種背景下可再生能源的開發(fā)利用越來越受到世界各國的重視。相對(duì)于其他形式的新能源，風(fēng)能有它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，風(fēng)力發(fā)電的開發(fā)歷史長遠(yuǎn)，與其他形式的可再生能源相比，技術(shù)比較成熟，經(jīng)濟(jì)性較高，具備大規(guī)模開發(fā)的條件。

世界上第一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組于1887年7月建于蘇格蘭，建立者格拉斯哥大學(xué)的教授James Blyth用它給自己的度假莊園供電。20世紀(jì)70年代初到90年代，風(fēng)電行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，在這20年里，中小型的風(fēng)能發(fā)電機(jī)組技術(shù)日趨成熟。在此過程中，發(fā)電成本得以大大降低，另外各國政策對(duì)風(fēng)電行業(yè)進(jìn)行大力扶持，世界各地建設(shè)了大量的并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)。據(jù)此，全球風(fēng)能理事會(huì)做出預(yù)測(cè)，如果采取積極的措施，2030年和2050年，全球風(fēng)電的裝機(jī)容量將會(huì)分別達(dá)到21億kW和30億kW，發(fā)電量將分別達(dá)到5萬億kWh和8萬億kW·h。風(fēng)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，它的基本原理是：通過風(fēng)輪捕獲風(fēng)能從而帶動(dòng)風(fēng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再由風(fēng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)將機(jī)械能傳遞到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并輸出三相交流電。

在建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)前不僅僅需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)方面的考量，同時(shí)還要考慮到環(huán)境因素的影響以及制度方面的限制，風(fēng)電機(jī)組對(duì)風(fēng)況的匹配、對(duì)電網(wǎng)的影響等等都是需要考慮的因素。在進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)的地址時(shí)，需要在主風(fēng)向上滿足開闊、寬敞，障礙物少、粗糙度低的條件，這樣才能降低對(duì)風(fēng)速的影響。另外，風(fēng)電場(chǎng)的地形應(yīng)當(dāng)盡可能的簡單，有利于進(jìn)行大規(guī)模的開發(fā)利用。并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)需要與電網(wǎng)連接，因此在選址時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能地靠近電網(wǎng)。由于風(fēng)電具有明顯的間歇性，因此在建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)時(shí)，還應(yīng)當(dāng)將電網(wǎng)的接納能力納入考慮范圍，防止由于風(fēng)電入網(wǎng)而影響了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在歐洲，風(fēng)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅推動(dòng)了風(fēng)電行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，還有效地降低了風(fēng)電的成本。自20世紀(jì)90年代兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)問世以來，1.5兆瓦及以上的風(fēng)機(jī)基本上壟斷了歐洲風(fēng)電的市場(chǎng)。最近，世界風(fēng)能理事會(huì)對(duì)如何降低風(fēng)電發(fā)電成本進(jìn)行了分析研究，在過去，主要是由技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)風(fēng)電成本的下降，以后風(fēng)電成本進(jìn)一步下降則更多的是依賴于規(guī)?；?、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。世界風(fēng)能理事會(huì)估計(jì)到2020年，陸上風(fēng)機(jī)的總體造價(jià)還可以下降20%～25%，海上風(fēng)電的造價(jià)可以降低40%以上，同時(shí)發(fā)電成本就可以同幅下降。

在風(fēng)力發(fā)電的國家干預(yù)方面，我國可以學(xué)習(xí)借鑒丹麥的經(jīng)驗(yàn)，丹麥政府不直接支持制造廠商，而是通過對(duì)購買風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的用戶給予補(bǔ)貼的方式，促進(jìn)風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展。剛開始對(duì)機(jī)組的補(bǔ)貼費(fèi)用是30%，以后隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r逐漸減少補(bǔ)貼的數(shù)額，這項(xiàng)政策直到1987年風(fēng)電行業(yè)壯大才予以取消。另外，丹麥政府不僅對(duì)煤電行業(yè)征收能源稅和二氧化碳排放稅，而且對(duì)風(fēng)電的收購予以補(bǔ)貼，采用雙管齊下的措施，從而使得風(fēng)電機(jī)組的用戶從滿足自家電力需求轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢韵螂娋W(wǎng)銷售電能，獲取一定的利潤，這樣購買風(fēng)力發(fā)電機(jī)組逐漸成為了一項(xiàng)投資方式，由此培育出了一個(gè)穩(wěn)定的風(fēng)電市場(chǎng)。另外政府在里索國家實(shí)驗(yàn)室內(nèi)建立了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)站，并授權(quán)對(duì)符合安全要求的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組型號(hào)頒發(fā)認(rèn)證證書，并且規(guī)定只有獲得認(rèn)證的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品才有資格獲得政府的補(bǔ)貼。試驗(yàn)站還就測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題提出了解決辦法，幫助廠商解決問題，大大促進(jìn)了風(fēng)電發(fā)展的規(guī)范化和穩(wěn)定性。

