風電“領跑”新能源
發稿時間:2011-07-31 00:00:00
一、風能“點風成金”
風是地球上的一種自然現象,它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到地球表麵,地球表麵各處受熱不同,產(chan) 生溫差,從(cong) 而引起大氣的對流運動形成風。風能是指地球表麵大量空氣流動所產(chan) 生的動能。由於(yu) 地麵各處受太陽輻照後氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同,因而引起各地氣壓的差異,在水平方向高壓空氣向低壓地區流動,即形成風。風能資源決(jue) 定於(yu) 風能密度和可利用的風能年累積小時數。風能密度是單位迎風麵積可獲得的風的功率,與(yu) 風速的三次方和空氣密度成正比關(guan) 係。風能屬於(yu) 一種非耗減性的自然資源,分布廣泛,資源總儲(chu) 量大,利用過程不排放對環境有害的物質,其取之不盡、用之不竭、不汙染環境、不破壞生態的特點決(jue) 定了在保證未來人類社會(hui) 永續發展中必然扮演重要角色。利用潔淨的能源(可再生能源)是人類社會(hui) 文明進步的表現、是科學技術的發展、是環保理念的體(ti) 現。潔淨能源包括太陽能、風能、潮汐能、生物能等,這都是可再生取之不盡的能源。特別是風能技術最為(wei) 成熟,經濟可行性較高,是一種較理想的發展能源。地球上的風能資源非常豐(feng) 富,開發潛力巨大。世界氣象組織預計全球風能總資源量約53萬(wan) 億(yi) 千瓦時,約是水力資源的10倍,相當於(yu) 1.08萬(wan) 億(yi) 噸標準煤產(chan) 生的能量,約是全世界目前能源消費量的100倍,目前已開發的風能僅(jin) 占全球風能資源微不足道的一小部分。隨著全球氣候變暖和能源危機,各國都在加緊對風力的開發和利用,盡量減少二氧化碳等溫室氣體(ti) 的排放,保護我們(men) 賴以生存的地球。美國總統奧巴馬在其就職演講中提到:“我們(men) 將利用太陽、風和土壤來為(wei) 我們(men) 的汽車和工廠提供能源。”美國是世界上最大的能源消耗國和總體(ti) 科技實力最強的國家,新任總統如此表態,無疑將對風能技術的研發和應用產(chan) 生重要影響。在大力支持新能源發展的歐盟,風能開發居所有可再生能源開發之首。僅(jin) 2007年,歐盟成員國總體(ti) 風力發電能力就增加了850萬(wan) 千瓦,達到近5700萬(wan) 千瓦,占到歐盟電力供應的近4%。在歐盟成員國中,風能發展最為(wei) 迅速的是丹麥、德國和西班牙,其次是法國、英國和意大利。風能已經成為(wei) 很多國家的主流電力來源,目前,全球已有75個(ge) 國家在利用風能……“有意思的是,絕大部分的風能產(chan) 業(ye) 增長發生在工業(ye) 化國家以外,”全球風能理事會(hui) 主席KlausRave說。“2030年之前,我們(men) 預期全球一半以上的風電場會(hui) 建立在發展中國家和新興(xing) 經濟體(ti) 內(nei) 。”風能將成為(wei) 世界新能源格局中的重要力量。
我國風能資源豐(feng) 富,潛力巨大。按照國家發改委《全國風能資源評價(jia) 技術規定》估算,我國陸地上離地麵10米高度處的風能資源理論儲(chu) 量約為(wei) 43億(yi) 千瓦,技術可開發量約為(wei) 3.8億(yi) 千瓦。中科院地理所估算我國近海10公裏範圍內(nei) 10米高的風能資源超過19億(yi) 千瓦。據氣象局測風專(zhuan) 家預測,我國陸地可開發和利用的風能資源容量約6-8億(yi) 千瓦,近海可開發利用的風能資源容量約1-1.5億(yi) 千瓦,共計8億(yi) 千瓦左右。
