楊飛,陳璐

（1.鄭州供電公司,河南鄭州450000；2.河南騰龍信息工程有限公司,河南鄭州450000）

河南省風能資源與風電發(fā)展前景

楊飛1,陳璐2

（1.鄭州供電公司,河南鄭州450000；2.河南騰龍信息工程有限公司,河南鄭州450000）

闡述了河南省的風能資源概況,揭示了河南省在中原崛起中加快風電發(fā)展的現(xiàn)實價值和長遠意義,提出河南省發(fā)展風電存在的問題和對策.

風能資源；風力發(fā)電；發(fā)展戰(zhàn)略；河南省

風能是無污染、可再生的綠色能源,風力發(fā)電是目前開發(fā)技術(shù)相對成熟的清潔發(fā)電方式之一.我國風能資源豐富,可開發(fā)的風能潛力巨大,2004-2005年第三次全國風能資源普查結(jié)果,全國技術(shù)可開發(fā)（風能功率密度在150 W/m2及其以上）的陸地面積約為20萬km2,陸上技術(shù)可開發(fā)量為6億～10億kW.加上近海,總量可達7億～12億kW,風電已成為我國未來能源組成的重要資源基礎[1].2006年國家氣候中心評價結(jié)果：除青藏高原外,全國陸地上離地面10 m高度層風能資源技術(shù)可開發(fā)量為25.48億kW,大大超過第三次全國風能資源普查的數(shù)據(jù)[2].因其巨大的商業(yè)潛力、環(huán)保效益,新世紀以來全國風電發(fā)展迅速.2003年底全國風電總裝機僅50萬kW,2013年發(fā)展到7 700萬kW,10年間風電裝機排名從世界第十上升至第一,成為僅次于火電和水電的第三大電源.第13屆世界風能大會今年春季在上海舉行,第二次當東道主的中國已成為世界排名第一的風電市場.可以預見在未來追求非化石能源征途中,風電將成為我國新能源的綠色支柱.

國家《風電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出,全國風電并網(wǎng)裝機容量2015年將達到1億kW、2020年超過2億kW.河南省作為中原經(jīng)濟區(qū)規(guī)劃的主要支撐地域,正處在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速推進和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展階段,用電的數(shù)量增加和發(fā)電的環(huán)保要求呈同步提升,在資源和環(huán)境約束持續(xù)強化的現(xiàn)狀下,實現(xiàn)中原崛起、強省富民的中原夢,必須挖掘后發(fā)優(yōu)勢,實現(xiàn)后發(fā)趕超,以創(chuàng)新促崛起.從能源發(fā)展戰(zhàn)略上,要更加注重風能資源的利用,加速風電的開發(fā),為新型工業(yè)化節(jié)能減排、新型城鎮(zhèn)化和諧發(fā)展奠定基礎.

1 河南省風能資源概況

河南省大部分區(qū)域?qū)儆诖箨懶约撅L型氣候區(qū),四季分明,冬春多風,極具發(fā)展風電潛力.一方面是風能資源具備良好的開發(fā)價值,另一方面與國內(nèi)其他省份相比河南省風電發(fā)展相對滯后.盧明華等對河南省風能資源研究表明,雖然在全國來看河南省屬于風能資源貧乏省份,但豫東北、豫中、豫南三大風能高值區(qū),具備風能開發(fā)的極大潛力（表1）[3].同時,將全省劃分為季風風能較豐富區(qū)、季風風能可利用區(qū)和風能貧乏區(qū)三個板塊.風資源最好的是豫東北黃河沖積平原,常年有效風能密度在100 W/m2以上,年均有效年有效風能總時數(shù)/h（風速v=3～20 m/s）在3 500～4 500 h（145.8～187.5 d）之間,其中風速≥6 m/s的時數(shù)在1 000 h左右.風能主要集中在12月到次年的5月冬春兩季,約占全年儲量的50%,可利用時間達7個月以上.張紅衛(wèi)等從地力信息系統(tǒng)、利用1971年—2000年30 a的氣候資料對河南省風能資源時空分布研究結(jié)果,風能資源地域分布與盧明華的研究結(jié)果近似.全省不同區(qū)域、不同時間單位截面積的風能值有較大差異：單位面積春季最大值（0.083 7 kW）與最小值（0.007 1 kW）差值達0.076 6 kW,冬季次之（0.073 8 kW）,夏秋較小.風能最大值區(qū)域與平均風速地理分布基本一致[4],最大風能區(qū)域依次在豫北、豫東、豫中、豫南的平原區(qū),最小區(qū)域在豫西山區(qū),這為河南省風能利用、風電場布局、選址提供了科學參考.

