侯培民 唐述潮 吳敏青 王 纓

(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司， 200540)

產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略及政策研究

石化企業(yè)海邊建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)調(diào)研探析

侯培民 唐述潮 吳敏青 王 纓

(中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司， 200540)

處于沿海地域并擁有自發(fā)電裝置的大型石化企業(yè)具有建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。文章研究了政府政策優(yōu)勢(shì)和國(guó)家發(fā)展建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)綠色能源的規(guī)劃，調(diào)研了風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)方面自身?xiàng)l件，進(jìn)行了選址、規(guī)模、環(huán)境和成本等因素的分析，為石化企業(yè)建設(shè)海邊風(fēng)電場(chǎng)前期工作進(jìn)行了探索。

石化企業(yè) 調(diào)研 綠色能源 風(fēng)電場(chǎng)

風(fēng)能作為一種可再生的綠色能源，憑借其巨大的商業(yè)潛力和環(huán)保效益，在全球的新能源和再生能源的行業(yè)中得到了快速發(fā)展［1－2］。風(fēng)力發(fā)電與火力、水力和核力等其他發(fā)電方式相比有諸多優(yōu)點(diǎn)，一臺(tái)單機(jī)容量為1 MW的風(fēng)機(jī)與同容量火電裝機(jī)相比，每年可減少CO2排放1 kt，減少SO2排放 10 t，減少 NO2排放 6 t。

中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司(簡(jiǎn)稱上海石化)是一家緊鄰海邊的特大型石油化工企業(yè)，有自發(fā)電機(jī)組。隨著“綠色”發(fā)電的興起，中國(guó)在風(fēng)力發(fā)電上發(fā)展勢(shì)頭迅猛，上海石化結(jié)合企業(yè)的區(qū)域環(huán)境和現(xiàn)狀，利用海邊地域環(huán)境開(kāi)發(fā)風(fēng)力發(fā)電，提出了建立風(fēng)電場(chǎng)的設(shè)想與建議。

根據(jù)對(duì)周邊地區(qū)的實(shí)地調(diào)研和上海石化的建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的條件，著重對(duì)電力運(yùn)行的內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了解，從所處的地理位置進(jìn)行選址，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)可能達(dá)到的規(guī)模進(jìn)行了研究，以形成基本可行的方案輪廓。

1 風(fēng)能資源量分布

1.1 中國(guó)風(fēng)能資源量

中國(guó)海岸線長(zhǎng)，風(fēng)能資源豐富。據(jù)中國(guó)氣象科學(xué)研究院相關(guān)資料報(bào)道:全國(guó)風(fēng)能密度平均為100 W/m2，全國(guó)陸地10 m高度層風(fēng)能資源總儲(chǔ)量約為3 226 GW，實(shí)際可供開(kāi)發(fā)的有253 GW。主要集中在兩個(gè)帶狀地區(qū):一條是“三北(東北、華北、西北)地區(qū)豐富帶”，其風(fēng)能功率密度在200～300 W/m2以上，有些區(qū)域可達(dá)500 W/m2以上，這些地區(qū)每年可利用風(fēng)能的小時(shí)數(shù)在5 000～7 000 h;另一條是“東南沿海及其島嶼豐富帶”，這些地區(qū)每年可利用風(fēng)能的小時(shí)數(shù)在7 000～8 000 h，年有效風(fēng)能功率密度在200 W/m2以上。中國(guó)東部的淺海海域面積遼闊，風(fēng)能資源更為豐富，約為陸上風(fēng)能資源的3倍，如果將海上風(fēng)能估算在內(nèi)，可供開(kāi)發(fā)的風(fēng)能資源達(dá)1 000 GW以上。我國(guó)風(fēng)能資源較豐富省份的風(fēng)能儲(chǔ)量見(jiàn)表1。

表1 風(fēng)能資源比較豐富的省份 GW

表1中14個(gè)省份風(fēng)能資源共有158.58 GW，占全國(guó)總量(253 GW)的62.68%。

為反映各地風(fēng)能資源的差異，國(guó)家氣象局選用能反映出風(fēng)能資源多寡的指標(biāo)，即風(fēng)能密度和風(fēng)速超過(guò)3 m/s的年小時(shí)數(shù)，將全國(guó)風(fēng)能資源劃分為四大區(qū)(見(jiàn)表2)。