風能的利用主要是以風能作動力和風力發電兩(liang) 種形式。以風能作動力,就是利用風來直接帶動各種機械裝置,如帶動水泵提水等。風力發電,就是把風的動能轉變為(wei) 機械能,再把機械能轉化為(wei) 電能。通過風力的清潔和安全發電方式,不消耗化石燃料以及用於(yu) 冷卻的珍貴淡水資源,並且不排放溫室氣體(ti) 或有害的空氣汙染物,可以貢獻清潔和安全的電力。國際風能理事會(hui) 2009年12月14日在哥本哈根氣候變化大會(hui) 上表示,風力發電對於(yu) 實現碳減排潛力巨大,發達國家當前減排承諾的相當大一部分單靠風能發電就能夠實現。據該理事會(hui) 測算,到2020年全球風力發電規模將達到2600萬(wan) 億(yi) 瓦時(TWh),相當於(yu) 減排15億(yi) 噸二氧化碳。按照發達國家目前提出的減排指標,僅(jin) 相當於(yu) 2020年在1990年基礎上減排13%到20%。風能單一行業(ye) 的減排就相當於(yu) 發達國家承諾總體(ti) 減排量的42%到65%。原國家發展改革委副主任、國家能源局局長張國寶曾指出:“發展風能、太陽能、核電等清潔能源和新能源,將成為(wei) 下一輪經濟發展新的增長點,是能源結構調整的主攻方向,也是應對全球氣候變化、確保能源安全的重大舉(ju) 措。”
二、風力發電“風生水起”
風力發電是新能源的主力軍(jun) ,風電行業(ye) 風生水起。隨著國際上風電技術和裝備水平的快速發展,風力發電已經成為(wei) 目前技術最為(wei) 成熟、最具規模化開發條件和商業(ye) 化發展前景的新能源技術。目前,風電在全球100多個(ge) 國家和地區都有應用,在電力供應中占有很高的比例,例如丹麥的風電已超過整個(ge) 電力供應的20%,西班牙達到了14.3%。未來各國風電發展目標更加宏偉(wei) ,丹麥計劃2025年風電占到整個(ge) 電力的50%,美國提出了2030年風電占整個(ge) 電力的20%目標,歐盟2020年20%可再生能源電力的目標中將有一半來自風電。
德意誌銀行最新發布的研究報告預計,全球風電發展正在進入一個(ge) 迅速擴張的階段,風能產(chan) 業(ye) 將保持每年20%的增速,到2015年時,該行業(ye) 總產(chan) 值將增至目前水平的5倍。從(cong) 目前的技術成熟度和經濟可行性來看,風能最具競爭(zheng) 力。從(cong) 中期來看,全球風能產(chan) 業(ye) 的前景相當樂(le) 觀,各國政府不斷出台的可再生能源鼓勵政策,將為(wei) 該產(chan) 業(ye) 未來幾年的迅速發展提供巨大動力。全球風能理事會(hui) (GWEC)和環境組織綠色和平(Greenpeace)2010年10月12日在北京公布了《全球風能展望2010》報告,報告指出,風能到2020年可滿足全球12%的電力需求,在2030年更可達至22%。風電能夠在減少主要溫室氣體(ti) 排放的同時,滿足全球日漸增長的能源需求。報告預期全球的風電裝機容量到2020年可達10億(yi) 千瓦,每年可減少15億(yi) 噸的二氧化碳排放,這相當於(yu) “哥本哈根協議”中發達國家所作的2020年減排承諾的50%-75%。而到2030年,全球預期將有23億(yi) 千瓦的風電裝機容量,總計可減少340億(yi) 噸的碳排放。
