北極西北航道風能資源調查分析

錢恒 張韌

(國防科技大學氣象海洋學院,江蘇 南京 211101)

提要 針對北極西北航道及其戰略支點建設既面臨生態環境脆弱現狀又對能源存在迫切需求的情況,提出評估、利用海上風能資源的建議。基于歐洲中期天氣預報中心的風場資料,綜合分析風功率密度,資源的可利用率、富集程度、穩定性以及資源技術開發量等要素,對西北航道的風能氣候特征展開系統性研究。結果表明:該海域蘊藏著較為豐富且利于航道建設的風能資源,其中風能開發的優勢區域為戴維斯海峽以東海區、阿蒙森灣海區以及帕里群島至麥克林托克海峽的狹長海域(例如維多利亞海峽),而這幾個海區也是西北航道通航的關鍵區域,上述區域在風功率密度的大小、有效風速頻率、能級頻率、資源儲量以及變異系數等方面具有較為明顯的優勢,而且在長期變化中相關要素沒有出現顯著的衰退信號。

0 引言

全球氣候變化導致的北極海冰加速融化以及全球一體化進程的加快,使得北極地區自冷戰后再次成為全球關注的焦點[1-3]。北極作為北美、亞、歐三大陸的“交點”,隨著北極航道的開通,可能會改變目前的世界航運格局,并產生巨大經濟效益。北極航道,主要分為3條航道:東北航道,西北航道以及中央航道。本文研究的北極西北航道一般指的是西起美國阿拉斯加北部的波弗特海,向東經過加拿大北極群島水域到達東部的戴維斯海峽和巴芬灣,最終連接太平洋和大西洋的航道。Borgerson[4]指出,西北航道使得從西雅圖到鹿特丹的航程比經巴拿馬運河航線縮短2 000 nmile,節省25%航程。在如此優勢之下,西北航道吸引了眾多國家的注意。2008年,“MV Camilla Desgagnés”號商船從加拿大蒙特利爾啟程,并首次實現了西北航道的商船通行,標志著西北航道航運時代的到來。2014年,“NUNAVIK”號破冰散貨船從迪塞普申灣出發,獨自穿行整個西北航道,到達中國營口港。傳統上,巴拿馬運河一直是中國與北美貿易的必選之路,而這次成功嘗試說明中國與北美間的貿易往來存在更加經濟性的通道。通過西北航道,中國與北美之間的貿易航程將縮短40%,減排1 300 噸,費用節省也很可觀[5]。相比于傳統航道,西北航道存在航道距離短、地緣政治簡單、海盜襲擊風險低等諸多優勢,可是因為地處高緯地區,這條航道同時又面臨著基礎設施不完善、應急響應及救援能力差等劣勢。而解決這些問題,重要的一點便是過好能源供給關,特別是電力保障問題。隨著資源危機、環境危機愈加嚴重,海洋資源將是21世紀人類社會賴以生存和可持續發展的重要保證。儲量豐富、發電利用小時數高、單機容量大、不過多占用土地、適宜大規模開發以及無污染等諸多優點使得海上風能成為時代的寵兒[6-7]。對于生態環境脆弱的西北航道,積極開發海上風能首先一點便是對環境影響小,更重要的是有益于緩解其沿線地區資源危機、提高沿線居民生活質量、助力航線戰略支點克服電力和淡水困境、提升基礎設施建設、增強航線通航性,風能開發利用無疑將成為西北航道建設的新亮點。資源開發,研究先行。相關研究表明北極地區風能資源較為豐富,技術可開發量約1 000億kW,約占全球風能資源的20%[8]。張富強等[9]則從國際法、北極各國投資法律與政策、環境保護以及原住民權益等角度,分析了開發北極風電過程中可能遇到的諸多問題和約束,并借鑒其他國家在俄投資經驗,提出了推進北極地區風電開發的若干建議。Chade 等[10]考慮到在北極偏遠地區使用柴油發電費用昂貴,故而探討了風力發電的供電模式,并認為所提方案可行且在4年內可收回成本。而在2015年,國家電網公司與俄羅斯合作完成了俄羅斯北冰洋沿岸的風能資源評估,結果表明在格達半島等3個地區7個區域內風機發電額定功率利用率均在30%以上,部分地區理論最高額定功率利用率超過55.3%,每個區域裝機容量可達到0.5億kW[11]。前人對北極特別是俄羅斯北冰洋沿岸的風能研究做出了巨大貢獻,但目前關于整個“西北航道”的風能研究仍極為稀少。所以本文基于來自歐洲中期天氣預報中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)的ERA-Interim 風場資料,綜合考慮風功率密度(Wind Power Density,WPD)的時空分布、資源可利用率、富集程度、穩定性以及資源儲量等,對西北航道的風能進行分析,為西北航道海上風能資源開發建設、緩解航線資源危機和環境危機等提供科技支撐、決策輔助。

