關(guān)于風(fēng)力發(fā)電項目的問題與對策
【摘 要】在能源日益緊缺的世界,風(fēng)能是取之不盡用之不竭的綠色環(huán)保的清潔能源。基于此,文章在分析國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀及存在問題的基礎(chǔ)上,對比得出中國在這一行業(yè)中的優(yōu)缺點(diǎn)及解決方案。
【關(guān)鍵詞】中國;風(fēng)力發(fā)電;現(xiàn)狀;問題;對策
我國目前正處在工業(yè)化的重要階段,高耗能產(chǎn)業(yè)占比重大,隨著我國經(jīng)濟(jì)增長速度進(jìn)一步加快,高耗能、高污染的粗放型增長方式也面臨巨大挑戰(zhàn),煤電油供求失衡,能源短缺形勢嚴(yán)峻,已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素,又加之環(huán)境保護(hù)形勢嚴(yán)峻,節(jié)能減排任務(wù)艱巨,所以,大力發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè),能緩解能源不足和減少環(huán)境污染的問題。
西北地區(qū)是中國風(fēng)能資源十分豐富的地區(qū),開發(fā)利用潛力巨大,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有一定的基礎(chǔ)。目前,西北千萬千瓦級的風(fēng)電基地正在規(guī)劃和籌備之中,風(fēng)電行業(yè)步入快速發(fā)展的重要時期。分析西北地區(qū)風(fēng)能分布和風(fēng)能開發(fā)利用的基礎(chǔ)上,對風(fēng)力發(fā)電的存在問題及對策展開分析研究,旨在為我國西北地區(qū)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論支持。
一、中國風(fēng)力發(fā)電的歷史及條件
(一)中國風(fēng)力發(fā)電的歷史發(fā)展
總體講,我國風(fēng)力發(fā)電從20世紀(jì)80年代開始真正起步,20世紀(jì)80年代中期以后,我國先后從丹麥、比利時、瑞典、美國、德國引進(jìn)一批中、大型風(fēng)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)電場。(詳見表1)
(二)中國風(fēng)力發(fā)電的條件
1、中國風(fēng)能資源豐富
根據(jù)我國900多個氣象站陸地上離地10m高度資料進(jìn)行估算,全國平均風(fēng)功率密度為100W/m2,風(fēng)能資源總儲量為3226GW,可開發(fā)和利用的陸地上風(fēng)能儲量為600GW,海上可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲量為800GW,共計約1400GW。50m或更高處可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量為 2000GW。
2、西部地區(qū)條件
(1)地理條件:西部地區(qū)風(fēng)能儲備豐富,且地勢平坦廣闊,適合建大型風(fēng)電場。
(2)電網(wǎng)條件:一方面,東南沿海地區(qū)已有較強(qiáng)的高壓輸電網(wǎng),因此,風(fēng)電機(jī)組在并網(wǎng)上不會有很多技術(shù)問題;另一方面,西部地區(qū)雖然目前電網(wǎng)較弱,但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電網(wǎng)將不斷延伸和增強(qiáng)。
二、風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀
(一)中國風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀
1、中國風(fēng)能資源儲備現(xiàn)狀
