江蘇沿海地區地理環境優越,經濟資源豐富,具備良好的新能源開發條件,尤其是風能資源十分豐富,而且風能資源的開發利用也已列入國家“十一五”發展的規劃之中,這是江蘇沿海風電產業發展的重大歷史機遇,將十分有利于我省沿海地區打造新興的綠色產業基地,也必將對我省新時期的全面、協調、可持續發展做出重要貢獻。
一、江蘇沿海發展風能的特殊優勢
風能是目前最有開發利用前景和技術最為成熟的一種新能源和可再生能源。在風能資源豐富、經濟發展快、產業基礎好,但電力緊張、環境容量相對較小的江蘇地區,充分利用和發揮自身優勢,大力發展風電產業,對于解決我省資源與環境的雙重困局具有十分重要的意義。
筆者在1980年開始進行風能開發和利用的研究,2001年主持省重點研究課題《融入全球產業鏈的江蘇沿海經濟帶發展戰略》調研時,發現東臺、如東、大豐3市所轄的淺海輻射沙洲風能資源十分優良,非常適合發展大規模風電。這一發現立即得到了省發改委和3市政府的高度重視,將過去僅在岸線附近規劃發展風電的視野延伸到整個淺海區域。
在全球的沿海沙灘中。僅有中國東臺海域和英國莫克姆海灣共兩處大規模淤長型輻射沙洲,其中位于東臺海域的優勢更為顯著,且每年以100米左右的速度向大海延伸,總面積達2.4萬平方公里,相當于3.5個新加坡的國土面積。東臺淺海輻射沙洲具有獨特的風力發電資源優勢,大部分沿海岸線和灘涂均可成為建設風電場的基地。特別是沿海輻射沙洲,具有優良的風能資源,70米高平均風速達到每秒7.4米;潮間灘涂140萬畝,70米高平均風速每秒8米:再向東延伸,近海還有大片輻射狀淺水沙灘400萬畝,70米高風速每秒8.4米。其中東沙島更是目前難得的建設大型海上風電場的理想場區。
基于江蘇沿海豐富的資源優勢和獨特的風能優勢,筆者提出在東臺等地構建“中同綠色能源之都”,發展大風電產業,充分利用東臺輻射沙洲這一獨特資源。這一研究成果被國家發改委授予建言獻策優秀獎,有關建議已被采納進國家“十一五”發展規劃。國家風能發展的重點開始南西部向東部轉移,江蘇的風能發展戰略也已融入同家風能發展戰略之中。
“十一五”期間,江蘇沿海將獲得200多億元的風電場建設直接投資,并成為全國最大的風電場。大規模綠色能源基地的建成,將進一步推動我省沿海新興產業的發展和相關科學技術的快速進步。而且,江蘇風電產業基地建設的基礎理論和發展戰略以及風能產業化的研究在全國也處于領先水平,并已得到國內外能源研究機構的高度評價。
二、常規并網風電發展在我國面臨的困境
目前,風電并網是世界上大規模風電場的唯一應用方式。但在我國,并網風電至今沒有取得突破性進展,存在著風電規模偏小、上網電價高、國產化程度低、核心技術落后、自主研發力量薄弱、專業化人才稀缺等諸多軟肋。
而且,風電具有不穩定性,容易對電網造成沖擊。我國的電網比較薄弱,風電在局部電網中的比重一般控制在5%以下,即便如此,一些地區仍出現電網崩潰的事故。因此,在可預期的20~30年內,在風電并網技術尚未取得重大突破的情況下,風電發電量占整個電網的實際比例在中國要突破5%、國外突破10%~15%的大關還具有相當大的困難。
到2005年底,我國已有31個風電場投入正常運行,風電裝機容量為126萬千瓦,但是這些風電場幾乎全部處于虧損狀態。而目前,我省已批和在建的6個風電場,總裝機容量將達125萬千瓦,一旦建成投產后,效益也將難以得到保證,商業前景并不樂觀。
我國在現階段大力發展風電產業,與西方發達國家發展風電的背景有著本質上的差異。發達國家對可再生能源大規模的開發利用,一方面是在能源、包括電力在內的資源,供求總體平衡甚至供大于求的情況下進行的;另一方面是在環境保護機制健全、從總量上已解決環境污染問題并從總體上實現了人與自然和諧發展的背景下進行的。我國目前面臨著比西方風電發展大國嚴峻得多的資源與環境的雙重瓶頸制約,“缺煤、缺電、缺油”現象的同時出現,環境污染問題的日益嚴重。而風電發展和并網項目所需的龐大資金,我們也不可能像西方國家那樣,由政府給予風電并網大規模的財力支持。這些就決定了我們不能照搬、照套西方國家的風電發展路徑。