我國風電自20世紀90年代開始起步。1986年4月,我國山東(dong) 榮成建成了第一個(ge) 風電場,安裝了3台55kW風電機組。自此之後,全國各地陸續建設了一批風電場。2000年以來,特別是可再生能源法實施以來,我國風電產(chan) 業(ye) 率先加速發展,目前已經開始規模化發展,具有了初步的產(chan) 業(ye) 體(ti) 係輪廓,表現出了競爭(zheng) 力不斷增強的可喜發展勢頭,進入快速規模化發展階段。“十一五”期間是中國風電發展的高速增長期,也被人形容為(wei) “風馳電掣”的五年。從(cong) 2005年開始,國內(nei) 的風機總裝容量連續五年每年都翻番。截至2010年底,我國新增風電裝機1600萬(wan) 千瓦,累計裝機容量達到4182.7萬(wan) 千瓦,“雙居”世界第一。據國家能源局發布的消息稱,截至2011年3月中旬,我國風電裝機累計容量已經達4450萬(wan) 千瓦。目前,甘肅酒泉、蒙東(dong) 、蒙西、東(dong) 北、河北、新疆、江蘇、山東(dong) 等多個(ge) 千萬(wan) 千瓦風電基地正有序推進,蒙西和甘肅酒泉風電基地裝機均超過500萬(wan) 千瓦,河北、吉林等多個(ge) 地區裝機超過250萬(wan) 千瓦。上海世博會(hui) 期間,上海東(dong) 海大橋10萬(wan) 千瓦海上風電場並網發電,成為(wei) 除歐洲之外世界上第一座海上風電場。隨後,總規模100萬(wan) 千瓦的海上風電特許權項目也在江蘇啟動。2010年,風電發電量達到450億(yi) 千瓦時,比上年增長63%。風電的發展,為(wei) 中國政府減排工作打下了基礎。2009年12月的哥本哈根世界氣候大會(hui) 上,我國做出承諾,到2020年中國單位國內(nei) 生產(chan) 總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。要完成這個(ge) 減排指標,除了對現有產(chan) 業(ye) 進行升級改造,主要靠發展和利用清潔能源來實現。積極促進風電的開發利用,是優(you) 化能源結構,保障能源安全,緩解能源利用造成的環境汙染,促進能源與(yu) 經濟、能源與(yu) 環境協調發展的重要的選擇,是建設資源節約型、環境友好型社會(hui) 和實現可持續發展的重要途徑。
在巨大市場需求的推動下,我國風電裝備製造業(ye) 已經成為(wei) 具有國際競爭(zheng) 力的優(you) 勢產(chan) 業(ye) 之一,部分風電機組製造企業(ye) 進入全球前十強,國內(nei) 製造商已經占據中國市場份額的85%以上,並開始出口海外。據全球權威風電業(ye) 谘詢機構BTM發布的2010年度《世界風能發展》報告顯示,依據2010年新增裝機容量和市場占有率等數據統計,中國的華銳風電以4386兆瓦新增裝機量和11.1%市場份額超過GE,位居全球第二,與(yu) 排名世界第一的丹麥維斯塔斯(Vestas)的14.8%相差無多。之前,華銳風電在2009年的排名是全球第三,2008年是第七。而龍源電力依據累計裝機容量6969兆瓦成為(wei) 排名在西班牙Iberdrola、美國NextEra之後世界第三大風電運營商,其占全球前15家風電運營商總裝機量的10.4%。我國風電裝備製造企業(ye) 的技術創新能力也不斷增強,初步實現了大功率風電機組技術從(cong) 引進消化、聯合設計到自主設計的轉化。我國企業(ye) 在機組適應我國特殊環境和風況條件方麵進行的大量創新,以及我國企業(ye) 自主設計和開發的多兆瓦級風電機組下線和運行,都充分證明我國的風電技術已達到國際先進水平。市場規模的迅速擴大和技術創新能力的快速提升也促進了我國風電產(chan) 業(ye) 的全麵發展,一個(ge) 集原材料、零部件、整機和服務業(ye) 的完整產(chan) 業(ye) 體(ti) 係已初具輪廓。