中國氣象局風(fēng)能太陽能資源評中心最近采用數(shù)值模擬方法得到結(jié)果:全國陸上50m高度風(fēng)功密度達(dá)到300W/m2的面積約54萬,按每平方公里裝機(jī)5MW作為術(shù)可開發(fā)量估計,技術(shù)可開發(fā)量為26.8億kW;在離岸20km的海范圍內(nèi),技術(shù)可開發(fā)面積約為3.7km2,離海面50m高度層風(fēng)能資技術(shù)可開發(fā)量為1.8億kW;我國能資源總的技術(shù)可開發(fā)量為28.6W,陸地大于近海。考慮到實際可利用的土地面積因素,初步估計:可利用的陸地風(fēng)能儲量約800GW(8億kW),近可利用的風(fēng)能儲量有150GW(1.5W),共計約950 GW(9.5億kW)。果陸上風(fēng)電年上網(wǎng)電量按等效滿2000h計,則每年可提供1.6萬kW?h的電量,近海風(fēng)電年上網(wǎng)電按等效滿負(fù)荷2500h計,每年可3750億kW?h的電量。陸上和近合計約2萬億kW?h的電量,相當(dāng)2004年全國用電量。中國的風(fēng)能資源主要分布在三北地區(qū)和東南沿海及島嶼地區(qū)。
2、中國風(fēng)電設(shè)備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
截至2010年12月31日,中國風(fēng)電集團(tuán)有限公司旗下的風(fēng)力發(fā)電廠裝機(jī)容量已突破1000MW。截至2010年12月31日,中國風(fēng)電已建成投產(chǎn)發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電廠達(dá)21家。從技術(shù)發(fā)展來說,我國風(fēng)電企業(yè)通過“引進(jìn)技術(shù)―消化吸收―自主創(chuàng)新”的策略也日益發(fā)展成熟。國內(nèi)隨著5WM容量等級風(fēng)電產(chǎn)品的相繼下線,以及兆瓦級機(jī)組的普及,標(biāo)志我國已具備兆瓦級風(fēng)機(jī)的自主研發(fā)能力。同時,我國風(fēng)電裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度進(jìn)一步提高,國產(chǎn)機(jī)組的國內(nèi)市場份額逐年提高。
3、國家政策支持現(xiàn)狀
(1)國家法律:有《可再生能源法》、《可再生能源發(fā)電價格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》,以及《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄》等一系列扶持風(fēng)電發(fā)展的法律、法規(guī)和政策。隨著《中華人民共和國可再生能源法》的貫徹實施及其配套法規(guī)的完善和執(zhí)行,以及采用固定上網(wǎng)電價等措施的出臺,必將對包括風(fēng)能在內(nèi)的可再生能源的發(fā)展起到更加有力的推動作用。
(2)風(fēng)電特許權(quán)項目:國家發(fā)改委已經(jīng)進(jìn)行了五期風(fēng)電特許權(quán)示范項目,且已經(jīng)要求各省政府在今后五年內(nèi)提出另外20個風(fēng)電特許權(quán)項目建議,每個項目規(guī)模為10萬kW到30萬kW,并且在河北建立首個百萬kW級風(fēng)電基地,還提出了打造西部“陸上三峽”的規(guī)劃。
4、電力需求狀況
2007年中國政府公布的可再生中期發(fā)展規(guī)劃首次明確強(qiáng)制性市場份額的數(shù)量目標(biāo),對可再生能源發(fā)電規(guī)定強(qiáng)制性份額目標(biāo):到2010年和2020年電網(wǎng)覆蓋地區(qū)非水電可再生能源發(fā)電在電網(wǎng)總發(fā)電量中的比例占到1%和3%以上;權(quán)益發(fā)電裝容量超過500萬kW的投資者,有的非水電可再生能源發(fā)電權(quán)機(jī)總?cè)萘繎?yīng)分別達(dá)到其權(quán)益發(fā)機(jī)總?cè)萘康?%和8%以上。全國電力發(fā)展設(shè)想:2010國電力總裝機(jī)容量9億kW(權(quán)量超過500萬kW的占8億kW),4.5萬億k W?h。2020年全國電裝機(jī)容量15億kW(權(quán)益容量超過萬kW的占12億kW),電量7.5kW?h。電力裝機(jī)權(quán)益容量超過5k W的投資者,非水電可再生的裝機(jī)容量:2010年達(dá)到3%2 400萬k W;2020年達(dá)到8%9 600萬kW。實際上生物質(zhì)能陽能發(fā)電的總量很小,需要風(fēng)到電量目標(biāo)。據(jù)有關(guān)單位的初步預(yù)測,2020年風(fēng)電裝容量將達(dá)到1.5億k2050年達(dá)到5億kW。