表2 全國(guó)風(fēng)能資源標(biāo)準(zhǔn)區(qū)劃分

1.2 上海風(fēng)能資源量

上海臨江又靠海，屬中緯度地區(qū)，位于東亞季風(fēng)盛行區(qū)，頻受冬、夏季風(fēng)和南、北季風(fēng)影響，風(fēng)力資源較為豐富。根據(jù)上海市氣象部門(mén)統(tǒng)計(jì)，上海郊區(qū)城鎮(zhèn)地區(qū)氣象站平均風(fēng)速在3.6～4.0 m/s;在水陸交界處的沿海灘涂地區(qū)，空曠平坦的陸面10 m高空平均風(fēng)速為4.5～5.5 m/s，上海沿海地區(qū)50 m高處年平均風(fēng)速可達(dá)6.7 m/s。根據(jù)近幾年來(lái)在上海沿海的測(cè)風(fēng)結(jié)果，年有效風(fēng)速累計(jì)時(shí)間達(dá)7 300 h以上;在距岸25 km的外海地區(qū)，10 m高空平均風(fēng)速為7.0～7.1 m/s，海面風(fēng)速遠(yuǎn)大于陸面風(fēng)速。據(jù)上海氣象志的記載，上海的風(fēng)能儲(chǔ)量或風(fēng)能資源一般根據(jù)風(fēng)能密度和大于風(fēng)機(jī)啟動(dòng)風(fēng)速(通常為≥3.4 m/s)的全年累積小時(shí)數(shù)等進(jìn)行估算，大致情況見(jiàn)表3。

表3 上海各區(qū)域風(fēng)能儲(chǔ)量

根據(jù)表3，上海市風(fēng)能資源的分布有如下特點(diǎn):上海市區(qū)最小，崇明島東端最大，崇明島的中西部及沿江沿海為高值區(qū);上海中西部為低值區(qū)。

上海的有效平均風(fēng)能密度的年變化曲線呈雙峰型，以8月份為最高(94.5 W/m2)，6月份為最低(61.9 W/m2)。另一個(gè)次高值出現(xiàn)在2月份，次低值出現(xiàn)在1月份。有效平均風(fēng)能密度在清晨和傍晚均為低值，白天為高值，與溫度的日變化規(guī)律相一致。白天高值的持續(xù)時(shí)間與晝長(zhǎng)有關(guān)，夏季最長(zhǎng)，春秋兩季居次，冬季最短。其有效風(fēng)力累積小時(shí)數(shù)的日變化趨勢(shì)與之相類似。

上海的有效平均風(fēng)能密度在74～127 W/m2之間，平均啟動(dòng)風(fēng)速超過(guò)3.4 m/s的累積小時(shí)數(shù)為3 100～4 300 h，平均啟動(dòng)風(fēng)速超過(guò)5.5 m/s的累積小時(shí)數(shù)為590～1 800 h，屬風(fēng)能資源可利用區(qū)。

2 有關(guān)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)政策及規(guī)劃

為了促進(jìn)可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，增加能源供應(yīng)，改善能源結(jié)構(gòu)，保障能源安全，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，第十屆人大常委會(huì)第十四次會(huì)議于2005年2月28日通過(guò)了《中華人民共和國(guó)可再生能源法》，自2006年1月1日起施行，旨在建立利用可持續(xù)能源的法律框架。

2.1 國(guó)家對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的相關(guān)政策

對(duì)風(fēng)能資源的開(kāi)發(fā)，國(guó)家采用納入規(guī)劃、特許權(quán)招標(biāo)或委托制。任何地方對(duì)本地的風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)利用，必須納入當(dāng)?shù)匕l(fā)改委規(guī)劃;50 MW以上需報(bào)國(guó)家發(fā)改委審批或核準(zhǔn)。對(duì)于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)建設(shè)成本高于同規(guī)?；痣?、水電及風(fēng)電量不確定性的的特征，國(guó)家為扶持風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展制定了如下政策:

