劉慧慧

（山東齊魯書(shū)社出版有限公司，山東 濟(jì)南 250002）

引言

隨著人類(lèi)社會(huì)的快速進(jìn)步，生產(chǎn)生活中排放的二氧化碳也與日俱增。近地面大氣中的二氧化碳以及水汽等吸收地面長(zhǎng)波輻射，并通過(guò)大氣逆輻射將熱量返還給地面，形成溫室效應(yīng)。溫室效應(yīng)造成了全球氣候變暖，隨之而來(lái)的冰川融化、海平面上升、極端天氣頻發(fā)等現(xiàn)象都嚴(yán)重威脅人類(lèi)的生存。為了應(yīng)對(duì)這一威脅，世界各國(guó)共同締約減排溫室氣體。我國(guó)于近期提出“力爭(zhēng)在2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)，獲得了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注和積極響應(yīng)。

我國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局不平衡，能源特點(diǎn)可以總結(jié)為“多煤少油缺氣”，煤炭始終是我國(guó)消費(fèi)量最大的能源[1]。以燃煤發(fā)電為主的電力行業(yè)也成為二氧化碳的排放大戶。而風(fēng)能是太陽(yáng)能的一種轉(zhuǎn)化形式，是一種清潔的、可再生的自然能源[2]。在新能源發(fā)電中，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電的技術(shù)比較成熟、工程經(jīng)驗(yàn)也最豐富。經(jīng)過(guò)國(guó)家多年的產(chǎn)業(yè)扶持和行業(yè)自身發(fā)展，現(xiàn)已具備零補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)的條件，是最有希望快速替代煤電的發(fā)電方式。

為了更好地開(kāi)發(fā)風(fēng)資源，本文從地理角度分析得出了影響風(fēng)能資源分布不均的兩個(gè)主要因素，希望本文的研究成果對(duì)開(kāi)展相關(guān)研究及規(guī)劃有所幫助。

一、風(fēng)能分布與地理因素

“風(fēng)”指的是大氣從高壓向低壓的水平運(yùn)動(dòng)，是地球表面受熱不均勻造成的。

空氣流動(dòng)所形成的動(dòng)能稱(chēng)為風(fēng)能［3］，其大小與空氣運(yùn)動(dòng)的速度和空氣自身的密度密切相關(guān)，通常用風(fēng)能密度表示，即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的空氣流所具有的動(dòng)能[4]。風(fēng)能資源的多寡，還與一年中刮風(fēng)日數(shù)的多少密切相關(guān)，一般選用風(fēng)能可用小時(shí)數(shù)（即以年為時(shí)間間隔統(tǒng)計(jì)風(fēng)能可用時(shí)數(shù)）作為風(fēng)能資源穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

由于海陸熱力性質(zhì)差異明顯，有的地區(qū)風(fēng)能資源很豐富，比如受低緯信風(fēng)帶、盛行西風(fēng)帶和極地東風(fēng)帶控制的地區(qū)。最典型的是荷蘭，它地處歐洲西部沿海，常年受到盛行西風(fēng)帶的控制，風(fēng)能資源十分豐富，風(fēng)車(chē)也成為了荷蘭的一張名片。地理位置顯然是一個(gè)重要的因素。另外，地面風(fēng)速不僅受大氣環(huán)流的影響，還與地形密切相關(guān)[4]。地形越平坦，地形對(duì)風(fēng)的阻擋也越弱，風(fēng)能資源相對(duì)豐富；地形越崎嶇，地形對(duì)風(fēng)的阻擋也越強(qiáng)，風(fēng)能資源相對(duì)貧乏。

也就是說(shuō)，風(fēng)能資源的貧富程度，會(huì)受到地理位置及地形特點(diǎn)這兩個(gè)因素的影響。

二、我國(guó)風(fēng)能資源分布分析

我國(guó)位于世界最大的大陸——亞歐大陸的東部、東部為世界最大的大洋——太平洋，地理位置比較優(yōu)越。也正是因?yàn)檫@樣的地理位置，使得我國(guó)深受海陸熱力性質(zhì)差異的影響，季風(fēng)氣候顯著。受南印度洋的西南季風(fēng)、澳大利亞北部的東南信風(fēng)以及支氣流源于北太平洋副熱帶高壓給中國(guó)大陸帶來(lái)的東南季風(fēng)和南季風(fēng)影響[1]，形成十分明顯的季風(fēng)現(xiàn)象。夏天，季風(fēng)從海洋吹向陸地，盛行東南季風(fēng)和西南季風(fēng)；冬天，季風(fēng)從陸地吹向海洋，盛行西北季風(fēng)。我國(guó)疆域廣闊，所以離季風(fēng)策源地更近的東南部、西南部和西北部，理論上比中部地區(qū)風(fēng)能資源更加豐富。即，地理位置決定了中國(guó)是一個(gè)風(fēng)能資源豐富的國(guó)家，但風(fēng)能資源的地區(qū)分布不均勻[2]。