2020年以后力發(fā)電將在能源供應(yīng)和減排溫體方面起顯著作用,屆時風(fēng)電將“十分接近”常規(guī)電源。2020年以前發(fā)展風(fēng)電的主要目的是盡育出本國的風(fēng)電設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)滿足風(fēng)電市場快速增長的需求。中國的風(fēng)電制造業(yè)發(fā)展迅速,目前1.5 MW以下的風(fēng)電機(jī)組已能大批量生產(chǎn),2 MW風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)小批量生產(chǎn)并成功運(yùn)行,3 MW機(jī)組已經(jīng)試運(yùn)行,5 MW大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正在開發(fā)之中,2010年后,中國進(jìn)入全球風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)大國的前列,為我國風(fēng)電場建設(shè)提供可的裝備支靠持。 (二)世界風(fēng)力發(fā)電的狀況
1、世界能源短缺
20世紀(jì)的兩次世界范圍內(nèi)的石油危機(jī),迫使人們尋求和發(fā)展可替代化石燃料的其它能源,世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也對能源供應(yīng)提出了穩(wěn)定持續(xù)增長的要求。能源需求和供應(yīng)將持續(xù)上升,未來50年化石燃料仍然占據(jù)重要位置:天然氣的份額明顯擴(kuò)大;石油和煤炭所占比例將逐漸下降;可再生能源在2030年后開始逐漸被大規(guī)模應(yīng)用,發(fā)展中國家未來能源需求可能增長迅速,特別是亞洲地區(qū)。
2、國際發(fā)展趨勢
2010年中國在裝機(jī)總量上已成為僅次于美國,超過德國的世界第二水平國家,中德兩國的總裝機(jī)容量都在26000 MW左右。美國和中國占了全球裝機(jī)容量的38.4%。位列前5位的國家裝機(jī)容量占全球總裝機(jī)容量的72.9%,分別是美國、中國、德國、西班牙和印度。
世界各國仍看好風(fēng)電未來的成本下降以及大規(guī)模應(yīng)用潛力。
三、中國風(fēng)力發(fā)電存在問題
(一)國內(nèi)面臨的技術(shù)問題
1、國內(nèi)風(fēng)電機(jī)組核心技術(shù)落后
我國尚未完全掌握風(fēng)電機(jī)組的核心設(shè)計及制造技術(shù)。在設(shè)計技術(shù)方面,我國不僅每年需支付大量的專利、生產(chǎn)許可及技術(shù)咨詢費(fèi)用,在一些具有自主研發(fā)能力的風(fēng)電企業(yè)中,其設(shè)計所需的應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)庫和源代碼都需要從國外購買。
2、國產(chǎn)風(fēng)電機(jī)組設(shè)備質(zhì)量及利用率有待提高
由于部分國產(chǎn)風(fēng)電機(jī)組設(shè)備質(zhì)量欠佳,造成風(fēng)電場可利用率不高。采用國產(chǎn)機(jī)組的風(fēng)電場,其機(jī)組可利用率明顯低于采用國際先進(jìn)品牌的機(jī)組,投入運(yùn)行的國產(chǎn)機(jī)組也曾多次出現(xiàn)大的質(zhì)量和技術(shù)故障,如輪轂裂紋、主軸問題、軸承問題、齒輪箱故障及電機(jī)故障等等。
(二)國內(nèi)地理環(huán)境限制
可利用的風(fēng)能分布不均,主要集中在內(nèi)蒙和新疆,內(nèi)陸中原地區(qū)可開發(fā)量有限,西北地區(qū)風(fēng)能儲備豐富,且地勢平坦廣闊,人口稀少,適合建大型風(fēng)電廠,是我國重點(diǎn)開發(fā)地區(qū)。
(三)國內(nèi)缺乏專業(yè)技術(shù)人才、管理人才
我國風(fēng)電行業(yè)的就業(yè)人數(shù)不足千人,工程技術(shù)人員不足百人,西北地區(qū)的風(fēng)電專業(yè)人才就更少了,而且大量流失到東部發(fā)達(dá)地區(qū)或國外。
(四)風(fēng)電制造企業(yè)之間競爭激烈