(1)《可再生能源法》激勵(lì)政策。明確發(fā)展目標(biāo)，即實(shí)行可再生能源配額制，明確電網(wǎng)、電源企業(yè)的責(zé)任和義務(wù);并網(wǎng)就近，即收購(gòu)全部發(fā)電量，國(guó)家批準(zhǔn)的風(fēng)電場(chǎng)工程項(xiàng)目其送出工程由電網(wǎng)負(fù)責(zé);稅收優(yōu)惠，即增值稅和所得稅將進(jìn)一步優(yōu)惠;固定電價(jià)，即保護(hù)投資者收益，電價(jià)由政府定價(jià)或項(xiàng)目招標(biāo)確定。

(2)國(guó)務(wù)院電價(jià)改革方案。方案明確指出風(fēng)電不參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，電量由電網(wǎng)企業(yè)按政府定價(jià)或招標(biāo)價(jià)格優(yōu)先購(gòu)買(mǎi)。電力市場(chǎng)成熟時(shí)，由政府規(guī)定供電企業(yè)售電量中新能源和可再生能源電量的比例，建立專門(mén)的競(jìng)爭(zhēng)性新能源和可再生能源市場(chǎng)。

(3)稅收優(yōu)惠。增值稅減半征收，由此，我國(guó)風(fēng)電電價(jià)平均降0.05～0.06元/(kW·h)，新建風(fēng)電場(chǎng)電價(jià)有望降至0.50元/(kW·h)以下;進(jìn)口關(guān)稅設(shè)備暫按5%征收，零部件按1%征收;征地按照實(shí)際占用面積計(jì)征，即點(diǎn)征。這些將會(huì)對(duì)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)化發(fā)展產(chǎn)生推動(dòng)作用。

2.2 國(guó)家與上海市風(fēng)力發(fā)電遠(yuǎn)景目標(biāo)

國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)規(guī)劃的風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)是:2010年累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到4 GW，2015年達(dá)到10 GW，2020年達(dá)到20 GW，那時(shí)約占全國(guó)電力總裝機(jī)容量的2%。上述數(shù)據(jù)表明:國(guó)內(nèi)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將有一個(gè)快速的增長(zhǎng)階段［3］。

為科學(xué)、合理、有序、充分地利用上海市風(fēng)能資源，擴(kuò)大上海市風(fēng)力發(fā)電規(guī)模，改善電源結(jié)構(gòu)，緩解電力緊張的矛盾，并與上海市的城市發(fā)展相適應(yīng)，上海市發(fā)展和改革委員會(huì)與上海市電力公司于2006年組織編制了《上海市風(fēng)力發(fā)電“十一五”規(guī)劃和2020年遠(yuǎn)景目標(biāo)》，并將規(guī)劃列入上海市城市發(fā)展總體規(guī)劃［4］。

根據(jù)上海地區(qū)風(fēng)能資源分布特點(diǎn)，結(jié)合上海市城市發(fā)展規(guī)劃，在具有經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)價(jià)值或良好開(kāi)發(fā)價(jià)值的沿岸岸線、灘涂和近海的海上區(qū)域進(jìn)行風(fēng)電開(kāi)發(fā)?！笆晃濉逼陂g，新增風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量310 MW，全市風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到334.4 MW。至2020年，全市風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量將超過(guò)1 GW。

3 上海石化建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)研

3.1 上海石化電網(wǎng)概況

上海石化2003年起用電負(fù)荷達(dá)到502 MW，其中生產(chǎn)負(fù)荷390 MW，生活區(qū)和代上海市電力公司轉(zhuǎn)供浙江平湖負(fù)荷110 MW。上海石化電網(wǎng)中生產(chǎn)用電負(fù)荷非常平穩(wěn)，只在季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)有所變化，晝夜波動(dòng)很小。生活區(qū)和平湖負(fù)荷有明顯季節(jié)性特點(diǎn)，空調(diào)負(fù)荷占高峰負(fù)荷60%以上，燈峰(照明)負(fù)荷為谷負(fù)荷的一倍。為緩解供用電矛盾，上海石化自2004年起每逢夏季安排部分生產(chǎn)裝置停車(chē)檢修，使最大總用電負(fù)荷不突破500 MW。

上海石化熱電事業(yè)部熱電二站建有6臺(tái)(0#～5#)汽輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量325 MW(熱電一站于2007年9月15日停止發(fā)電)，2008年初6#機(jī)組(100 MW)建成并網(wǎng)發(fā)電，總裝機(jī)容量增加到425 MW。規(guī)劃中結(jié)合六期工程改造等項(xiàng)目，熱電事業(yè)部還將擴(kuò)建300 MW機(jī)組，使總裝機(jī)容量提高到725 MW。上述發(fā)電機(jī)組的燃料是煤粉和煤/石油焦混合燃料，機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，年運(yùn)行時(shí)間達(dá)7 500 h左右。

