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摘要:以我国能源利用的现状及新能源发展的背景分析为基点,阐述了利用风能进行发电的优势和不足,同时通过对其他国家促进风能发电措施的研究,对我国风电产业发展的现状和前景进行了重点分析。
关键词:新能源;风能;风力发电
作者简介:王英武(1970-),男,山东烟台人,华北电力大学工商管理学院硕士研究生,(北京 102206)山东电力集团公司烟台供电公司,高级工程师;孙祝寿(1973-),男,山东烟台人,山东电力集团公司烟台供电公司,工程师。(山东 烟台 264001)
中图分类号:TK8 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)09-0081-02
一、我国能源利用的现状
从国家层面来讲,中国节能减排目标承诺:到2020年,中国非化石能源占一次能源比重将达到15%。考虑到中国发展速度对能源的迫切需求,从目前的非化石能源占一次能源比重的8.3%到承诺的15%是有一定难度的。水电、核电自然是被摆在了主角的位置上,但这台大戏光靠主角是唱不下来的,煤电作为化石能源消耗大户,也必须唱好自己的戏份;燃煤不是煤电的专利,燃油、燃气更不是煤电发展的方向,只有掺烧新能源,用新能源替代化石能源,此消彼长,才是达到所承诺目标的有效途径。
从经济层面上来讲,市场煤、计划电、计划热限制了煤电的盈利空间,煤炭行业整合会逐步推高煤炭价格,煤电行业的盈利和发展也成了一个不容忽视的问题。煤电需要掺烧新能源才能盈利,而且掺烧所需要的技术改造成本远远低于建设新机组所需成本。
目前,能源危机就在眼前。专家预测,以目前的开采速度,石油储量将于2050年枯竭,煤炭储量也仅够开采150年。从这个角度讲,每个人都应从自身做起,用可再生能源替代化石能源,这也是造福子孙的功德事业。
二、新能源发展的背景
经济发展过程中,我国作为世界上人口最多的发展中国家,能源消耗量不断增加,传统化石能源无以为继,面临的能源开发利用的资源约束越来越多,环境压力也越来越大。
如今,我国的基本国情是人口众多、生态环境承载能力弱、资源相对不足。传统能源利用导致的环境问题越来越严重,CO2的大量排放导致全球气候发生变化,使人类的健康和生存环境受到威胁。
因此,我国的能源工业作为关系国计民生的重要基础产业,要努力做到全面、协调、可持续发展,以符合科学发展观的要求。
面对新形势,新能源作为一种可再生、无污染的替代能源,将能促进经济的可持续发展,极大地缓解日趋增加的能源压力。
新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式,太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核能等刚开始开发、利用或正在被积极研究的能源都是新能源。对于可再生能源,可以在新技术基础上进行系统开发利用。
三、风能的应用
风是由太阳辐射热引起的,是地球上的一种自然现象,风在太阳辐射下流动就产生了风能。与其他能源相比,风能分布广泛、永不枯竭、蕴藏量大,对于远离主干电网的岛屿及交通不便的边远地区来说是尤为重要的。(如图1所示)
中国是世界上最早利用风能的国家之一,在公元前就开始了对风能的利用。公元前的中国人就能利用风力提水。宋代是中国应用风车的全盛时代,当时流行的垂直轴风车一直沿用至今。现在人们利用风能最常见的形式是风力发电。
我国的风力资源极为丰富,有的地区一年有三分之一以上的时间都有大风。特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿,风速很大,绝大多数地区的平均风速都在每秒三米以上。在这些地区发展风力发电大有可为。
风力发电的原理很简单,即:风力→风车叶片旋转→增速机加快旋转速度→发电机发电。
风力机和发电机是风力发电系统的主要组成部分。风力机依托变浆距调节技术,发电机依托变速恒频发电技术,是当今风力发电的核心技术,也是风力发电技术发展的趋势。