表1 河南省各地有效風能密度Tab.1 The effective wind energy density of Henan Province aroundW/m2

2 加快風電發(fā)展的現(xiàn)實價值和長遠意義

2.1 需電量增加的需求

河南省是人口大省,近年來提出了以城鎮(zhèn)化為引領的“三化”協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略,隨著城鎮(zhèn)化的快速推進,三產(chǎn)發(fā)展和居民生活提升為主要載體的內(nèi)需增長,必將帶動用電量增加需求的日益高漲,無論一產(chǎn)、二產(chǎn)處于什么樣的發(fā)展態(tài)勢,用電總需求持續(xù)增長的態(tài)勢、三產(chǎn)用電比重持續(xù)增長的態(tài)勢不會改變.資料報道[5]：2005年河南省一、二、三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電結(jié)構(gòu)為3.9∶78.7∶8.1∶9.3,2012年演變?yōu)?.8∶74.9∶8.5∶13.8,到2013年上半年為2.7∶72.9∶9.1∶15.3.從中可以看出,近10 a全省三產(chǎn)和居民生活用電呈現(xiàn)持續(xù)快速增長的態(tài)勢.

2.2 節(jié)能減排的需求

愈演愈烈的霧霾問題,已成為國人深惡痛絕的話題,各級政府、社會各界對發(fā)展清潔能源、恢復藍天碧水發(fā)出強烈渴求.通過增加風電比重,減少火電產(chǎn)量直接減少碳排放,同時減少汽車燃油碳排放,能夠最大限度地降低城市PM2.5及PM10含量.國家能源消耗規(guī)劃將煤炭比例從2012年的66.8%降低至2017年的65%,與將風電能源在供電比例中從目前的2%提高到2020年的5%的計劃相向而出.河南省在國內(nèi)屬于經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū),在后發(fā)趕超中,不能亦步亦趨,要走創(chuàng)新之路,新型工業(yè)化的能源戰(zhàn)略,要從提升能源數(shù)量、質(zhì)量做起.

2.3 突破資源約束瓶頸的需求

全國資源制約日益加劇,能源安全形勢嚴峻.油氣人均剩余可采儲量僅為世界平均水平的6%,石油對外依存度從本世紀初的26%上升至2011年的57%,煤炭超強度開采.國家能源發(fā)展戰(zhàn)略目標明確提出,必須能源優(yōu)化結(jié)構(gòu),“十二五”末石油對外依存度要控制在61%以內(nèi),非化石能源消費比重提高到11.4%,非化石能源發(fā)電裝機比重達到30%,煤炭消費比重要逐年降低[6].河南省煤炭資源有限,目前火電靠外省調(diào)入煤炭比重大.隨著國家煤炭限采政策力度加大、西部開發(fā)進程加快,其他省份煤炭就地加工轉(zhuǎn)化比重增大,加之運輸成本提升,河南省以煤炭為原料的傳統(tǒng)發(fā)電,成本勢必不可控地上漲,對河南省電力行業(yè)造成巨大壓力,發(fā)展風電是突破資源瓶頸的最佳選擇.

2.4 河南省持續(xù)發(fā)展的長遠需求

河南省是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省,正在向工業(yè)大省、工業(yè)強省的轉(zhuǎn)變,目前以及未來一個時期內(nèi),區(qū)域GPP增速必然超過經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),用電量增長速度勢必在高于全國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū).在經(jīng)濟持續(xù)較快增長、同時提升發(fā)展質(zhì)量的雙重要求下,擴大清潔能源比重是實現(xiàn)“又好又快”發(fā)展的有效途徑.發(fā)展風電既增加能源總量,又優(yōu)化能源質(zhì)量,是科學謀劃河南可持續(xù)發(fā)展的長遠需求.

3 對策與途徑

3.1 將風電開發(fā)列入河南省可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容

雖然我國風電總量全球領先,但風電發(fā)電量僅占總發(fā)電量的2%,低于全球平均水平（2.5%）,更遠低于丹麥（30%）、歐盟（7%）、美國（3.5%）等其他發(fā)達國家,這說明我國的風電增長存在著巨大空間.國家《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》要求[6]：堅持集中與分散開發(fā)利用并舉,以風能、太陽能、生物質(zhì)能利用為重點,大力發(fā)展可再生能源.優(yōu)化風電開發(fā)布局,有序推進華北、東北和西北等資源豐富地區(qū)風電建設,加快風能資源的分散開發(fā)利用.盡管在國家能源規(guī)劃中,河南未被列入風電發(fā)展重點區(qū)域,但在全球能源危機、環(huán)境惡化的大背景下,在風電發(fā)展的興盛時期,河南更應該主動謀劃,積極爭取清潔能源、特別是風電的發(fā)展.河南省發(fā)展風電的優(yōu)勢是,風電產(chǎn)能過剩、電網(wǎng)滯后、接網(wǎng)輸送消納困難等問題,在用電負荷高,風電比重低的河南省變得相對較輕,風電項目棄風比例會相應較低,經(jīng)濟上可行.同時,符合國家產(chǎn)業(yè)政策,爭取到國家層面的扶持和支持.

3.2 加快全省風能資源全面普查和系統(tǒng)評估

建議河南省人民政府牽頭,組織全省氣象、電力、地質(zhì)、水利、高校與科研單位的相關專業(yè)專家,與縣級人民政府的有關職能部門,共同對全省風能資源普查評估,以縣市區(qū)為單元,細化到鄉(xiāng)鎮(zhèn)、到重點地勢地貌,為全省風能資源科學有效利用提供技術(shù)基礎.