根據(jù)2009年10月底的統(tǒng)計,國內(nèi)風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)已經(jīng)超過82家。風(fēng)電整機(jī)產(chǎn)能的擴(kuò)大雖然緩解了近兩年中國風(fēng)電機(jī)組供不應(yīng)求的局面,但未來幾年,風(fēng)電設(shè)備需求會趨于穩(wěn)定或增速減緩,市場容量有限,即使風(fēng)電累計裝機(jī)容量2020年達(dá)到1.5億kW,平均每年也只需新增1200萬kW。
風(fēng)電整機(jī)制造業(yè)僅金風(fēng)、華銳和東汽三家領(lǐng)軍企業(yè)的年產(chǎn)量就已經(jīng)超600萬kW,上海電氣、湖南湘電、廣東明陽、江蘇新譽(yù)、浙江運(yùn)達(dá)、國電聯(lián)合動力及重慶海裝等8家的總生產(chǎn)能力也達(dá)到400萬kW,其余70多家要競爭余下的200萬kW。
四、中國風(fēng)力發(fā)電解決對策
(一)加強(qiáng)風(fēng)電設(shè)備的核心技術(shù)攻關(guān)
我國風(fēng)電裝備制造業(yè)必須增強(qiáng)技術(shù)上的自主創(chuàng)新,加強(qiáng)風(fēng)電核心技術(shù)攻關(guān),尤其是加強(qiáng)風(fēng)電關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)的攻關(guān)。國家在風(fēng)電研發(fā)問題上,應(yīng)投入更多資金去研發(fā)適合我國的風(fēng)電核心技術(shù),改進(jìn)當(dāng)前我國風(fēng)電機(jī)組設(shè)備質(zhì)量,派遣相關(guān)科研人才到國外實地考察或參加風(fēng)電交流進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù),并進(jìn)行大量實地試驗檢測,并不斷改進(jìn)技術(shù)。
(二)提高效率、提高可靠性和降低成本
現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展趨勢主要在于如何進(jìn)一步提高效率、提高可靠性和降低成本。
提高風(fēng)能利用率和發(fā)電效率的有效途徑是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不斷向大型化發(fā)展。同時,改進(jìn)當(dāng)前國產(chǎn)機(jī)組設(shè)備存在的質(zhì)量缺陷,提高電網(wǎng)接納風(fēng)電的能力,提高電網(wǎng)的調(diào)度能力和水平,來提高風(fēng)電控制水平和電源輸出的品質(zhì),以降低風(fēng)速不穩(wěn)定,產(chǎn)生能量大小不穩(wěn)定,設(shè)備質(zhì)量不穩(wěn)定;并且,通過增加單機(jī)容量,實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電裝置國產(chǎn)化,以降低風(fēng)力發(fā)電成本。
(三)廣泛培養(yǎng)風(fēng)力發(fā)電專業(yè)人才
我國人口眾多,有大量無業(yè)人員存在,國家可以成立專門機(jī)構(gòu)或在大學(xué)開設(shè)專業(yè)課程去培養(yǎng)一批人從事風(fēng)電行業(yè),既解決風(fēng)電行業(yè)人才缺失的尷尬,又促進(jìn)我國就業(yè)解決許多社會問題,其中畢業(yè)大學(xué)生是具有較高學(xué)識的年輕人群,國家未來建設(shè)要靠他們,應(yīng)給與足夠重視,著重培養(yǎng)。
(四)開拓國際市場
2010年,我國風(fēng)電設(shè)備的生產(chǎn)能力已超過2000萬kW,大大超過國內(nèi)市場需求,出路只能開拓國際市場。在攻克國內(nèi)風(fēng)電核心技術(shù)后,應(yīng)提升我國風(fēng)電行業(yè)競爭力,抓住機(jī)遇與國外企業(yè)競爭國際空白市場,例如向一些貧困落后的國家或地區(qū)銷售輸出我國國產(chǎn)風(fēng)電設(shè)備及技術(shù)。
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作者簡介:
周芳,48歲,蘭州商學(xué)院教師,副教授,學(xué)歷:本科,主要研究方向:企業(yè)管理與物流管理。