三、“非并網風電理論”與“中國綠色能源之都”的建設
中國的具體國情和電網的現實條件決定了中國風電的發展必須走多元化的發展道路。為此,筆者在20多年前就提出“非并網風電理論”。在中國特色的、有自主知識產權的風能利用新途徑方面進行了一些探索與研究。
1、“非并網風電理論”的內涵
所謂“非并網風電”,簡言之,就是風電的終端負荷不是電網,風電可以直接應用于某些特殊的工業生產。風電的這種非并網運行方式與并網運行的不同主要表現在:(1)風電非并網,可以簡化風電并網運行所需的大量輔助設備,大幅度降低風電場的制造成本和規模;(2)在風電的非并網應用中,風電經過簡單處理就可以直接應用于某些特定產業,變成工業生產的重要原料,這樣企業就能享受到低廉的風電價格,極大地節約成本,形成產品的強大競爭力,同時風電場作為大型企業的自備電廠,企業也可免去相應的稅收:(3)風電的非并網直接應用,也減輕了風電并網對電網系統的影響。
2、“非并網風電理論”的應用優勢
(1)擁有完全的自主知識產權;(2)風力機設計的變革與簡化,每千瓦海上風電設備成本將下降50%左右,大幅度降低風電場建設成本:(3)突破風能利用禁區,海上風力機最佳獲取風能區間從3~12米/秒擴大到3~16米/秒,風能利用效果提高1倍左右:(4)風電成本大幅度下降,對于千萬千瓦級海上風電場而言,風電成本將由目前的0,5~0,6元/度,下降到0,2元/度以下,如將CDM機制引入則更低;(5)避免了風電對常規電網的不利影響;(6)風電的直接應用將使包括江蘇沿海在內的我國東部沿海率先建成高耗能、低成本、具有強大國際競爭力和中國特色的綠色重化工基地。
3、發展非并網風電的戰略目標
(1)在長三角腹地的江蘇東臺沿海的2.4萬平方公里輻射沙洲投資“一個三峽”的錢,建設能發“3—4個三峽水電站電”的“中國綠色能源之都”(當然,前期應從數百萬千瓦風電場進行搭積木式起步),而且不占用土地、不需要移民,也沒有生態安全問題。
(2)利用當地沿海港口和輻射沙洲資源,為“中國綠色能源之都”配套建設一個整合全球資源、完全利用風電的綠色重化工基地(電解鋁等有色金屬和氯堿、PVC產業鏈),探索出一條具有中國特色的新型工業化道路。
(3)用現代科學技術和科技創新,利用輻射沙洲豐富的風能資源,建設一系列利用非并網風電直接進行大規模海水淡化的產業基地,直接向圍墾建設的綠色能源基地和綠色重化工基地供給淡水(這一技術創新的實施,還可利用環渤海經濟圈周邊及北部海域豐富的風能資源,為我國的南水北調工程提供后備水源,為具有自主知識產權的江蘇沿海風機制造業提供廣闊的銷售市場)。
同時,“非并網風電”的直接應用引發風電機組結構革命性的簡化和利用風速區間的擴大,由此大幅降低風電發展的成本,從而在一定程度上緩解了發展中國家面臨的資金和技術問題;“非并網風電”在氯堿、有色金屬冶煉及非金屬加工等大范圍高耗能產業的直接應用,避免了對電網的直接改造和技術突破,從而在很大程度上緩解了發展中國家發展風電面臨的并網技術問題。對于石化能源貧乏而風能資源相對豐富的國家和地區,特別是發展中國家來說,“非并網風電理論”的應用為其風電產業的多元化發展提供了一條可供借鑒的新模式,具有很強的現實意義。隨著“非并網理論”用于高耗能產業的應用推廣和產業價值鏈的進一步延伸,江蘇將占領風機研發、設計和制造的全球產業高地。
(作者系江蘇省宏觀經濟研究院院長、研究員)
責任編輯:杭邦華