“十一五”期間，上海石化五期工程增加用電負(fù)荷84 MW，到“十一五”末，上海石化電網(wǎng)總負(fù)荷為584 MW。規(guī)劃中六期工程及配套項(xiàng)目全部投產(chǎn)后，上海石化最大用電負(fù)荷約為810 MW。

3.2 電能質(zhì)量要求

石化企業(yè)對(duì)電能質(zhì)量要求較高，主要體現(xiàn)在供電連續(xù)性上。當(dāng)電源發(fā)生短路時(shí)，電壓急劇下降，用電設(shè)備不能正常工作。變電站如果裝設(shè)備自投裝置，此時(shí)用電設(shè)備將被自動(dòng)切換到備用電源，整個(gè)過(guò)程最快可以在0.12 s內(nèi)完成。一般的用電設(shè)備在電源切換過(guò)程中不會(huì)受到大的影響。由于停電造成關(guān)鍵機(jī)泵跳閘，生產(chǎn)裝置進(jìn)入停車(chē)程序，備自投成功電壓恢復(fù)正常也不能使停車(chē)程序逆轉(zhuǎn)，化工物料被自動(dòng)排放到火炬燃燒，經(jīng)濟(jì)損失巨大。

雖然石化行業(yè)對(duì)電壓波動(dòng)幅度的要求沒(méi)有供電行業(yè)高，但電壓波動(dòng)也會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成不利影響。供電行業(yè)要求將35 kV電壓波動(dòng)控制在±2%之內(nèi)，超過(guò)±5%即視為不合格，而石化行業(yè)在大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電壓波動(dòng)較大，不可能控制在±5%范圍內(nèi)，目前的控制標(biāo)準(zhǔn)是－7%～5%。高壓電動(dòng)機(jī)和較大容量的低壓電動(dòng)機(jī)一般設(shè)置了低電壓保護(hù)，當(dāng)電壓低于70%時(shí)，電動(dòng)機(jī)會(huì)跳閘。低壓系統(tǒng)的交流接觸器釋放電壓值在85%左右，部分低壓電動(dòng)機(jī)跳閘也會(huì)引起生產(chǎn)裝置停車(chē)。

3.3 風(fēng)電場(chǎng)選址

上海石化海岸東起上海市金山區(qū)的衛(wèi)二路，西止與浙江省交界的金衛(wèi)鎮(zhèn)裴家弄，直線長(zhǎng)度約5.875 km。除去西邊煤碼頭、化工碼頭等占用海岸外，凈臨海岸長(zhǎng)度約4.0 km。海堤內(nèi)側(cè)護(hù)坡堤腳至隨塘河路20 m為護(hù)堤地，外側(cè)100 m內(nèi)為保灘順壩形成的灘地。海堤前沿海域橫臥著“金山深槽”，南北寬2 000 m，最深處標(biāo)高達(dá)－50 m，離海堤最近處約500～800 m。目前“金山深槽”仍處于發(fā)展階段，一旦動(dòng)力條件有變化，海岸已有的動(dòng)態(tài)平衡被破壞，“金山深槽”、海岸環(huán)境將發(fā)生相應(yīng)變化。

根據(jù)調(diào)研，宜將風(fēng)電場(chǎng)建在海堤的內(nèi)外，這樣投資最為合理，接受的風(fēng)能最為有效。風(fēng)電場(chǎng)北起隨塘河路南岸，南至丁順壩外20 m灘地(二線海堤南坡腳)范圍內(nèi)的堤身(包括堤頂、棱體平臺(tái)、內(nèi)外坡)、堤頂?shù)缆?、護(hù)堤地、丁順壩等護(hù)岸保灘促淤工程及其以外灘地等，其中護(hù)堤地和丁順壩可列入風(fēng)電場(chǎng)選址范圍。

