李欣

摘 要：風電經(jīng)過多年的發(fā)展逐漸在世界能源供應中占有一席之地，然而對于今日之中國來說卻仍然有很長的路要走，參照歐洲風電發(fā)展的歷史進程，并在宏觀國家調(diào)控中采取適當?shù)恼?，有利于我們在發(fā)展的過程中少走彎路。遠瞻風電發(fā)展的前景，海上風電將為我們提供一條可以走得更長更遠的道路，其中的技術難題的攻克將成為各國都要面對的問題，只有掌握了核心技術才能在風電發(fā)展領域中走在前面，并給該國的能源與經(jīng)濟發(fā)展注入新的血液。

關鍵詞：風能的優(yōu)勢 發(fā)展歷史 原理 選址 歐洲風電成本 丹麥的國家政策 海上風電 展望

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（b）-0162-02

能源是支撐世界經(jīng)濟發(fā)展的重要因素和戰(zhàn)略資源，而今日之全球皆面臨著能源危機的挑戰(zhàn)，氣候變化、日益增長的能源需求使得人們越發(fā)關注新能源的發(fā)展。伴隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和能源消費的快速增長，中國對能源的需求日益增多，全世界新增能源需求的40%以上來自中國，高速發(fā)展的經(jīng)濟需要充足的能源儲備作為支撐。但是由于我國的能源消費結(jié)構(gòu)長期以來一直以煤炭為主，正是這種能源結(jié)構(gòu)使得我國的污染指標居高不下，對環(huán)境的破壞也日益明顯。伴隨著化石能源的日益枯竭，現(xiàn)階段人類面臨著能源危機的挑戰(zhàn)，在這種背景下可再生能源的開發(fā)利用越來越受到世界各國的重視。相對于其他形式的新能源，風能有它獨特的優(yōu)勢，風力發(fā)電的開發(fā)歷史長遠，與其他形式的可再生能源相比，技術比較成熟，經(jīng)濟性較高，具備大規(guī)模開發(fā)的條件。

世界上第一臺風力發(fā)電機組于1887年7月建于蘇格蘭，建立者格拉斯哥大學的教授James Blyth用它給自己的度假莊園供電。20世紀70年代初到90年代，風電行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，在這20年里，中小型的風能發(fā)電機組技術日趨成熟。在此過程中，發(fā)電成本得以大大降低，另外各國政策對風電行業(yè)進行大力扶持，世界各地建設了大量的并網(wǎng)風電場。據(jù)此，全球風能理事會做出預測，如果采取積極的措施，2030年和2050年，全球風電的裝機容量將會分別達到21億kW和30億kW，發(fā)電量將分別達到5萬億kWh和8萬億kW·h。風電機組是將風能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，它的基本原理是：通過風輪捕獲風能從而帶動風輪軸轉(zhuǎn)動，再由風輪軸轉(zhuǎn)動將機械能傳遞到發(fā)電機轉(zhuǎn)子從而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動并輸出三相交流電。

在建設風電場前不僅僅需要進行經(jīng)濟方面的考量，同時還要考慮到環(huán)境因素的影響以及制度方面的限制，風電機組對風況的匹配、對電網(wǎng)的影響等等都是需要考慮的因素。在進行風電場的地址時，需要在主風向上滿足開闊、寬敞，障礙物少、粗糙度低的條件，這樣才能降低對風速的影響。另外，風電場的地形應當盡可能的簡單，有利于進行大規(guī)模的開發(fā)利用。并網(wǎng)型風電場需要與電網(wǎng)連接，因此在選址時應當盡可能地靠近電網(wǎng)。由于風電具有明顯的間歇性，因此在建設風電場時，還應當將電網(wǎng)的接納能力納入考慮范圍，防止由于風電入網(wǎng)而影響了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在歐洲，風電技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅推動了風電行業(yè)的進步與發(fā)展，還有效地降低了風電的成本。自20世紀90年代兆瓦級風機問世以來，1.5兆瓦及以上的風機基本上壟斷了歐洲風電的市場。最近，世界風能理事會對如何降低風電發(fā)電成本進行了分析研究，在過去，主要是由技術的進步推動風電成本的下降，以后風電成本進一步下降則更多的是依賴于規(guī)模化、系列化和標準化。世界風能理事會估計到2020年，陸上風機的總體造價還可以下降20%～25%，海上風電的造價可以降低40%以上，同時發(fā)電成本就可以同幅下降。

