陳柳欽 (中國能源經(jīng)濟研究院,北京 100733)
(作者為中國能源經(jīng)濟研究院戰(zhàn)略研究中心主任,研究員)
風(fēng)能是指地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能。風(fēng)能屬于一種非耗減性的自然資源,分布廣泛,資源總儲量大,利用過程不排放對環(huán)境有害的物質(zhì),其取之不盡、用之不竭、不污染環(huán)境、不破壞生態(tài)的特點決定了在保證未來人類社會永續(xù)發(fā)展中必然扮演重要的角色。地球上的風(fēng)能資源非常豐富,開發(fā)潛力巨大。世界氣象組織預(yù)計全球風(fēng)能總資源量約53萬億千瓦時,約是水力資源的10倍,相當(dāng)于1.08萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的能量,約是全世界目前能源消費量的100倍,目前已開發(fā)的風(fēng)能僅占全球風(fēng)能資源微不足道的一小部分。隨著全球氣候變暖和能源危機,各國都在加緊對風(fēng)力的開發(fā)和利用,盡量減少二氧化碳等溫室氣體的排放,保護我們賴以生存的地球。風(fēng)能已成為很多國家的主流電力來源,全球已有75個國家在利用風(fēng)能。風(fēng)能將成為世界新能源格局中的重要力量。
我國風(fēng)能資源豐富,潛力巨大。按照國家發(fā)改委《全國風(fēng)能資源評價技術(shù)規(guī)定》估算,我國陸地上離地面10米高度處的風(fēng)能資源理論儲量約為43億千瓦,技術(shù)可開發(fā)量約為3.8億千瓦。中科院地理所估算我國近海10公里范圍內(nèi)10米高的風(fēng)能資源超過19億千瓦,氣象局測風(fēng)專家預(yù)測,我國陸地可開發(fā)和利用的風(fēng)能資源容量約6~8億千瓦,近??砷_發(fā)利用的風(fēng)能資源容量約1~1.5億千瓦,共計8億千瓦左右。
風(fēng)能的利用主要是以風(fēng)能為動力和風(fēng)力發(fā)電兩種形式。以風(fēng)能為動力,就是利用風(fēng)來直接帶動各種機械裝置,如帶動水泵提水等。風(fēng)力發(fā)電,就是把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,再把機械能轉(zhuǎn)化為電能。通過風(fēng)力的清潔和安全發(fā)電方式,不消耗化石燃料以及用于冷卻的珍貴淡水資源,并且不排放溫室氣體或有害的空氣污染物,可以貢獻清潔和安全的電力。國際風(fēng)能理事會2009年12月14日在哥本哈根氣候變化大會上表示,風(fēng)力發(fā)電對于實現(xiàn)碳減排潛力巨大,發(fā)達國家當(dāng)前減排承諾的相當(dāng)大一部分單靠風(fēng)能發(fā)電就能夠?qū)崿F(xiàn)。據(jù)該理事會測算,到2020年全球風(fēng)力發(fā)電規(guī)模將達2600萬億瓦時(TWh),相當(dāng)于減排15億噸二氧化碳。按照發(fā)達國家目前提出的減排指標(biāo),僅相當(dāng)于2020年在1990年基礎(chǔ)上減排13%~20%。風(fēng)能單一行業(yè)的減排就相當(dāng)于發(fā)達國家承諾總體減排量的42%~65%。原國家發(fā)展改革委副主任、國家能源局局長張國寶曾指出:“發(fā)展風(fēng)能、太陽能、核電等清潔能源和新能源,將成為下一輪經(jīng)濟發(fā)展新的增長點,是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的主攻方向,也是應(yīng)對全球氣候變化、確保能源安全的重大舉措。”
風(fēng)電作為一種清潔能源,在二十一世紀(jì)資源匱乏,環(huán)境問題突出的今天已成為能源產(chǎn)業(yè)的颶風(fēng)。
圖1 中國風(fēng)能資源分布圖
隨著國際風(fēng)電技術(shù)和裝備水平的快速發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電已成為目前技術(shù)最為成熟、最具規(guī)?;_發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的新能源技術(shù)。目前,風(fēng)電在全球100多個國家和地區(qū)都有應(yīng)用,在電力供應(yīng)中占有很高的比例,例如丹麥的風(fēng)電已超過整個電力供應(yīng)的20%,西班牙達到了14.3%。未來各國風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)更加宏偉,丹麥計劃2025年風(fēng)電占到整個電力的50%,美國提出了2030年風(fēng)電占整個電力的20%目標(biāo),歐盟2020年20%可再生能源電力的目標(biāo)中將有一半來自風(fēng)電。全球風(fēng)能理事會(GWEC)2010年10月12日在北京公布了《全球風(fēng)能展望2010》報告,報告指出,風(fēng)能到2020年可滿足全球12%的電力需求,在2030年更可達22%。風(fēng)電能夠在減少主要溫室氣體排放的同時,滿足全球日漸增長的能源需求。報告預(yù)期全球的風(fēng)電裝機容量到2020年可達10億千瓦,每年可減少15億噸的二氧化碳排放,這相當(dāng)于“哥本哈根協(xié)議”中發(fā)達國家所作的2020年減排承諾的50%~75%。而到2030年,全球預(yù)期將有23億千瓦的風(fēng)電裝機容量,總計可減少340億噸的碳排放。