根据现有的风力发电技术,风速大于每秒四米以上即适宜发电,风力越大,经济效益也就越高,并且不必担心燃料的问题,也不会产生辐射或环境污染。风力是无污染、清洁和可再生的,能提供源源不绝、稳定的能源。
风力发电的运行方式有三种:风力发电并入常规电网运行,安装几十台甚至几百台风力发电机,这是风力发电的主要发展方向;独立运行方式,通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电能,利用蓄电池蓄能,以保证用户在无风时也能用电;风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合。(如图2所示)
四、风能应用的优势与不足
人们对于风能的利用也存在一些不足之处:风速不稳定,产生的能量大小不稳定;风能利用有地理位置的局限性;风能的转换效率低;风能是新型能源,相应的使用设备开发得不是很成熟。
风能的优势体现在:风能是洁净的能量来源;风能设施日趋进步,生产成本大大降低,在适当地点,风力发电成本已低于发电机成本;风能设施多为不立体化设施,可保护陆地和生态;风能是可再生能源,清洁、环保。
风能的不足之处表现在以下几个方面。
(1)风力发电不够经济,在一些地区表现的比较明显。有的地方风力时大时小,有间歇性。例如在台湾,风力较小的时期正是电力需求旺盛的白天、夏季。
(2)为了使风力发电能产生比较多的能源,需要兴建大量的风力发电场。在利用风能进行发电的同时,风力发电机发出的巨大噪音也是亟待解决的一个问题,因此,建设风力发电场需要有足够大的、空旷的地方。
(3)风力发电过程有可能干扰鸟类生活,进而破坏生态环境。例如风车出现之后,美国堪萨斯州的松鸡已基本消失了。目前,人们采取离岸发电的方法来解决这个问题,但如此一来,发电成本较高又成了一个难题。
(4)现在的风力发电技术还未成熟,还有相当大的发展空间。
五、世界各国促进风能发展的措施
数千年以来,各国对风能的应用还停留在较低水平,风电技术长期以来发展缓慢。
1973年的石油危机使人们意识到开发新能源的重要性,在常规能源告急和生态环境恶化的双重压力下,人们逐渐开始了对作为新能源的风能的研究。
自19世纪80年代开始,风力发电日益受到欧美各国的重视。目前全球的风电发电量正以每年30%的速度快速成长。
1974年,美国推行联邦风能计划,主要包括:对风能利用过程中可能会产生的社会和环境问题进行研究;对风能资源进行重新评估;降低造价并改进风力机性能;为电力公司及工业用户开发系列兆瓦级风力发电机组;针对农业等用户开发小于100千瓦的风力机。目前,美国是世界上风力机装机容量(超过2×104兆瓦)最多的国家,而且还在以每年10%的速度高速发展。
世界各国发展风力发电的政策主要有以下两种。
(1)固定电量系统,即由政府规定再生能源的发电量,由市场决定价格,因此该系统也被称为再生能源配比系统。采用的方式主要有两种:1)竞比系统,应用该系统的国家有英国、法国、爱尔兰等;2)可交易绿色凭证系统,应用该系统的国家有英国、意大利、日本、瑞典、比利时等。
(2)固定电价系统,即由政府确定再生能源优惠收购电价,由市场决定数量。主要有以下几种方式:固定收购价格;设备补助;(在风力发电发展初期采取设备补助的方式)税赋抵减;固定补贴价格。
以上两种措施是为了形成市场保护,通过政府的引导让再生能源在电力市场上产生更多的投资效益,确保再生能源能在自由市场中与传统能源竞争,最终目的是降低成本、提升技术水平和推广新能源技术。
风能作为一种无污染、可再生的新能源,有着巨大的发展潜力,在当今世界各国受到了普遍重视,风力发电在世界上形成了一股热潮。
六、我国风电产业发展的现状与潜力
我国有着丰富的风能资源,在风电产业发展方面取得了一些成就。早在1986年4月,我国第一座装机容量为105千瓦的风电场就在山东荣成并网发电了。进入新世纪以来,我国风力发电得到了快速发展:龙源集团总装机容量为20.06万千瓦的吉林通榆风电特许权项目在2006年4月正式开工建设;预计2010年底全国风电装机容量将突破3500万千瓦。