目前的主流風(fēng)電機(jī)機(jī)艙高度為65～100 m，這個(gè)高度決定了風(fēng)電機(jī)首選設(shè)在地面粗糙度小的護(hù)堤地上。如果今后能夠?qū)C(jī)艙高度提升30 m，上海石化可以沿隨塘河路以及滬杭公路各建一排風(fēng)電機(jī)。據(jù)此，如果全部采用目前剛步入商業(yè)應(yīng)用的最大機(jī)型(5 MW風(fēng)電機(jī))，上海石化風(fēng)電裝機(jī)最大容量將達(dá)30 MW。

3.4 上海石化電網(wǎng)容納風(fēng)電的能力

上海石化電網(wǎng)中發(fā)電能力低于用電負(fù)荷，熱電事業(yè)部的發(fā)電機(jī)組通常處于最大出力工況，基本沒(méi)有調(diào)節(jié)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電出力波動(dòng)的能力，調(diào)節(jié)任務(wù)由上海電網(wǎng)承擔(dān)［5］。上海石化10 MW風(fēng)電上網(wǎng)，在技術(shù)層面上沒(méi)有問(wèn)題，只是電力公司將會(huì)與上海石化商討為風(fēng)電提供備用容量的費(fèi)用。

繼續(xù)向海面深入，跨越金山深槽建立風(fēng)電場(chǎng)，受航道影響和海事管理制約加大，可能超越上海石化自身建設(shè)海邊風(fēng)電場(chǎng)的能力，因此不在此次研究范圍之內(nèi)。

4 上海石化海邊建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的探析

上海石化地處杭州灣，所在地為上海市金山區(qū)。上海石化有一段5.875 km的海堤由公司負(fù)責(zé)管理，東南沿海的風(fēng)帶資源可充分利用，而且鄰近的奉賢區(qū)、浦東新區(qū)已有建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的先例，因此通過(guò)實(shí)地調(diào)研、專家咨詢、查閱資料等方式，對(duì)上海石化建風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了多方面的了解，進(jìn)行了環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)效益等分析探索。

4.1 風(fēng)能資源

根據(jù)上海市氣象志中上海風(fēng)能儲(chǔ)量指標(biāo)值統(tǒng)計(jì)表，無(wú)論是從有效平均風(fēng)能密度，還是風(fēng)速和有效風(fēng)力出現(xiàn)時(shí)數(shù)百分率等反映風(fēng)能資源的數(shù)值來(lái)看，金山區(qū)與浦東新區(qū)、奉賢區(qū)基本相似，同處于金山區(qū)海邊的上海石化與已經(jīng)上網(wǎng)發(fā)電7年的位于浦東新區(qū)、奉賢海灣風(fēng)電場(chǎng)相比，根據(jù)風(fēng)力等值線與海岸線平行的推論，上海石化海邊具備風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)能資源。

從上海石化海堤工程建設(shè)公司水文站從1981年以來(lái)統(tǒng)計(jì)的資料來(lái)看，海岸測(cè)風(fēng)點(diǎn)平均風(fēng)速4.0 m/s(按基準(zhǔn)高度10 m)，10分鐘平均最大風(fēng)速26 m/s(東南偏東，2005年8月6日測(cè))。以平均風(fēng)速推算，平均風(fēng)壓為215 Pa(按基準(zhǔn)高度10 m)。

4.2 風(fēng)向?qū)︼L(fēng)機(jī)排列的影響

風(fēng)向及其變化范圍決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在風(fēng)電場(chǎng)的排列方式，從而決定風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率。風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)具有較穩(wěn)定的盛行風(fēng)向，風(fēng)向穩(wěn)定不僅可以增大風(fēng)能利用率，而且可以提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的壽命。根據(jù)對(duì)奉賢海灣風(fēng)電場(chǎng)調(diào)查的結(jié)果，沿海岸線一字形排列的3臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率相近;而距海岸線近100 m內(nèi)陸的另一臺(tái)同類型同高度的風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率卻減少30%～70%，這也驗(yàn)證了風(fēng)力等值線與海岸線平行的結(jié)論。

4.3 地面粗糙度對(duì)風(fēng)速的影響

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)場(chǎng)址平坦、地形簡(jiǎn)單的風(fēng)電場(chǎng)，規(guī)劃裝機(jī)容量按5 MW/km2計(jì)算。以離海岸500 m內(nèi)范圍計(jì)，上海石化海邊風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址范圍面積約為2 km2。