同時,我國已形成了以《可再生能源法》為(wei) 核心的風電政策體(ti) 係,電價(jia) 更加合理、發展目標更加清晰、發電企業(ye) 與(yu) 電網的責任更加明確,為(wei) 風電發展提供了非常有利的政策環境。已經取得的成績證明,資源、產(chan) 業(ye) 以及政策完全可以支撐風電在我國節能減排中擔當重任。更長遠地看,這些有利條件還可能支撐風電逐步邁向我國主流電源行列。
根據2009年5月21日國家電網公司公布的智能電網計劃,到2020年,我國將全麵建成統一的“堅強智能電網”。相應的,隨著風電等間歇性能源規模不斷增大,電力係統對大規模儲(chu) 能技術的需要愈加迫切,將推動大規模儲(chu) 能技術加速成熟。同時,經過10年的努力,我國可以建立完備的風電產(chan) 業(ye) 化體(ti) 係。預計2020年之後風電將走上發展的快車道,到本世紀中葉成為(wei) 我國能源結構中的支柱能源之一。根據2010年12月21日中國電力企業(ye) 聯合會(hui) (簡稱中電聯)發布的《電力工業(ye) “十二五”規劃研究報告》,中國風電產(chan) 業(ye) 發展既符合國際社會(hui) 倡導的低碳產(chan) 業(ye) 發展的潮流,也符合中國節能減排和產(chan) 業(ye) 結構調整的方向,是國家支持的戰略性新型產(chan) 業(ye) 。2011年6月16日,國際環保組織綠色和平和中國資源綜合利用協會(hui) 可再生能源專(zhuan) 業(ye) 委員會(hui) 共同發布《風光無限——中國風電發展報告2011》。該報告指出,在中國政府更加成熟穩健的“十二五”可再生能源發展政策的強力支持下,中國仍將在未來幾年中領跑全球風電發展。
從(cong) 目前產(chan) 業(ye) 的實際發展形勢分析,我國的風電產(chan) 業(ye) 應該完全能夠滿足未來2030、2050年風電大規模發展的需要,風電產(chan) 業(ye) 應當不會(hui) 成為(wei) 未來風能資源開發的瓶頸性問題。風電作為(wei) 目前技術成熟、發展潛力較大的可再生能源技術,可以且應該在中國的長期能源和電力供應中發揮更大作用。從(cong) 當前國際能源技術發展的趨勢以及我國能源發展麵臨(lin) 的挑戰分析,還沒有任何一種能源技術不受資源稟賦、技術水平、產(chan) 業(ye) 基礎、環境保護等各種條件的限製,能全部解決(jue) 未來我們(men) 能源方麵的問題。然而,除水能之外的所有可再生能源,風能無疑是世界上公認的最接近商業(ye) 化的可再生能源技術之一——與(yu) 太陽能、生物質能相比,風能的產(chan) 業(ye) 化基礎最好,經濟性優(you) 勢最明顯,而且不存在生物質能所麵臨(lin) 的資源約束,另外也沒有任何大的環境影響。雖然風能的發展也仍舊麵臨(lin) 著很多技術性或非技術性的限製因素,但風能有理由成為(wei) 未來我國可持續能源產(chan) 業(ye) 中重要的組成部分,在可預見的時間內(nei) (2030-2050年),風能都將是我國最有可能大規模發展的能源資源之一。
三、海上風電“揚帆起航”
隨著風力發電的迅速發展,地麵風力發電需要占用土地,影響自然景觀,對周圍居民生活帶來不便等負麵影響也逐漸顯露出來。海洋風能豐(feng) 富且十分穩定,風速高且容易預測,發電量比陸地高出20%—40%。隨著陸上風能的開發,土地資源日益緊張,陸地上的風機總數已經趨於(yu) 飽和,海上風電將成為(wei) 未來發展的重點。風電是世界範圍內(nei) 發展速度最快的新能源,海上風電則代表了當今風電技術的最高水平,要求設備高可靠、易安裝、易維護,市場規模極大,風險也極高,備受各國關(guan) 注,正在掀起投資熱潮。海上風電日益成為(wei) 全球風電技術發展和產(chan) 業(ye) 競爭(zheng) 的前沿,是“方向中的方向”。海上風電是全球風電發展的最新前沿。對於(yu) 海上風電發展的戰略地位,國家能源局副局長劉琦一語中的,“海上風電代表了國際前沿的風電發展水平,能否在全球具備產(chan) 業(ye) 競爭(zheng) 力,就要看一個(ge) 國家或一個(ge) 企業(ye) ,在海上風電領域能否走在前列。”