风电取得了规模化发展,风电企业也逐渐形成规模,出现了同业竞争的格局。随着经济的发展,我国初步完善了一些风电产业发展的法规,实现了风电发展的产业化。我国风机设备容量逐步升级,从最初的国外引进到现在的规模化国产,初步形成了产业集群,风电产业成为替代能源主体的趋势日益显现。
然而,我国风电产业的发展很不平衡,核心技术还不具备优势,还面临着许多产业发展方面的技术问题,比如风力发电机组控制技术、兆瓦级风力发电机组等面临技术瓶颈;在风电发展规划方面,缺乏科学有效的衔接,风能产业体系有待建立和完善,电网规划建设与风电发展规模不配套,国内的智能电网建设尚处于起步阶段,风能产业的并网问题亟待解决;风电发展规划的综合协调方面存在不足;风电场区域布局规划不合理。
总而言之,我国的风电发展在产业布局、政策法规、标准体系、技术创新、发展规划等方面仍然存在着很多问题和不足,有待进一步改进和提高。
针对上述问题,为了促进风电产业的科学发展,需要尽快出台科学的风电发展指导性政策,抓紧制订风能等清洁能源的上网电价和销售电价,采取优惠税率或其他财税政策鼓励风电制造企业加强关键核心技术研发,出台补偿机制,制订明确的风电上网技术规范,完善能源发展规划,确定合理的风电份额,加快研发核心技术,加强电网配套,促进智能电网发展。
尽管存在诸多问题,但由于风能产业存在巨大潜力,预计在未来五年风能产业的发展中,风电的装机容量将突破1亿千瓦。
“十二五”规划对未来以核能、风能、太阳能等为代表的新能源产业做出了全面布局。作为新能源的重要组成部分,风能产业在未来五年内发展潜力巨大;未来10年,我国风电装机容量将达到目前风电装机容量的10倍左右;风能行业将成为投资热门和产业发展趋势。
参考文献:
[1]能源危机[DB/OL].http://baike.baidu.com/view/25178.htm.
[2]“十二五”规划纲要[DB/OL].http://baike.baidu.com/view/4558628.htm.
(责任编辑:沈清)
关键词:新能源;风能;风力发电
作者简介:王英武(1970-),男,山东烟台人,华北电力大学工商管理学院硕士研究生,(北京 102206)山东电力集团公司烟台供电公司,高级工程师;孙祝寿(1973-),男,山东烟台人,山东电力集团公司烟台供电公司,工程师。(山东 烟台 264001)
中图分类号:TK8 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)09-0081-02
一、我国能源利用的现状
从国家层面来讲,中国节能减排目标承诺:到2020年,中国非化石能源占一次能源比重将达到15%。考虑到中国发展速度对能源的迫切需求,从目前的非化石能源占一次能源比重的8.3%到承诺的15%是有一定难度的。水电、核电自然是被摆在了主角的位置上,但这台大戏光靠主角是唱不下来的,煤电作为化石能源消耗大户,也必须唱好自己的戏份;燃煤不是煤电的专利,燃油、燃气更不是煤电发展的方向,只有掺烧新能源,用新能源替代化石能源,此消彼长,才是达到所承诺目标的有效途径。
从经济层面上来讲,市场煤、计划电、计划热限制了煤电的盈利空间,煤炭行业整合会逐步推高煤炭价格,煤电行业的盈利和发展也成了一个不容忽视的问题。煤电需要掺烧新能源才能盈利,而且掺烧所需要的技术改造成本远远低于建设新机组所需成本。
目前,能源危机就在眼前。专家预测,以目前的开采速度,石油储量将于2050年枯竭,煤炭储量也仅够开采150年。从这个角度讲,每个人都应从自身做起,用可再生能源替代化石能源,这也是造福子孙的功德事业。
二、新能源发展的背景
经济发展过程中,我国作为世界上人口最多的发展中国家,能源消耗量不断增加,传统化石能源无以为继,面临的能源开发利用的资源约束越来越多,环境压力也越来越大。