該區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向面朝海域，灘地開(kāi)闊平坦，海面無(wú)屏障，影響風(fēng)速穩(wěn)定的地面粗糙度小;海堤內(nèi)陸為公司廠區(qū)，林立著塔罐和建筑物，由占全年發(fā)生頻率45%的風(fēng)向面，影響風(fēng)速穩(wěn)定性地面粗糙度大。當(dāng)風(fēng)吹過(guò)其粗糙的表面或繞過(guò)建筑物時(shí)，風(fēng)速的大小和方向會(huì)發(fā)生快速變化，形成湍流。湍流不僅會(huì)減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率輸出，而且會(huì)使整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)生機(jī)械振動(dòng)。當(dāng)湍流嚴(yán)重時(shí)，機(jī)械振動(dòng)能導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)破壞。因此在設(shè)立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí)，應(yīng)與粗糙的地表面及高大的建筑障礙物保持一定距離，或提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的高度，以減小湍流強(qiáng)度的影響。

4.4 風(fēng)電場(chǎng)對(duì)“金山深槽”的影響

若單機(jī)按多排列方式規(guī)劃風(fēng)電場(chǎng)，則可能會(huì)對(duì)“金山深槽”產(chǎn)生影響。

金山深槽位于大、小金山島東西兩側(cè)，上海石化前沿海域。深槽總長(zhǎng)約12 km，平均寬度近2 km，為一個(gè)由漲潮流為主沖刷而成的深度大于15 m的沖刷槽。沖刷槽底部還存在數(shù)個(gè)相連的深度大于40 m的圓形沖刷潭。其西潭與東潭距上海石化海堤最近處500～800 m，沖刷潭北岸深線坡度陡峭。根據(jù)力學(xué)知識(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將一部分風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能之外，其余能量通過(guò)機(jī)組塔桿傳遞至基礎(chǔ)承力層，并隨距離增長(zhǎng)擴(kuò)散而減弱。綿綿不斷的轉(zhuǎn)化風(fēng)能注入到仍處于發(fā)展階段“金山深槽”動(dòng)力場(chǎng)內(nèi)，是否會(huì)引起動(dòng)力條件發(fā)生變化，破壞海岸已有的動(dòng)態(tài)平衡，繼而引起滑坡等，尚需做進(jìn)一步的研究，以確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在安全距離之內(nèi)，而不致于引起金山深槽、海岸環(huán)境發(fā)生變化。

4.5 風(fēng)電項(xiàng)目的單位建設(shè)成本

從我國(guó)目前風(fēng)電場(chǎng)的造價(jià)看，其總趨勢(shì)在不斷下降之中。例如，20世紀(jì)90年代中期，我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)的單位千瓦造價(jià)超過(guò)1萬(wàn)元，到了21世紀(jì)初，新建風(fēng)電場(chǎng)單位千瓦投資一般在8 000元左右。但與煤電的單位千瓦5 000元(不含脫硫環(huán)保裝置)左右的投資相比，仍高出了60%。

按統(tǒng)計(jì)資料，風(fēng)電機(jī)組加上配套設(shè)備和接入系統(tǒng)費(fèi)用，整機(jī)進(jìn)口機(jī)組單位千瓦投資額約1萬(wàn)元，國(guó)產(chǎn)機(jī)組約8 000元。

上海石化熱電事業(yè)部熱電二站擴(kuò)建兩組100 MW(7#、8#機(jī)組，循環(huán)流化床鍋爐，產(chǎn)汽和脫硫同步完成)機(jī)組，可研估算17億余元。以此衡量，上海石化常規(guī)發(fā)電方式的單位千瓦投資約8 600元，國(guó)產(chǎn)機(jī)組風(fēng)電投資與燃煤/石油焦電廠相當(dāng)。