在風力發(fā)電的國家干預方面，我國可以學習借鑒丹麥的經(jīng)驗，丹麥政府不直接支持制造廠商，而是通過對購買風力發(fā)電機組的用戶給予補貼的方式，促進風電行業(yè)的發(fā)展。剛開始對機組的補貼費用是30%，以后隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況逐漸減少補貼的數(shù)額，這項政策直到1987年風電行業(yè)壯大才予以取消。另外，丹麥政府不僅對煤電行業(yè)征收能源稅和二氧化碳排放稅，而且對風電的收購予以補貼，采用雙管齊下的措施，從而使得風電機組的用戶從滿足自家電力需求轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢韵螂娋W(wǎng)銷售電能，獲取一定的利潤，這樣購買風力發(fā)電機組逐漸成為了一項投資方式，由此培育出了一個穩(wěn)定的風電市場。另外政府在里索國家實驗室內(nèi)建立了風力發(fā)電機組試驗站，并授權對符合安全要求的風力發(fā)電機組型號頒發(fā)認證證書，并且規(guī)定只有獲得認證的風力發(fā)電機組產(chǎn)品才有資格獲得政府的補貼。試驗站還就測試時發(fā)現(xiàn)的問題提出了解決辦法，幫助廠商解決問題，大大促進了風電發(fā)展的規(guī)范化和穩(wěn)定性。

近年來，全球風電行業(yè)迅速發(fā)展，丹麥和德國的陸上風電開發(fā)已經(jīng)漸趨飽和，而海上風能絕大部分仍處于尚未開發(fā)的狀態(tài)。海上風電具有諸多優(yōu)勢，不僅可以節(jié)約土地資源，減少噪聲和公眾視覺沖擊，而且海上有大片連續(xù)的區(qū)域可用，發(fā)展空間不受限制。更為重要的是，海上風速高，有著比陸地更為豐富的風能資源。但是由于海上風電的開發(fā)技術尚不成熟且運行經(jīng)驗有限，也存在一些不足和技術難題，安裝成本會大大地提高。因為受到環(huán)境因素的限制，運行維護也會變得十分困難，這將使得機組的可利用率下降，影響發(fā)電量。

中國風力資源的分布與電力需求一直不匹配。東南沿海地區(qū)對電力的需求量大，風電場接入方便，但是土地資源十分緊張，可用于建設風電場的面積有限。而我國擁有非常豐富的近海風能資源，具有廣闊的開發(fā)應用前景，并且東部沿海地區(qū)不僅海上風電資源豐富而且距離電力負荷中心很近，開發(fā)海上風電將有利于東部沿海地區(qū)電力供應情況的改善。但就目前來說中國還不具備海上風電機組設計和生產(chǎn)的條件，更沒有實際的運行經(jīng)驗作為支撐。因此對于現(xiàn)在的中國來說，不應當將目光放在大規(guī)模的開發(fā)規(guī)劃上，而是要密切追蹤國際海上風電技術的發(fā)展動態(tài)，借鑒國外海上風電的成功經(jīng)驗，并吸取國外挫折中的教訓，要及早做好海上風能資源的評估工作，加快海上風電示范項目的建設，為海上風電建設和設備制造儲備技術。這其中有諸多的技術難題需要克服，例如在長江口以南的海岸線附近遭受臺風襲擊的機會比較多，需要發(fā)展抗臺風技術。并且離海岸較遠的深海海域風能資源更加豐富，未來等到技術條件成熟，有可能會開發(fā)深海風電。

中國現(xiàn)代風電產(chǎn)業(yè)起始于20世紀60到70年代，并且是從離網(wǎng)式小風機的研發(fā)推廣開始的，但經(jīng)過幾十年的發(fā)展，風電產(chǎn)業(yè)從無到有、從小到大，迎來了發(fā)展的一個春天。中國乃至全世界的風電資源足夠豐富，如果大規(guī)模集中開發(fā)、超遠距離輸電的開發(fā)模式能夠成功，將使得全世界可開發(fā)風電資源的總量大幅度增加，這將為未來的經(jīng)濟發(fā)展提供更多的能源儲備并為能源危機提供一條解決方案。并且在中國，風電具有十分廣闊的開發(fā)前景，相信中國的風力發(fā)電技術會在國家合理的調(diào)控和技術人員的努力下得到很好的發(fā)展，并且在風力發(fā)電廠中得到實際的應用。

對于學習有關能源方面知識的在校大學生而言，對于國家能源的發(fā)展應當有較為清晰的認知，并對未來能源的發(fā)展有著合理的展望，在日新月異的能源格局中能保持清醒的頭腦，并為將來能源的發(fā)展準備好扎實的理論基礎，為國家能源的發(fā)展做好技術人才的儲備。

參考文獻

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