文 _ 本刊記者 馮為為
風(fēng),是人們習(xí)以為常的自然現(xiàn)象。但你可知道,風(fēng)其實(shí)是人類最早利用的能源之一,對(duì)人類社會(huì)發(fā)展而言是極其龐大的、重要的可再生能源。整個(gè)地球的風(fēng)能約為2.74萬(wàn)億千瓦,其中能夠利用的差不多有200億千瓦,是當(dāng)今全球電力裝機(jī)總量的3倍多。中國(guó)是世界上風(fēng)能資源較為豐富的地區(qū)。現(xiàn)在就讓我們來(lái)追溯風(fēng)能發(fā)展歷史,了解這個(gè)永不枯竭的明星能源吧。
人類利用風(fēng)能的歷史可以追溯到公元前。我國(guó)是世界上最早利用風(fēng)能的國(guó)家之一。公元前數(shù)世紀(jì)我國(guó)人民就利用風(fēng)力提水、灌溉、磨面、舂米,用風(fēng)帆推動(dòng)船舶前進(jìn)。埃及尼羅河上的風(fēng)帆船、中國(guó)的木帆船,都有兩三千年的歷史記載。唐代有"乘風(fēng)破浪會(huì)有時(shí),直掛云帆濟(jì)滄海"詩(shī)句,可見那時(shí)風(fēng)帆船已廣泛用于江河航運(yùn)。到了宋代更是我國(guó)應(yīng)用風(fēng)車的全盛時(shí)代,當(dāng)時(shí)流行的垂直軸風(fēng)車,一直沿用至今。
在國(guó)外,公元前2世紀(jì),古波斯人就利用垂直軸風(fēng)車碾米。10~11世紀(jì),中東地區(qū)開始廣泛使用風(fēng)車來(lái)提水;13~14世紀(jì),風(fēng)車傳到歐洲,隨后成為文藝復(fù)興時(shí)期歐洲不可缺少的動(dòng)力設(shè)備;18世紀(jì),荷蘭曾利用近萬(wàn)座風(fēng)車將海堤內(nèi)的水排干,造出的良田相當(dāng)于其國(guó)土面積的1/3,成為了著名的風(fēng)車之國(guó);19世紀(jì)中晚期,美國(guó)大規(guī)模開發(fā)當(dāng)時(shí)荒涼的西部,為了解決人畜飲水問題,人們利用風(fēng)車驅(qū)動(dòng)活塞泵用于提水。
隨著第二次科技革命的展開,電力成為了促進(jìn)工業(yè)發(fā)展的主力時(shí),人們開始思考“如果將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能傳輸,是不是可以規(guī)避電力分布不均勻的缺點(diǎn),滿足所有工業(yè)用電需求”。這時(shí)“風(fēng)電”的概念被提出,拉開了風(fēng)能利用的新帷幕。
風(fēng)力發(fā)電真正得到世界各國(guó)的重視,是在1973年石油危機(jī)以后。這時(shí)人們終于意識(shí)到化石能源終有一天會(huì)消耗殆盡,同時(shí)燃料燃燒引起的空氣污染和氣候變化問題也逐步得到了重視。風(fēng)能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔能源重新回到了主流工業(yè)界的視野,并得以快速發(fā)展。自1980年以后,風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片不斷加長(zhǎng),單機(jī)容量不斷增大,從80年代的100千瓦,到90年代200千瓦,再到新世紀(jì)的兆瓦,目前最新的主流機(jī)組已經(jīng)達(dá)到了5~6兆瓦。
我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的研究與世界基本同步,自20世紀(jì)70年代以來(lái),在內(nèi)蒙古、甘肅、青海及東南沿海的海島上安裝了許多單機(jī)容量在50~500瓦的微型風(fēng)力機(jī),用來(lái)給牧民和島民提供照明、提水、娛樂、畜群電柵欄、飼料粉碎等服務(wù)。到了20世紀(jì)80年代,我國(guó)開始研制大、中型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,在新疆、內(nèi)蒙古的風(fēng)口及山東、浙江、福建、廣東的島嶼建立了8座示范性風(fēng)力發(fā)電場(chǎng),到1992年裝機(jī)容量已達(dá)8000千瓦。2006年1月1日,《中華人民共和國(guó)可再生能源法》正式實(shí)施,風(fēng)電迎來(lái)了飛速發(fā)展的歷史機(jī)遇。到2016年底,中國(guó)累計(jì)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)總量1.49億千瓦,當(dāng)年發(fā)電2410億千瓦時(shí),提供了全國(guó)4%的電力。
經(jīng)過40多年的現(xiàn)代化發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電以其技術(shù)可靠、成本低廉的優(yōu)勢(shì),已被全球公認(rèn)為最實(shí)用的可再生電力來(lái)源。同時(shí),由于風(fēng)電巨大的商業(yè)潛力和環(huán)保效益,讓方興未艾的海上風(fēng)電也引發(fā)了世界的關(guān)注。
海上風(fēng)電,是利用海上風(fēng)力資源發(fā)電的新型發(fā)電方式。世界上已經(jīng)有海上風(fēng)電場(chǎng)的國(guó)家包括英國(guó)、德國(guó)、瑞典和法國(guó)、中國(guó)等。在海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)方面,德國(guó)的規(guī)劃可謂氣勢(shì)宏偉,累計(jì)安裝容量排名全球第一,稱得上是歐洲地區(qū)的主陣地。丹麥在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域占有領(lǐng)導(dǎo)地位,丹麥有世界上最大的海上風(fēng)電場(chǎng)。
中國(guó)首個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目——廣東南澳總投資達(dá)2.4億元的海上2萬(wàn)千瓦風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目,于2004年批準(zhǔn)立項(xiàng)。2005年,河北省滄州市黃驊港開發(fā)區(qū)管委會(huì)與國(guó)華能源投資有限公司簽署協(xié)議,合作建設(shè)總裝機(jī)容量約100萬(wàn)千瓦的國(guó)內(nèi)第一個(gè)大型海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。2007年11月28日,地處渤海遼東灣的中國(guó)首座海上風(fēng)力發(fā)電站正式投入運(yùn)營(yíng),標(biāo)志著中國(guó)風(fēng)電發(fā)展取得新突破。2010年,上海市東海大橋10萬(wàn)千瓦風(fēng)電場(chǎng)啟用。目前,中國(guó)海上風(fēng)電市場(chǎng)共有12個(gè)項(xiàng)目處于在建狀態(tài)。據(jù)風(fēng)能咨詢機(jī)構(gòu)MAKE最新發(fā)布的《全球海上風(fēng)電市場(chǎng)報(bào)告》預(yù)測(cè),2018年,全球有望新增3.9吉瓦海上風(fēng)電并網(wǎng)容量,中國(guó)海上風(fēng)電項(xiàng)目的實(shí)施速度加快,并將于2020年前后迎來(lái)爆發(fā)期。
從公元前到石油危機(jī),從石油危機(jī)到陸上風(fēng)電,再?gòu)年懮巷L(fēng)電到海上風(fēng)電,歷經(jīng)三千多年的發(fā)展與洗禮,風(fēng)能已在世界能源供應(yīng)的戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)中占據(jù)一席之地,越來(lái)越受到各國(guó)政府的重視。因此,積極開發(fā)風(fēng)能資源,加快風(fēng)電發(fā)展速度是解決全球能源危機(jī)的一項(xiàng)重要措施。風(fēng)能發(fā)展全球看好。