值得注意的是，燃煤/石油焦電廠年利用小時(shí)可達(dá)到7 000 h以上，而上海石化在海邊建風(fēng)電場(chǎng)，年利用小時(shí)數(shù)為2 000～2 100 h，年發(fā)電量只有前者的29%左右。燃煤/石油焦電廠設(shè)備壽命周期30年，國(guó)產(chǎn)風(fēng)電15～20年。因此，煤/焦電折舊分?jǐn)偸?.041元/kW·h，國(guó)產(chǎn)風(fēng)電是0.20～0.267元/kW·h，為煤/焦電的4.9 ～6.5倍。風(fēng)電工藝流程短，設(shè)備高度集成，自動(dòng)化程度高，修理費(fèi)和人工成本很低，不消耗燃料，因此變動(dòng)成本很低。修理費(fèi)按固定資產(chǎn)的1%計(jì)提，人工費(fèi)按年發(fā)電50 MW·h的風(fēng)電場(chǎng)20萬(wàn)元/年計(jì)提，風(fēng)電全成本為0.206～0.273元/kW·h。熱電二站當(dāng)前的發(fā)電全成本是0.28元/kW·h。按統(tǒng)計(jì)資料匡算的風(fēng)電全成本與熱電二站當(dāng)前發(fā)電全成本相當(dāng)，但是上海石化建風(fēng)電場(chǎng)的環(huán)境和電網(wǎng)條件不同，實(shí)際投資會(huì)增加很多。

5 結(jié)論

上海石化利用得天獨(dú)厚的海邊條件建立風(fēng)電場(chǎng)，在中國(guó)石化范圍內(nèi)開(kāi)辟綠電資源意義重大。要確立建設(shè)的方案還需作大量深入的研究，其中包括地理環(huán)境、技術(shù)要素、政策導(dǎo)向、經(jīng)濟(jì)的可行性等。

(1)上海石化在海邊設(shè)立風(fēng)電場(chǎng)可行。上海石化海邊位于我國(guó)兩大風(fēng)能帶之一的東南沿海地帶，結(jié)合歷史風(fēng)能資料，借鑒浦東新區(qū)、奉賢區(qū)海邊已建立風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)風(fēng)力等值線與海岸線平行的測(cè)風(fēng)結(jié)果推論，上海石化海邊具備風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)能資源。但風(fēng)電項(xiàng)目的進(jìn)一步研究還需要采集風(fēng)力資源數(shù)據(jù)。通常要求建立高度與風(fēng)機(jī)葉輪中心高相同的測(cè)風(fēng)塔，連續(xù)2～3年檢測(cè)并記錄風(fēng)力、風(fēng)向數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上選擇風(fēng)機(jī)類型才能取得預(yù)期發(fā)電效果。

(2)上海石化自身?yè)碛谢鹆Πl(fā)電工廠，所以風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)發(fā)電不受外網(wǎng)的牽制，一旦項(xiàng)目明確可在短期內(nèi)建設(shè)上馬，只是在電網(wǎng)運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)性上必須與政府和國(guó)家電網(wǎng)聯(lián)動(dòng)。由于上海石化處在發(fā)電能力小于供電能力時(shí)期，風(fēng)電受季節(jié)影響較大，要有穩(wěn)定的供電系統(tǒng)支撐。目前投資風(fēng)電成本較高，政府的優(yōu)惠政策需得到明確和落實(shí)。

(3)可利用風(fēng)電規(guī)模較小。上海石化海邊可容納的風(fēng)電能力有限，離海邊越遠(yuǎn)，風(fēng)能的衰減度越大，而地面粗糙度的影響更大。按目前能夠建立的風(fēng)電場(chǎng)的區(qū)域測(cè)算，風(fēng)電場(chǎng)最大規(guī)模為30 MW。

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［4］ 黃黎黎，安映萱.基于低碳經(jīng)濟(jì)的我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展思考［J］.科技廣場(chǎng)，2010(2):13－16

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Survey and Analysis on Establishing Wind Farm at the Seashore of Petrochemical Enterprises

Hou Peimin，Tang Shuchao，Wu Minqing，Wang Ying
(SINOPEC Shanghai Petrochemical Co.，Ltd.200540)

Large scale petrochemical enterprises located in seashore area and have own power station have particular superiority for establishing wind farm.This paper studied the superiorities in government’s policy and the state’s programming on developing wind farm green energy resource，surveyed the conditions required for the enterprises，and analyzed the factors as address selection，scale，environment and cost，aiming to provide basis for the petrochemical enterprises’preparation work of establishing seashore wind farm.

petrochemical enterprise，survey，green energy resource，wind farm

1674－1099 (2011)05－0001－06

TK89

A

2011-09-29。

侯培民，男，1957年出生，教授級(jí)高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事石油化工技術(shù)的開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟(jì)咨詢和管理。