2000年以來,特別是可再生能源法實施以來,我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)率先加速發(fā)展,目前已開始規(guī)?;l(fā)展,具有了初步的產(chǎn)業(yè)體系輪廓,表現(xiàn)出了競爭力不斷增強的可喜發(fā)展勢頭,進入快速規(guī)?;l(fā)展階段。在巨大市場需求的推動下,我國風(fēng)電裝備制造業(yè)已成為具有國際競爭力的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之一,部分風(fēng)電機組制造企業(yè)進入全球前十強,國內(nèi)制造商已占據(jù)中國市場份額的85%以上,并開始出口海外。我國風(fēng)電裝備制造企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力也不斷增強,初步實現(xiàn)了大功率風(fēng)電機組技術(shù)從引進消化、聯(lián)合設(shè)計到自主設(shè)計的轉(zhuǎn)化。我國企業(yè)在機組適應(yīng)我國特殊環(huán)境和風(fēng)況條件方面進行的大量創(chuàng)新,以及我國企業(yè)自主設(shè)計和開發(fā)的多兆瓦級風(fēng)電機組下線和運行,都充分證明我國風(fēng)電技術(shù)已達到國際先進水平。市場規(guī)模的迅速擴大和技術(shù)創(chuàng)新能力的快速提升也促進了我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展,一個集原材料、零部件、整機和服務(wù)業(yè)的完整產(chǎn)業(yè)體系已初具輪廓。
根據(jù)2010年12月21日中國電力企業(yè)聯(lián)合會(簡稱中電聯(lián))發(fā)布的《電力工業(yè)“十二五”規(guī)劃研究報告》,中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展既符合國際社會倡導(dǎo)的低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潮流,也符合中國節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向,是國家支持的戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)。2011年6月16日,國際環(huán)保組織綠色和平和中國資源綜合利用協(xié)會可再生能源專業(yè)委員會共同發(fā)布《風(fēng)光無限——中國風(fēng)電發(fā)展報告2011》。該報告指出,在中國政府更加成熟穩(wěn)健的“十二五”可再生能源發(fā)展政策的強力支持下,中國仍將在未來幾年中領(lǐng)跑全球風(fēng)電發(fā)展。
隨著風(fēng)力發(fā)電的迅速發(fā)展,地面風(fēng)力發(fā)電需要占用土地,影響自然景觀,對周圍居民生活帶來不便等負面影響也逐漸顯露出來。海洋風(fēng)能豐富且十分穩(wěn)定,風(fēng)速高且容易預(yù)測,發(fā)電量比陸地高出20%~40%。隨著陸上風(fēng)能的開發(fā),土地資源日益緊張,陸地上的風(fēng)機總數(shù)已趨于飽和,海上風(fēng)電將成為未來發(fā)展的重點。為此,近幾年全球風(fēng)電行業(yè)發(fā)展逐漸從陸上擴展到了海上。2009年,全球近海風(fēng)電新增機組共199 臺,裝機容量577兆瓦,分布在丹麥、德國、挪威、瑞典和英國,總裝機容量為2056兆瓦。
據(jù)統(tǒng)計,2010年歐盟新增海上風(fēng)電裝機約90萬千瓦,到2010年底,歐盟海上風(fēng)電累計裝機容量已達到約300萬千瓦,在建和已獲得許可的建設(shè)規(guī)模超過2000萬千瓦。愛爾蘭、荷蘭、瑞典、德國、比利時和芬蘭等國家,都在積極開發(fā)海上風(fēng)電,這些國家已達成合作框架,準(zhǔn)備在該地區(qū)建設(shè)互相連接的海底輸電網(wǎng)絡(luò),把海上風(fēng)電輸送到該區(qū)域的大電網(wǎng)系統(tǒng)。歐盟已制定了海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃,提出到2020年達到4000萬千瓦、到2030年達到1.5億千瓦的發(fā)展目標(biāo)。美國也在積極開發(fā)建設(shè)海上風(fēng)電,2010年批準(zhǔn)在馬薩諸塞州建設(shè)百萬千瓦級海上風(fēng)電項目。2011年4月,美國能源部和內(nèi)政部共同發(fā)布了《國家海上風(fēng)電戰(zhàn)略:創(chuàng)建美國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)》,該計劃提出,到2020年,美國海上風(fēng)電裝機將達1000萬千瓦,到2030年達到5400萬千瓦。
圖2 全球近海風(fēng)電裝機容量變化