如今,我国的基本国情是人口众多、生态环境承载能力弱、资源相对不足。传统能源利用导致的环境问题越来越严重,CO2的大量排放导致全球气候发生变化,使人类的健康和生存环境受到威胁。
因此,我国的能源工业作为关系国计民生的重要基础产业,要努力做到全面、协调、可持续发展,以符合科学发展观的要求。
面对新形势,新能源作为一种可再生、无污染的替代能源,将能促进经济的可持续发展,极大地缓解日趋增加的能源压力。
新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源形式,太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核能等刚开始开发、利用或正在被积极研究的能源都是新能源。对于可再生能源,可以在新技术基础上进行系统开发利用。
三、风能的应用
风是由太阳辐射热引起的,是地球上的一种自然现象,风在太阳辐射下流动就产生了风能。与其他能源相比,风能分布广泛、永不枯竭、蕴藏量大,对于远离主干电网的岛屿及交通不便的边远地区来说是尤为重要的。(如图1所示)
中国是世界上最早利用风能的国家之一,在公元前就开始了对风能的利用。公元前的中国人就能利用风力提水。宋代是中国应用风车的全盛时代,当时流行的垂直轴风车一直沿用至今。现在人们利用风能最常见的形式是风力发电。
我国的风力资源极为丰富,有的地区一年有三分之一以上的时间都有大风。特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿,风速很大,绝大多数地区的平均风速都在每秒三米以上。在这些地区发展风力发电大有可为。
风力发电的原理很简单,即:风力→风车叶片旋转→增速机加快旋转速度→发电机发电。
风力机和发电机是风力发电系统的主要组成部分。风力机依托变浆距调节技术,发电机依托变速恒频发电技术,是当今风力发电的核心技术,也是风力发电技术发展的趋势。
根据现有的风力发电技术,风速大于每秒四米以上即适宜发电,风力越大,经济效益也就越高,并且不必担心燃料的问题,也不会产生辐射或环境污染。风力是无污染、清洁和可再生的,能提供源源不绝、稳定的能源。
风力发电的运行方式有三种:风力发电并入常规电网运行,安装几十台甚至几百台风力发电机,这是风力发电的主要发展方向;独立运行方式,通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电能,利用蓄电池蓄能,以保证用户在无风时也能用电;风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合。(如图2所示)
四、风能应用的优势与不足
人们对于风能的利用也存在一些不足之处:风速不稳定,产生的能量大小不稳定;风能利用有地理位置的局限性;风能的转换效率低;风能是新型能源,相应的使用设备开发得不是很成熟。
风能的优势体现在:风能是洁净的能量来源;风能设施日趋进步,生产成本大大降低,在适当地点,风力发电成本已低于发电机成本;风能设施多为不立体化设施,可保护陆地和生态;风能是可再生能源,清洁、环保。
风能的不足之处表现在以下几个方面。
(1)风力发电不够经济,在一些地区表现的比较明显。有的地方风力时大时小,有间歇性。例如在台湾,风力较小的时期正是电力需求旺盛的白天、夏季。
(2)为了使风力发电能产生比较多的能源,需要兴建大量的风力发电场。在利用风能进行发电的同时,风力发电机发出的巨大噪音也是亟待解决的一个问题,因此,建设风力发电场需要有足够大的、空旷的地方。
(3)风力发电过程有可能干扰鸟类生活,进而破坏生态环境。例如风车出现之后,美国堪萨斯州的松鸡已基本消失了。目前,人们采取离岸发电的方法来解决这个问题,但如此一来,发电成本较高又成了一个难题。
(4)现在的风力发电技术还未成熟,还有相当大的发展空间。
五、世界各国促进风能发展的措施
数千年以来,各国对风能的应用还停留在较低水平,风电技术长期以来发展缓慢。