3.3 堅持規(guī)模與檔次并重,走大中小并重的發(fā)展模式,勿一概求大

發(fā)展模式上,要堅持堅持規(guī)模與檔次并重,走大中小并重的發(fā)展模式,勿一概求大.堅持“縣為基礎,市為區(qū)域,全省調(diào)控,外延國家電網(wǎng)”的原則,科學部署風電消納市場,統(tǒng)籌風電和其他電源建設協(xié)調(diào)發(fā)展.首先在2014年河南省政府工作報告提出實施“三山一灘”（大別山、伏牛山、太行深山區(qū)、黃河灘區(qū)）扶貧工程的地區(qū),立足改善民生,科學勘探、布局中小型風力發(fā)電工程,及早改善這些地區(qū)人們的用電條件,提升生活質(zhì)量.

3.4 注重風電場與電網(wǎng)的配套、協(xié)調(diào),立足區(qū)域消納,減少輸送,降低成本

解決風電開發(fā)規(guī)模大與電網(wǎng)系統(tǒng)消納能力小之間的矛盾需要多措并舉[7].一方面要“調(diào)峰”.要加快調(diào)峰電源建設,提高系統(tǒng)運行靈活性,鼓勵現(xiàn)有常規(guī)火電機組開展技術(shù)改造,深度挖掘火電機組調(diào)峰能力,能夠快速反應限電節(jié)煤措施的落實；同時建設抽水蓄能電站等快速調(diào)節(jié)電源.另一方面要“儲藏”,要加快研究壓縮空氣蓄能、電化學儲能等大規(guī)模蓄能技術(shù)及應用.三要注重區(qū)域性、適度開發(fā),減少外送,避免大風電基地建成后出現(xiàn)嚴重的棄風問題.

3.5 注重自主創(chuàng)新與人才培養(yǎng)

依據(jù)風能資源普查,規(guī)劃全省風電發(fā)展基地.要立足自主設計、研發(fā),系統(tǒng)部署建設一批重點實驗室、工程技術(shù)研究中心等,在不同類型風電場設計、并網(wǎng)消納與先進運營管理等方面進行全面創(chuàng)新突破,率先建立不同規(guī)模的風電標準、檢測和認證體系,為風電場發(fā)展提供技術(shù)支撐.為此要采取行業(yè)主體培訓、高校定向培養(yǎng)等,加快風電科研人員、技術(shù)工人的系統(tǒng)培養(yǎng),鼓勵企業(yè)聘用高層次科技人才,培養(yǎng)優(yōu)秀科技人才,吸引海外高層次優(yōu)秀科技人才和團隊來豫工作,為風電快速、持續(xù)發(fā)展提供人才支撐.

3.6 完善配套政策,鼓勵風電發(fā)展

風電產(chǎn)業(yè)是一種新興產(chǎn)業(yè),其生態(tài)效益、社會效益遠大于經(jīng)濟效益.要堅持優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、改善環(huán)境質(zhì)量、節(jié)能減排、提升民生為主的發(fā)展思路,制訂和完善與之配套的相關扶持政策,引導和鼓勵企業(yè)、地方、個人投資風電建設,加快風電發(fā)展.

[1]李俊峰,高虎,施鵬飛,等.中國風電發(fā)展報告[M].北京：中國環(huán)境科學出版社,2007.

[2]中國氣象局風能太陽能資源評估中心.中國風能資源評價報告[M].北京：氣象出版社,2006.

[3]盧明華,康艷,劉國順.河南省風能資源及其開發(fā)應用[J].新能源,1999,21（6）：28-32.

[4]張紅衛(wèi),陳懷亮,張弘.基于CIS的河南省風能資源時空分布及利用[J].自然資源學報,2011（6）：1025-1028.

[5]劉躍新.從今年上半年用電量增長看河南產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整[N].河南日報,2013-08-06（2）.

[6]國務院關于印發(fā)《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》的通知[S].國發(fā)〔2013〕2號,2013-01-01.

[7]林伯強.風電發(fā)展遭遇軟硬挑戰(zhàn)[N].人民日報,2013-02-25（22）.

（責任編輯：盧奇）

Wind energy resources and prospects of wind power in Henan Province

Yang Fei1,Chen Lu2
（1.Zhengzhou Power Supply Company,Zhengzhou 450000,China；2.Henan Tenglong Information Engineering Co.Ltd,Zhengzhou 450000,China）

The general situation of wind energy resource in Henan Province was expounded in this paper,the real value and logn-term significance of accelerating the development of wind power in rise of Central China was revealed,the problems and countermeasures in the development of wind power in Henan Province was put forward.

wind energy resources；wind power generation；development strategy；Henan Province

TP386

A

1008-7516（2014）04-0075-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2014.04.018

2014-05-08

楊飛（1986-）,男,河南新鄉(xiāng)人,助理工程師.主要從事電力自動化與控制研究.