我國大陸海岸線長18000千米,可利用海域面積300多萬平方千米,海上風(fēng)能資源十分豐富。在我國5~25米水深的海域內(nèi),50米高度范圍內(nèi)風(fēng)電可裝機容量約為2億千瓦;而5~50米水深、70米高度的可裝機容量約為5億千瓦。我國海上風(fēng)能的量值是陸上風(fēng)能的3倍,具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。我國在推進陸上風(fēng)電快速發(fā)展的同時,也在海上風(fēng)電方面積極開展了工作。2008年,我國在上海東海大橋海域開始建設(shè)首座海上風(fēng)電場,項目全部采用國產(chǎn)3兆瓦風(fēng)電機組,并于2010年6月世博會期間,全部并網(wǎng)發(fā)電。這是在歐洲之外唯一建成投產(chǎn)的海上風(fēng)電場。2011年5月18日,首臺6兆瓦大型海上風(fēng)電機組在江蘇鹽城綜合產(chǎn)業(yè)基地正式出產(chǎn),這是中國單機容量最大,也是第一臺自主研發(fā)、擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)、全球技術(shù)領(lǐng)先的電網(wǎng)友好型風(fēng)電機組。2011年下半年,國家能源局將啟動第二批海上風(fēng)電特許權(quán)項目的招標(biāo)準(zhǔn)備工作,預(yù)計2012年上半年完成招標(biāo),總建設(shè)規(guī)模將在150萬到200萬千瓦。國家能源局副局長劉琦指出,“十二五”期間,“穩(wěn)妥、積極”是我國推進海上風(fēng)電開發(fā)的基本思路。我國將推動海上風(fēng)電技術(shù)進步,在機組制造、工程設(shè)計、施工安裝、運行維護全產(chǎn)業(yè)鏈培育海上風(fēng)電工程技術(shù)能力,努力提高海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)整體競爭力。具體來說,一是要加強海上風(fēng)電資源測評和開發(fā)規(guī)劃工作,為海上風(fēng)電全面持續(xù)開發(fā)打好堅實基礎(chǔ);二是要扎實做好海上風(fēng)電項目建設(shè)前期工作,深入開展技術(shù)研究和工程準(zhǔn)備;三是要采取招標(biāo)競爭與新技術(shù)示范相結(jié)合的方式推動海上風(fēng)電建設(shè),同步提高海上風(fēng)電的經(jīng)濟性和技術(shù)水平;四是要進一步完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)體系,確保海上風(fēng)電設(shè)備和施工質(zhì)量及安全可靠運行,提高設(shè)備可靠性、穩(wěn)定性和可用率;五是要建立和完善海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈,打造具有較強國際競爭力的完整海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)體系;六要建立合作協(xié)調(diào)的管理工作機制,為海上風(fēng)電項目建設(shè)創(chuàng)造良好的環(huán)境。劉琦強調(diào),發(fā)展海上風(fēng)電是加快發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的迫切需要,是實現(xiàn)國家可再生能源發(fā)展目標(biāo)的重大措施。各有關(guān)部門和有關(guān)方面都要從國家戰(zhàn)略的高度,充分認識發(fā)展海上風(fēng)電的重要性和緊迫性,加快海上風(fēng)電技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化,積極穩(wěn)妥推進示范項目建設(shè),建立技術(shù)先進和配套齊全的海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)體系,實現(xiàn)海上風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展。
2011年7月6日,國家能源局與國家海洋局聯(lián)合下發(fā)了《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法實施細則》(以下簡稱《細則》)。該細則的出臺,旨在進一步完善海上風(fēng)電建設(shè)管理程序,促進海上風(fēng)電健康有序發(fā)展。海上風(fēng)電是風(fēng)電發(fā)展的重要領(lǐng)域,也是近年來新興的海上開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)。為規(guī)范海上風(fēng)電項目開發(fā)建設(shè)管理,國家海洋局和國家能源局在2010年1月聯(lián)合下發(fā)《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》,就海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)中海域使用和海洋環(huán)境保護管理要求作出原則規(guī)定。2010年以來,海上風(fēng)電項目不斷增多,而且大都選擇在近海海域和潮間帶布局風(fēng)電場,且單個風(fēng)電場規(guī)劃面積普遍較大,使我國海域開發(fā)利用面臨的行業(yè)用海矛盾更加突出,海洋主管部門綜合協(xié)調(diào)海洋開發(fā)利用的任務(wù)和壓力加大,開發(fā)企業(yè)也面臨更大的投資風(fēng)險。該細則以《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》為依據(jù),重點明確了海上風(fēng)電規(guī)劃和項目建設(shè)的具體程序和管理要求,力求使各級相關(guān)管理部門和企業(yè)在項目開發(fā)建設(shè)過程中,在管理職責(zé)、要求和工作程序上更為清晰,推動海上風(fēng)電行業(yè)健康有序發(fā)展。
“十二五”能源規(guī)劃和可再生能源規(guī)劃中,我國海上風(fēng)電的發(fā)展目標(biāo)是:2015年建成500萬千瓦,形成海上風(fēng)電的成套技術(shù)并建立完整產(chǎn)業(yè)鏈;2015年后,我國海上風(fēng)電進入規(guī)?;l(fā)展階段,達到國際先進技術(shù)水平,到2020年建成海上風(fēng)電3000萬千瓦。