我國(guó)地形復(fù)雜，山地、高原、丘陵、平原、盆地等地形廣泛分布，整體呈現(xiàn)“西高東低”的特點(diǎn)。有些地區(qū)雖然地理位置優(yōu)良，但地形對(duì)風(fēng)的阻擋作用明顯，比如青藏高原東部、橫斷山脈、東南丘陵、塔里木盆地等地區(qū)，都屬于風(fēng)能資源貧乏區(qū)。

總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)青藏高原中部、內(nèi)蒙古大部、新疆北部、東北大部、沿海等地區(qū)風(fēng)能資源豐富；西南、華中、華南、新疆西部風(fēng)能資源貧乏[2]，具有“北富南貧”的特征[3]。下面我們分析幾個(gè)地區(qū)的地理特點(diǎn)及風(fēng)能資源的貧富差異關(guān)系。

（一）東北和西北地區(qū)

東北和西北地區(qū)是風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用最成熟的地區(qū)，主要包括遼寧、吉林和黑龍江的西部，內(nèi)蒙古全境，以及新疆的東部地區(qū)。尤其是內(nèi)蒙古中西部、東北平原局部、青海西部、西藏中北部等地區(qū)，有效風(fēng)能密度在200W/m2以上，年可用小時(shí)數(shù)大于5000h，風(fēng)能可開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。

地理位置方面，這一地區(qū)靠近亞洲高壓，是我國(guó)冬季風(fēng)策源地，所以冬半年風(fēng)力非常強(qiáng)。地形因素方面，新疆東部及內(nèi)蒙古大部均以高原地形為主，地形平坦，風(fēng)的阻力比較小，加上此處地廣人稀，于是成為目前我國(guó)陸上風(fēng)力發(fā)電的重點(diǎn)區(qū)域。

（二）沿海地區(qū)

我國(guó)大陸海岸線漫長(zhǎng)，長(zhǎng)度約1.8 萬(wàn)千米。因海面對(duì)風(fēng)的阻力很小，風(fēng)力普遍強(qiáng)勁，所以沿海海面擁有豐富的風(fēng)能資源，可以建設(shè)海上風(fēng)電場(chǎng)加以利用。尤其在東南沿海地區(qū)，夏季風(fēng)十分明顯，且長(zhǎng)期存在海陸風(fēng)，有效風(fēng)能密度也在200W/m2以上，年可用小時(shí)數(shù)大于5000h,風(fēng)的強(qiáng)度和穩(wěn)定度都很理想，非常適宜進(jìn)行風(fēng)電開(kāi)發(fā)。

另外，東南沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，電力需求旺盛，風(fēng)電開(kāi)發(fā)后可以就近消納，使其更具開(kāi)發(fā)潛力。

（三）青藏高原西北部地區(qū)

需要特別指出的是青藏高原西北部地區(qū)，雖然風(fēng)力也非常強(qiáng)勁，但并不適合風(fēng)能的開(kāi)發(fā)利用。

該地區(qū)位于青藏高原，同樣靠近冬季風(fēng)策源地，且地形平坦、地表植被稀疏，但因其海拔非常高，大氣十分稀薄，所以有效風(fēng)能密度較低，大部分地區(qū)小于100W/m2，局部地區(qū)甚至低于60W/m2。另外，同樣因?yàn)楹０翁?，建設(shè)難度非常大，且遠(yuǎn)離我國(guó)的主要電力需求地區(qū)，需要長(zhǎng)距離的電力輸送，風(fēng)能的綜合開(kāi)發(fā)成本較高，所以這一地區(qū)開(kāi)發(fā)潛力不明顯。

（四）西南、華中、華南、新疆西部等地區(qū)

西南、華中、華南、新疆西部等地區(qū)，因其或遠(yuǎn)離季風(fēng)策源地，或地形起伏較大、植被茂密，有效風(fēng)能密度普遍低于60W/m2，風(fēng)能資源貧乏，年可用小時(shí)數(shù)小于2000h，風(fēng)能也非常不穩(wěn)定，不適合大規(guī)模的風(fēng)電開(kāi)發(fā)。

三、結(jié)語(yǔ)

風(fēng)資源開(kāi)發(fā)前應(yīng)掌握風(fēng)能資源的分布規(guī)律，本文從地理角度分析，得出影響影響有效風(fēng)能密度和年可用小時(shí)數(shù)這兩個(gè)衡量風(fēng)能大小和穩(wěn)定程度指標(biāo)的主要因素為地理位置和地形特點(diǎn)。

隨后，本文以我國(guó)的風(fēng)能資源分布規(guī)律為例展開(kāi)了分析，并重點(diǎn)介紹了東北和西北地區(qū)、沿海地區(qū)、青藏高原西北部等地區(qū)的地理特點(diǎn)及風(fēng)能資源的貧富差異關(guān)系，印證了這兩個(gè)地理因素在風(fēng)資源分布分析時(shí)是有效的。希望文中介紹的這一分析思路，在分析其他地區(qū)風(fēng)能資源分布時(shí)可以有所幫助和啟發(fā)。