摘要:随着化石能源的消耗和环境保护问题逐渐得到人们的重视,绿色可再生能源成为世界各国的主要研究方向,其中风能以它独特的优势得到了广泛的应用和研究,但是风力发电对比传统的火力发电在我国还存在很多的问题亟待解决。本文对比国内外的风力发电的研究和应用,指出待解决的问题和今后的发展方向。
关键词:风电;风能资源;现状;前景
引言
风力发电是当今非水可再生资源发电技术中最成熟最具有大规模开发条件和商业化前景的发展方式,风力发电在我国已经成为继水电之后最重要的可再生能源,是近期发展的重点。本文详细介绍了我国风能资源分布,风力发电的现状,并展望了风力发电的发展前景。
1开发风电的重要性
我国风能资源储量丰富,在世界上的排名位居前列。根据中国气象科学研究院对我国风能资源的评价结果,离地面10m高度层的风能资源理论总储量约为32.26亿KW,其中实际可开发的风能资源储量为2.53亿KW。50米高度的风能资源比10米高度多1倍,约为5亿多KW。近海(水深不超过10米)区域,离海面10米高度层的可开发和利用的风能储量有7.5亿KW,是陆上同高度可开发风能资源储量的3倍,也远远超过我国可利用水能资源的3.78亿千瓦。因此从宏观上看,我国具备大规模发展风电的资源条件,合理有序地开发风电对于弥补我国电力供应缺口,保障国家能源安全具有重要的意义。相对于其他发电,风力发电的施工周期较短,相应的维护费用也比较低。更为重要的是,与占我国发电比例最高的火力发电相比,风力发电过程中不消耗任何燃料,不存在粉尘、CO、CO2、SO2、NOx等有害固体、气体的排放问题,对保护大气环境有积极作用。同时,风力发电还可节省大量淡水资源,减少水污染。利用海上风力发电,除了具有上述优点外,对沿海开展海水淡化也起到积极的促进作用。此外风力发电还具有其独特的灵活优势,在一些特殊的地区,如边远山区、驻军海岛、边防哨所、气象台站、电视中转站等,由于其昂贵的费用,靠架电线输电几乎是不现实的,但这些地区的风能往往非常丰富,如果因地制宜利用其风能发电,一方面可以大大减少其他能源发电的费用,推进电力普及,同时也不会给当地的生态环境带来污染。
2我国风力发电的现状
2.1发展迅速,建设规模不断扩大
自1986年5月山东荣成建成我国第一个并网型风电场马兰风力发电场开始,经过20多年的发展,我国风电的实际应用取得了长足的进步,在可再生能源的发电利用中仅次于水电,表现出蓬勃发展的强劲势头以及越来越广泛的应用规模。我国近年来风电开发速度不断加快,特别是从2012年开始至今连续4年新增风电机组装机容量年增长率都在100%以上。根据国家风电发展规划,2016年我国风电装机容量要达到600万KW,2020年达到3000万KW,但实际的发展速度远大于此。风电已无可厚非地成为中国新能源经济的领头羊。尽管如此,我国目前已开发风电容量仅仅占可开发风力资源的很小一部分,截止2016年年底风电在总发电结构中的比重为2.95%,也远低于一些发达国家10%的平均水平,未来我国风电开发的前景仍然十分看好。
2.2国家及政府有关部门重视和支持风力发电
为了支持风力发电,原电力部制定了《风力发电场运行规程》电力行业标准,明确了风电上网及电价确定的原则,允许风电就近上网,风电价格要在发电成本加还本付息的基础上,允许有合理的利润,超出电网电价部分由全电网平摊,有力地支持了风电的发展。电力工业发展的政策是:以火力发电为主,大力发展水电和核电,同时要积极发展新能源和可再生能源发电,风力发电是电力工业发展的一支方面军。
2.3专业队伍和国产化水平逐渐提高