近幾年,全球風電行業(ye) 發展逐漸從(cong) 陸上擴展到了海上。2009年間,全球近海風電新增機組共199台,裝機容量577MW,分布在丹麥、德國、挪威、瑞典和英國,總裝機容量為(wei) 2056MW。
據統計,2010年歐盟新增海上風電裝機約90萬(wan) 千瓦,到2010年底,歐盟海上風電累計裝機容量已達到約300萬(wan) 千瓦,在建和已獲得許可的建設規模超過2000萬(wan) 千瓦。目前,英國是海上風電開發最多的國家,2009年實現新增裝機容量30.6萬(wan) 千瓦,累計裝機容量89.4萬(wan) 千瓦,2010年英國海上風電裝機突破100萬(wan) 千瓦。愛爾蘭(lan) 、荷蘭(lan) 、瑞典、德國、比利時和芬蘭(lan) 等國家,都在積極開發海上風電,這些國家已經達成合作框架,準備在該地區建設互相連接的海底輸電網絡,把海上風電輸送到該區域的大電網係統。歐盟已製定了海上風電發展規劃,提出到2020年達到4000萬(wan) 千瓦、到2030年達到1.5億(yi) 千瓦的發展目標。美國也在積極開發建設海上風電,2010年批準在馬薩諸塞州、1建設百萬(wan) 千瓦級海上風電項目。2011年4月,美國能源部和內(nei) 政部共同發布了《國家海上風電戰略:創建美國海上風電產(chan) 業(ye) 》,該計劃提出,到2020年,美國海上風電裝機將達1000萬(wan) 千瓦,到2030年達到5400萬(wan) 千瓦。
我國大陸海岸線長18000千米,可利用海域麵積300多萬(wan) 平方千米,海上風能資源十分豐(feng) 富。據數據,在我國5至25米水深的海域內(nei) ,50米高度範圍內(nei) 風電可裝機容量約為(wei) 2億(yi) 千瓦;而5到50米水深、70米高度的可裝機容量約為(wei) 5億(yi) 千瓦。我國海上風能的量值是陸上風能的3倍,具有廣闊的開發應用前景。我國在推進陸上風電快速發展的同時,也在海上風電方麵積極開展了工作。2008年,我國在上海東(dong) 海大橋海域開始建設首座海上風電場,項目全部采用國產(chan) 3兆瓦風電機組,並於(yu) 2010年6月世博會(hui) 期間,全部並網發電。這是在歐洲之外唯一建成投產(chan) 的海上風電場。2010年,國家能源局在江蘇省組織了4個(ge) 海上風電特許權項目招標,共計100萬(wan) 千瓦。招標采取打捆方式,投資企業(ye) 牽頭,與(yu) 風電機組製造企業(ye) 、施工企業(ye) 組成聯合體(ti) 投標,最高的中標電價(jia) 為(wei) 每千瓦時0.73元,這表明海上風電已有良好的經濟性,規模化開發海上風電已基本具備條件。此外,我國已初步具備了海上風電設計、施工及設備製造的能力,開發建設了一批海上風電示範項目,華銳、金風、上海電氣等8家廠共54台機組有海上風電運行業(ye) 績,為(wei) 今後大規模發展海上風電積累了經驗,培養(yang) 了一支專(zhuan) 業(ye) 隊伍,如中交第三航務局、南通海洋水建等10多家介入海上風電施工的企業(ye) ,為(wei) 開發建設海上風力發電打下了較為(wei) 堅實的基礎。2011年5月18日,首台6兆瓦大型海上風電機組在江蘇鹽城綜合產(chan) 業(ye) 基地正式出產(chan) ,這是中國單機容量最大,也是第一台自主研發、擁有完全自主知識產(chan) 權、全球技術領先的電網友好型風電機組。2011年下半年,國家能源局將啟動第二批海上風電特許權項目的招標準備工作,預計2012年上半年完成招標,總建設規模將在150萬(wan) 到200萬(wan) 千瓦。目前,上海、江蘇、山東(dong) 等地區已經完成了海上風電工程規劃,進行了技術審查,正在分別征求有關(guan) 部門的意見。河北、浙江、廣東(dong) 、大連、廣西、海南、福建等沿海地區都已開展了海上風電規劃編製工作。