1973年的石油危机使人们意识到开发新能源的重要性,在常规能源告急和生态环境恶化的双重压力下,人们逐渐开始了对作为新能源的风能的研究。
自19世纪80年代开始,风力发电日益受到欧美各国的重视。目前全球的风电发电量正以每年30%的速度快速成长。
1974年,美国推行联邦风能计划,主要包括:对风能利用过程中可能会产生的社会和环境问题进行研究;对风能资源进行重新评估;降低造价并改进风力机性能;为电力公司及工业用户开发系列兆瓦级风力发电机组;针对农业等用户开发小于100千瓦的风力机。目前,美国是世界上风力机装机容量(超过2×104兆瓦)最多的国家,而且还在以每年10%的速度高速发展。
世界各国发展风力发电的政策主要有以下两种。
(1)固定电量系统,即由政府规定再生能源的发电量,由市场决定价格,因此该系统也被称为再生能源配比系统。采用的方式主要有两种:1)竞比系统,应用该系统的国家有英国、法国、爱尔兰等;2)可交易绿色凭证系统,应用该系统的国家有英国、意大利、日本、瑞典、比利时等。
(2)固定电价系统,即由政府确定再生能源优惠收购电价,由市场决定数量。主要有以下几种方式:固定收购价格;设备补助;(在风力发电发展初期采取设备补助的方式)税赋抵减;固定补贴价格。
以上两种措施是为了形成市场保护,通过政府的引导让再生能源在电力市场上产生更多的投资效益,确保再生能源能在自由市场中与传统能源竞争,最终目的是降低成本、提升技术水平和推广新能源技术。
风能作为一种无污染、可再生的新能源,有着巨大的发展潜力,在当今世界各国受到了普遍重视,风力发电在世界上形成了一股热潮。
六、我国风电产业发展的现状与潜力
我国有着丰富的风能资源,在风电产业发展方面取得了一些成就。早在1986年4月,我国第一座装机容量为105千瓦的风电场就在山东荣成并网发电了。进入新世纪以来,我国风力发电得到了快速发展:龙源集团总装机容量为20.06万千瓦的吉林通榆风电特许权项目在2006年4月正式开工建设;预计2010年底全国风电装机容量将突破3500万千瓦。
风电取得了规模化发展,风电企业也逐渐形成规模,出现了同业竞争的格局。随着经济的发展,我国初步完善了一些风电产业发展的法规,实现了风电发展的产业化。我国风机设备容量逐步升级,从最初的国外引进到现在的规模化国产,初步形成了产业集群,风电产业成为替代能源主体的趋势日益显现。
然而,我国风电产业的发展很不平衡,核心技术还不具备优势,还面临着许多产业发展方面的技术问题,比如风力发电机组控制技术、兆瓦级风力发电机组等面临技术瓶颈;在风电发展规划方面,缺乏科学有效的衔接,风能产业体系有待建立和完善,电网规划建设与风电发展规模不配套,国内的智能电网建设尚处于起步阶段,风能产业的并网问题亟待解决;风电发展规划的综合协调方面存在不足;风电场区域布局规划不合理。
总而言之,我国的风电发展在产业布局、政策法规、标准体系、技术创新、发展规划等方面仍然存在着很多问题和不足,有待进一步改进和提高。
针对上述问题,为了促进风电产业的科学发展,需要尽快出台科学的风电发展指导性政策,抓紧制订风能等清洁能源的上网电价和销售电价,采取优惠税率或其他财税政策鼓励风电制造企业加强关键核心技术研发,出台补偿机制,制订明确的风电上网技术规范,完善能源发展规划,确定合理的风电份额,加快研发核心技术,加强电网配套,促进智能电网发展。
尽管存在诸多问题,但由于风能产业存在巨大潜力,预计在未来五年风能产业的发展中,风电的装机容量将突破1亿千瓦。
“十二五”规划对未来以核能、风能、太阳能等为代表的新能源产业做出了全面布局。作为新能源的重要组成部分,风能产业在未来五年内发展潜力巨大;未来10年,我国风电装机容量将达到目前风电装机容量的10倍左右;风能行业将成为投资热门和产业发展趋势。
参考文献:
[1]能源危机[DB/OL].http://baike.baidu.com/view/25178.htm.
[2]“十二五”规划纲要[DB/OL].http://baike.baidu.com/view/4558628.htm.
(责任编辑:沈清)