近年來，全球風(fēng)電行業(yè)迅速發(fā)展，丹麥和德國的陸上風(fēng)電開發(fā)已經(jīng)漸趨飽和，而海上風(fēng)能絕大部分仍處于尚未開發(fā)的狀態(tài)。海上風(fēng)電具有諸多優(yōu)勢(shì)，不僅可以節(jié)約土地資源，減少噪聲和公眾視覺沖擊，而且海上有大片連續(xù)的區(qū)域可用，發(fā)展空間不受限制。更為重要的是，海上風(fēng)速高，有著比陸地更為豐富的風(fēng)能資源。但是由于海上風(fēng)電的開發(fā)技術(shù)尚不成熟且運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)有限，也存在一些不足和技術(shù)難題，安裝成本會(huì)大大地提高。因?yàn)槭艿江h(huán)境因素的限制，運(yùn)行維護(hù)也會(huì)變得十分困難，這將使得機(jī)組的可利用率下降，影響發(fā)電量。

中國風(fēng)力資源的分布與電力需求一直不匹配。東南沿海地區(qū)對(duì)電力的需求量大，風(fēng)電場(chǎng)接入方便，但是土地資源十分緊張，可用于建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的面積有限。而我國擁有非常豐富的近海風(fēng)能資源，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景，并且東部沿海地區(qū)不僅海上風(fēng)電資源豐富而且距離電力負(fù)荷中心很近，開發(fā)海上風(fēng)電將有利于東部沿海地區(qū)電力供應(yīng)情況的改善。但就目前來說中國還不具備海上風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的條件，更沒有實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)作為支撐。因此對(duì)于現(xiàn)在的中國來說，不應(yīng)當(dāng)將目光放在大規(guī)模的開發(fā)規(guī)劃上，而是要密切追蹤國際海上風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，借鑒國外海上風(fēng)電的成功經(jīng)驗(yàn)，并吸取國外挫折中的教訓(xùn)，要及早做好海上風(fēng)能資源的評(píng)估工作，加快海上風(fēng)電示范項(xiàng)目的建設(shè)，為海上風(fēng)電建設(shè)和設(shè)備制造儲(chǔ)備技術(shù)。這其中有諸多的技術(shù)難題需要克服，例如在長江口以南的海岸線附近遭受臺(tái)風(fēng)襲擊的機(jī)會(huì)比較多，需要發(fā)展抗臺(tái)風(fēng)技術(shù)。并且離海岸較遠(yuǎn)的深海海域風(fēng)能資源更加豐富，未來等到技術(shù)條件成熟，有可能會(huì)開發(fā)深海風(fēng)電。

中國現(xiàn)代風(fēng)電產(chǎn)業(yè)起始于20世紀(jì)60到70年代，并且是從離網(wǎng)式小風(fēng)機(jī)的研發(fā)推廣開始的，但經(jīng)過幾十年的發(fā)展，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)從無到有、從小到大，迎來了發(fā)展的一個(gè)春天。中國乃至全世界的風(fēng)電資源足夠豐富，如果大規(guī)模集中開發(fā)、超遠(yuǎn)距離輸電的開發(fā)模式能夠成功，將使得全世界可開發(fā)風(fēng)電資源的總量大幅度增加，這將為未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更多的能源儲(chǔ)備并為能源危機(jī)提供一條解決方案。并且在中國，風(fēng)電具有十分廣闊的開發(fā)前景，相信中國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)會(huì)在國家合理的調(diào)控和技術(shù)人員的努力下得到很好的發(fā)展，并且在風(fēng)力發(fā)電廠中得到實(shí)際的應(yīng)用。

對(duì)于學(xué)習(xí)有關(guān)能源方面知識(shí)的在校大學(xué)生而言，對(duì)于國家能源的發(fā)展應(yīng)當(dāng)有較為清晰的認(rèn)知，并對(duì)未來能源的發(fā)展有著合理的展望，在日新月異的能源格局中能保持清醒的頭腦，并為將來能源的發(fā)展準(zhǔn)備好扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，為國家能源的發(fā)展做好技術(shù)人才的儲(chǔ)備。

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