自20世纪70年代中、后期开始,我国真正进入了现代风力发电技术的研究和开发阶段。在这一阶段,我国的风力发电技术无论在科学研究方面,还是在设计制造方面均有了不小的进步和提高,同时也取得了明显的社会效益和经济效益,主要解决了边远无电地区的农、牧、渔民的用电问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但其风电机组的单机容量仅为几百瓦到10kW,均属独立运行的风电机组。为了发挥风力发电的优势,降低成本,风力发电机组大型化,单机装机功率的提高,是所有风力发电研究、设计和制造商的不断追求。最近几年进展很大,不断有新型大型风机出现,并很快得到推广。现代风力发电机在不断改变其翼型,增加其塔高,改善其运行特性。此外,现代微机控制技术、并网技术、电子电力技术以及储能技术的不断提高和广泛应用,也使风力发电机组系统越来越可靠实用。经过多年的实践,培养了一批专业的风电设计、开发建设和运行管理队伍,为今后大规模发展风电创造了良好的条件。大型风电机组的制造技术我国已基本掌握,主要零部件国内都能自行制造,如发电机、齿轮箱和叶片等(国际知名的叶片制造商丹麦LM公司独资在天津设厂生产),600kw机组的本地化率可以达到90%。随着大型风电设备产业的形成,船舶工业的主要认证机构中国船级社开始筹建中国风电机组产品的认证体系。
3风电发展的展望
3.1做好风能资源的勘察
风资源的测定是发挥风电作用的前提基础,因此将来应该在这方面增大投入,对我国实际的风资源在总体上有细致准确的了解,为政府和风电的决策者合理地规划风电提供正确的指导。为进一步摸清风能资源状况,必须加快开展风能资源的普查工作。这方面,不仅需要有关部门筹集一定资金用于加大风力资源勘测工作的投入,各地也要自筹资金开展本地区风力资源的勘察,认真调查确定可开发风电场的分布和规模。
3.2提高风电机组的制造技术
要提高我国风力发电应用的技术水平,需要不断增进与发达国家的交流,学习其先进技术,只有清楚彼此差距,才能不断提升我国的风电技术水平。我国提出,到2010年风电装机要有80%的国产化率,必须在技术上占领竞争制高点。《可再生能源法》规定:“国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域,纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划,并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展,促进可再生能源开发利用的技术进步”。这一规定为风电技术进步创造了良好的契机。提高风电技术也是降低风电成本和上网电价的关键所在。
3.3依托政策发展风电
2006年国家正式实施了《可再生能源法》,通过减免税收、鼓励发电并网、优惠上网价格、贴息贷款和财政补贴等激励性政策来激励发电企业和消费者积极参与可再生能源发电。体现了政府对风电等可再生能源的重视,更重要的是给予了风电在法律上的保护,为风电提供良好的发展空间。
2008年,国家发改委印发了《可再生能源发展“十一五”规划》。《规划》提出,有关部门要做好可再生能源发电并网、上网电价及费用分摊有关规定、财政补贴和税收优惠等政策的完善和落实工作。国家有关部门将提出可再生能源发展专项资金的管理办法和使用指南,安排必要的财政资金,支持可再生能源技术研发、试点项目建设、农村可再生能源开发利用、资源评价、标准制定和设备国产化等工作。国家对可再生能源开发利用、技术研发和设备生产等给予税收优惠支持。这些政策法规的出台为风力发电的发展提供了制度上的支持,在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作,使风电的发展稳步,快速的发展起来。
结束语
总而言之,经过多年的发展,我国的风电有了长足的进步。然而,我国风电发展的形势虽很好,但还应当看到,当前我国风电的发展还处于起步阶段,在技术水平、产业规模以及电网建设等多个方面的基础还比较薄弱,必须在总结经验的基础上,完善电价、财税等相关政策体系,通过鼓励自主创新,建立起具有自主知识产权的产业体系,为风电的健康、可持续发展打下基础。
参考文献
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论文作者:魏广春
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/2
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