國家能源局副局長劉琦指出,“十二五”期間,“穩妥、積極”是我國推進海上風電開發的基本思路。我國將推動海上風電技術進步,在機組製造、工程設計、施工安裝、運行維護全產(chan) 業(ye) 鏈培育海上風電工程技術能力,努力提高海上風電產(chan) 業(ye) 整體(ti) 競爭(zheng) 力。具體(ti) 來說,一是要加強海上風電資源測評和開發規劃工作,為(wei) 海上風電全麵持續開發打好堅實基礎;二是要紮實做好海上風電項目建設前期工作,深入開展技術研究和工程準備;三是要采取招標競爭(zheng) 與(yu) 新技術示範相結合的方式推動海上風電建設,同步提高海上風電的經濟性和技術水平;四是要進一步完善技術標準和服務體(ti) 係,確保海上風電設備和施工質量及安全可靠運行,提高設備可靠性、穩定性和可用率;五是要建立和完善海上風電產(chan) 業(ye) 鏈,打造具有較強國際競爭(zheng) 力的完整海上風電產(chan) 業(ye) 體(ti) 係;六要建立合作協調的管理工作機製,為(wei) 海上風電項目建設創造良好的環境。劉琦強調,發展海上風電是加快發展戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 的迫切需要,是實現國家可再生能源發展目標的重大措施。各有關(guan) 部門和有關(guan) 方麵都要從(cong) 國家戰略的高度,充分認識發展海上風電的重要性和緊迫性,加快海上風電技術研究和產(chan) 業(ye) 化,積極穩妥推進示範項目建設,建立技術先進和配套齊全的海上風電產(chan) 業(ye) 體(ti) 係,實現海上風電大規模發展。
2011年7月6日,國家能源局與(yu) 國家海洋局聯合聯合下發了《海上風電開發建設管理暫行辦法實施細則》(以下簡稱《細則》)。該細則的出台,旨在進一步完善海上風電建設管理程序,促進海上風電健康有序發展。海上風電是風電發展的重要領域,也是近年來新興(xing) 的海上開發利用產(chan) 業(ye) 。為(wei) 規範海上風電項目開發建設管理,國家海洋局和國家能源局在2010年1月聯合下發《海上風電開發建設管理暫行辦法》,就海上風電開發建設中海域使用和海洋環境保護管理要求作出原則規定。2010年以來,海上風電項目不斷增多,而且大都選擇在近海海域和潮間帶布局風電場,且單個(ge) 風電場規劃麵積普遍較大,使我國海域開發利用麵臨(lin) 的行業(ye) 用海矛盾更加突出,海洋主管部門綜合協調海洋開發利用的任務和壓力加大,開發企業(ye) 也麵臨(lin) 更大的投資風險。該細則以《海上風電開發建設管理暫行辦法》為(wei) 依據,重點明確了海上風電規劃和項目建設的具體(ti) 程序和管理要求,力求使各級相關(guan) 管理部門和企業(ye) 在項目開發建設過程中,在管理職責、要求和工作程序上更為(wei) 清晰,推動海上風電行業(ye) 健康有序發展。
據悉,正在製定的“十二五”能源規劃和可再生能源規劃中,我國海上風電的發展目標是:2015年建成500萬(wan) 千瓦,形成海上風電的成套技術並建立完整產(chan) 業(ye) 鏈;2015年後,我國海上風電進入規模化發展階段,達到國際先進技術水平,到2020年建成海上風電3000萬(wan) 千瓦。
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