王飞 王丹
(国网天津城东供电公司)
摘要:随着化石能源的不断消耗,新能源的开发利用引起了世界各国的重视。新能源具有污染少、储量大、永续性等特点。我国新能源产业呈现强劲发展势头,其中,风电发展最为迅猛。但中国的风能资源开发利用仍然存在诸多问题,如风电的并网消纳难、电力市场不完善、相关配套法规不健全和风机制造技术基础薄弱等,这些制约因素严重阻碍了我国风电的可持续发展。
关键词:新能源,风能资源,风电
引言
能源是人类生存和发展的重要物质基础,是人类从事各种经济活动的原动力。由于化石能源(如煤、石油、天然气等能源)自然储量的有限性以及人类对其需求的无限性,随着人类对化石燃料无节制的开采和利用,化石能源短缺的矛盾日益突出。人均资源量少、资源消耗量大、能源供需矛盾尖锐以及利用效率低下、环境污染严重、能源结构不合理已成为制约我国经济社会可持续发展的重要因素。
同时,化石能源的使用也给环境带来了许多负面影响,CO2等温室气体的排放导致全球气候变暖,并引发了气候的极端变化和一系列的自然灾害。在这种情况下,人类必须另辟蹊径,积极寻求能够替代化石能源的新能源和可再生能源,逐步摆脱对传统化石能源的依赖。
以水能、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能和核能等为代表的新能源又称非化石能源,不但取之不尽、用之不竭,而且低碳、清洁、环保,既有利于保障能源供给,又可极大地减少温室气体的排放。新能源被认为是能够同时解决能源危机、金融危机和气候危机的战略性支点,因而成为新一轮国际竞争的热点。
新能源特别是风能,是一种清洁、廉价、储量极为丰富的可再生能源,它与常规能源不同,在其利用过程中不会带来环境污染问题,其储量也不会随着其本身的转化和利用而减少。不但分布来源广泛和储量丰富,而且技术相对成熟,开发利用成本相对较低,具备了规模化开发利用的条件。因此,风能这种可再生清洁能源受到了世界各国的日益关注。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国不但拥有丰富的风能资源,而且风电开发和利用技术位居世界前列。
1 中国的风能资源及分布
地球大气中蕴藏着巨大的风能资源,据估算约有2 x 1010 kW。中国幅员辽阔,海岸线长,风能资源比较丰富。中国气象科学研究院根据全国900多个气象站陆地上离地10 m高度资料进行估算,全国平均风功率密度为100W /m2,风能资源总量约32. 26亿kW,估计只有约10%可以利用,测算出陆地上技术可开发风能储量约2. 53亿kW;近海可开发利用风能约7. 5亿kW,共计约10亿kW,仅次于俄罗斯和美国,居世界第三位。按同样条件对沿海水深2-15 m海域估算,海上风能储量750GW,共计约1 TW。
2 中国风能开发利用现状
在水能、太阳能、风能、地热能、海洋能和生物质能等众多可再生能源资源中,风能因其易获取、资源丰富、分布广泛和成本低等特征,在世界可再生能源资源的利用中获得了巨大发展。经过近60年的发展,中国风能开发利用取得了巨大进步,风电发电量、装机容量和风电场数量位居世界前列。
2. 1风电装机容量和发电量规模不断扩大
从2005年开始,中国的风电装机容量每年的增长数量均翻番。截至2011年底,我国风电新增装机容量约为1800万kw,而在2006年新增装机容量仅为134. 73万kW;到2011年,我国风电总装机容量达到了62. 7GW,居全球领先地位。连续6年的装机容量的大规模、快速增长,中国风电装机容量的增长率已占全球总增量的40%。在过去的几年我国风电的装机容量在不断增加,且每年的增长幅度也逐步扩大,在这段时期我国进入了风电快速发展阶段。但在连续5年的翻番增长后,我国风电装机容量的增速有所减缓。截止到2012年6月,我国并网风电达到5258万kw,首次超越美国,达到世界第一。
2. 2 中国风电技术取得了较大进步
我国风力发电起步较晚,在2004年之前风能利用技术落后,风电设备制造业不完善。为了促进我国风电发展,降低设备成本,国家一直坚持推进风机设备国产化,风电设备制造业也实现了从无到有、从小到大的跨越式发展。
随着风电技术的日臻完善,我国风电装机在全国的覆盖面逐步扩大。我国首先安装第一台风力机的省市分别为北京、湖北、山西、河南和湖南,其他各省市也相继建立起了风电场。中国可再生能源课题综合组和风能组就风能中、长期的发展目标分别进行了预测,另外,国内外一些专家和机构也对我国风能发展目标进行过预测。
2. 3 风电技术阻碍了我国风电的健康有序发展
目前,我国风能发展中技术创新还很薄弱,缺乏有自主知识产权的核心技术,因此,在很大程度上还要从国外引进技术。虽然,在知识经济到来的时代,所有国家都充分利用全球资源,通过技术引进和国际合作来缩小差距,提高竟争能力但是,如果没有自主创新的能力,就不知道引进什么先进技术,引进以后也不会消化吸收,更不能在此基础上进行再创新。
尽管目前我国的风机设备企业已经打破了国外对于兆瓦级风机的技术垄断,风电技术取得了巨大的成就。但不可否认的是,在我国风能利用的进程中,技术仍是一个不可忽视的难题。在2010年前,我国的风电行业技术标准在风电设备制造、安装、维护和检测等整个产业链相关的技术标准体系中,要么存在空白,要么是早期制定的,更新太慢,要么采用的是欧洲标准,不能完全适应中国的要求。风电行业技术标准体系的空白与滞后,在一定程度上减缓了我国由风电大国向风电强国转变的进程。
3 中国风能未来的发展
我国的风能发展尽管在2010年和2011年两年中暴露了许多问题,但这也正标志着我国的风电行业将要从高速发展期步入到调整期,即将进入成熟发展阶段。我国在《可再生能源发展中长期规划》中提到,风电是2010年和2020年可再生能源发展的重点领域之一。从国内看,我国计划在“十二五”期间进一步加快风电等可再生能源的发展。在发展陆上风电的同时,海上发电也将在“十二五”期间迎来黄金发展期。“十二五”期间,我国海上风电的发展目标为500万kW, 2015年形成完整的海上风电产业链和服务体系;到2020年,我国海上风电的发展目标是3000万kw,海上风电具备更大规模的发展条件,国际合作能力将进一步增强。
积极开发海上风电。随着风电快速发展,陆地风电已开始趋于饱和,近海风电逐渐成为全球关注焦点。我国近海可开发利用风能达7. 5亿kW,约是陆地风能的3倍,丰富的风能资源和广阔平坦的区域以及距负荷中心较近等优点使海上风电成为研究和应用热点。2010年我国首个海上风电示范项目—上海东海大桥102 MW项目全部并网发电,并开始供电,开启了海上风电先河。
论文作者:王飞,王丹
论文发表刊物:《电力设备》2016年第7期
论文发表时间:2016/7/5
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