王中敏 雷國波 楊艷
摘 要:我國對風電發展高度重視,風電機組單機容量不斷擴大,風能發電在新能源發電中所占的比重不斷增加。青海風能資源豐富,隨著國家對新能源的重視,出臺激勵政策,青海省的風電將有大的發展空間。
關鍵詞:風能;風力發電;發展;青海
1 引言
當今能源日趨緊張, 能源多樣化逐漸得到人們的關注,世界能源結構也正在孕育發生著重大的轉變,即由礦物能源系統向以可再生能源為基礎的可持續能源系統轉變。所謂可再生能源就是取之不盡、用之不竭、與人類共存的能源。它包括太陽能、風能、生物質能、地熱能、海洋能等。風能作為取之不盡、用之不竭的可再生清潔能源,已日益受到我國政府的重視。青海屬于高原地區,地廣人稀,風力資源豐富,加之風力發電機制造成本在逐年下降,因此風電在青海地區的發展前景十分廣闊。
2 國內風力資源分布概況
2.1 國內風能資源概況
根據國家氣象科學院的估算,我國陸地地面10米高度層風能的理論可開發量為32億千瓦,實際可開發量為2.53億千瓦。海上風能可開發量是陸地風能儲量的3倍。
中國風能資源豐富的地區主要集中在華北、西北和東北的草原、新疆內蒙和甘肅走廊、青藏高原以及東部、東南部的沿海地帶及附近島嶼上。風能資源豐富區每年風速在3m/s以上的時間近4000小時,具有很大的開發價值。
2.2 青海省內風能資源分布情況
青海的風力資源相當豐富,除東北部、東南部少數山川和河谷地區外, 遼闊的青南高原、柴達木盆地、疏勒山區和環湖地區年平均風速均在 3.0m·s-1以上, 盆地西部和唐古拉山區超過 5.0m·s-1。此外,青海省風速≥17.0m·s-1的大風出現頻繁, 大部分地區年大風日數都在 50d以上,其中,盆地西部、青南高原西部和疏勒山區超過 100d,特別是唐古拉山區達150d 以上,為我國同緯度之冠。
圖1 青海省年平均風速分布圖
2.3 青海風能發電的發展現狀
目前,青海省內已建成多家風電場,主要分布在海南共和縣、海西格爾木市錫鐵山周圍,包括海南州沙珠玉風電場、海西州三峽新能源錫鐵山風電場及中節能風電場等,上述風電場已經投入運行,為青海的風電發展提供了前瞻性的寶貴經驗。
3 發展風電對于青海意義
3.1 風能發電的調峰作用
青海的主要能源結構為水電為主,煤電、燃氣發電為輔。水力發電的弊端在于發電量受季節影響較大,夏、秋兩季為青海的豐水期,各大電站和小型水利發電站可為青海電網承擔主要的電力負荷,春、冬兩季為枯水期,水力發電能力受限,雖然有煤電和天然氣發電為其調峰,但是效果并不理想,切對環境影響較大。
青海冬、春兩季風大,風電可發電量較大,夏、秋兩季風小,相應風電出力較少,這樣可以補充水電在冬、春兩季的不足,還可緩解電網夏、秋兩季的過負荷發電情況。
3.2 風力發電可緩解環境問題
由于風能是一種不消耗礦物燃料的可再能源。風電的使用,相當于節省相同數量電能所需的礦物燃料。其對環境的明顯正面影響為 :
(1)減少向大氣排放粉塵,CO2、NOx、SOx。
我們以煤電為例,根據我國當前最普遍使用的30萬千瓦蒸汽輪發電機組的現狀。每發1萬千瓦時的電,消耗約4噸標準煤;向大氣排放粉塵約0.5噸;CO2約10噸;NOx約0.05噸;SOx約0.08t。
到2050年若風電的發電量占全國所需電量的5%,即約4000億千瓦時,風電的裝機容量約為1.5億千瓦(風電的容量系數小,相當于煤電的裝機容量0.7億千瓦),則每年可節省約1.6億噸標準煤,可減少向大氣排放粉塵約2000萬噸;CO2約4億噸;NOx約200萬噸;SOx約320萬噸。
(2)減少因開發一次能源如煤、石油、天然氣,所造成的環境問題。一次能源的開采除了在沙漠地區外,通常要毀壞森林,良田和原有的各種植被。而海上油田的開采往往給海洋生態帶來不可恢復的破壞。
(3)與同樣是可再生能源的水電相比較,風電沒有水電所存在的問題。
4 青海省發展風力發電所面臨的問題
對于發展風電,現在的焦點是如何發展。
(1)資源不清。到現在我國還沒有一個說明問題的風能資源圖,政府決策人員、投資商,甚至科學家都只有一個大致的方位。究竟我們有多少風能資源,分布在哪里,尚不明確。
(2)人員儲備不足。我國風電就業行業的就業人數不足千人,工程技術人員不足百人,而青海則更為稀少,如何面對上百萬千瓦的產業發展需求?
(3)產業準備不足。我國只有750千瓦以下的風機制造技術開始商業化,而世界主流2-3年就換代,2兆瓦以上的風機可能在近幾年后統治市場,我們該如何應對?
(4)政策不清。可再生能源法雖然出臺了,實施細則在哪里?根據過去的經驗,一部法律,沒有實施細則便是一紙空文。
5 風力發電展望
風力發電是一個集計算機技術、空氣動力學、結構力學和材料科學等綜合性學科的技術。我國有豐富的風能資源,因此風力發電在我國有著廣闊的發展前景,而風能利用必將為我國的環保事業、能源結構的調整,減少對進口能源依賴作出巨大的貢獻。展望未來隨著風電機組制造成本的不斷降低,化石燃料的逐步減少及其開采成本的增加,將使風電漸具市場競爭力,因此其發展前景將是十分巨大的。
參考文獻
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