圖1 西北航道的大致區域(60°W—135°W,64°N—77°N)Fig.1.The main area of the Northwest Passage (60°W—135°W,64°N—77°N)

1 資料與方法介紹

1.1 方法介紹

利用2003—2018年逐6 h的ERA-Interim海表10 m 再分析風場資料進行研究,WPD為垂直于氣流的單位截面上風的功率,其計算公式為[12]:

(1)式中,Dwp為平均WPD(單位:W·m?2),n為在設定時間段內的記錄數,ρ為空氣密度(單位:kg·m?3),ρ=P/RT,P為西北航道相關海域16 a 平均海平面氣壓(單位:Pa),R為氣體常數,T為西北航道相關海域16年平均開氏溫標絕對溫(單位:K),計算得平均空氣密度為1.35 kg·m?3,vi為第i次記錄的風速值(單位:m·s?1)。

根據計算結果,分別以1、4、7、10月作為冬、春、夏、秋的代表月份,首先分析16年(2003—2018年)平均WPD的季節時空分布特征。此外,在風能開發過程中,通常認為風速在5—25 m·s?1有利于風能資源的采集與轉換[13],并將這個區間的風速定義為有效風速。通常認為風能密度在200 W·m?2以上為資源豐富[14]。顯然,有效風速頻率、200 W·m?2以上能級頻率分別反映了風能的可利用率、富集程度。利用近16年逐6 h的ERA-Interim 風場數據、風功率密度數據,統計了西北航道的有效風速頻率、200 W·m?2以上能級頻率。資源的穩定性密切關系到裝置的采集和轉換效率及裝置的壽命等問題,當能流密度變化較大時,會減少輸出功率,還可能引起極端荷載(引起風能轉換系統的震蕩和載荷的不均勻),最終削弱和破壞風電機組。為此Cornett[15]在分析波浪能穩定性時,引入變異系數(Coefficient of variation,Cv)、月變化指數(Monthly variability index,Mv)以及季節變化指數(Seasonal variability index,Sv)這3個指標進行刻畫,在分析風能資源的穩定性時本文借鑒其相關工作通過計算Cv、Sv、Mv對風能的穩定性進行分析。

變異系數的計算公式為:

式中,Cv為變異系數,S為序列標準差(無偏估計),為序列均值。Cv主要反映資源的穩定性,其值越小,說明穩定性越好。

月變化指數的計算公式為:

式中,Mv為月變化指數,PMmax為最豐富月份的WPD,PMmin為最匱乏月份的WPD。而PMave則是指年平均值。Mv主要反映的是最富集月份和最匱乏月份之間的資源差距,Mv越小,月際差異越小。季節變化指數的計算公式為:

式中,Sv為月變化指數,Psmax為最豐富季度的WPD,Psmin為最匱乏季度的WPD。而PMave則是指年平均值。Sv主要反映的是最富集季度和最匱乏季度之間的資源差距,Sv越小,季節差距越小。

最后,借鑒前人研究成果,計算了每個格點(0.25°×0.25°)的16年風能資源總儲量、有效儲量和技術開發量[16-18]。

單位面積的風能資源總儲量的計算公式為:

式中,EPT為單位面積的風能資源總儲量,是風功率密度的平均值(若計算全年資源儲量時,是風功率密度的年平均值),H為小時數(若計算全年資源儲量時,H=365×24=8 760 h)。

單位面積的風能資源有效儲量的計算公式為:

式中,HE是有效風速出現的小時數。

單位面積的風能資源技術開發量的計算公式為:

式中,μ是風能資源有效儲量的可利用率,本文借鑒鄭崇偉等[16]研究,取0.785。

通過上述要素分析,客觀了解西北航道相關海域的風能資源,以實現對北極西北航道海上風能資源潛在開發海域識別。

1.2 資料簡介

ERA-Interim 再分析資料來自ECMWF,是繼其早期產品ERA-40 之后的新產品,應用了分辨率更高的氣象模式,在觀測資料的應用及同化方法方面也有較大改進。本文選擇的數據空間范圍為60°W—135°W,64°N—77°N,分辨率為0.25°×0.25°,時間序列為2003—2018年。整體來看,該資料具有較高精度[19],并得到廣泛運用[17-20]。

2 西北航道的風能特征

本節主要利用2003—2018年逐6 h的風場和WPD數據,綜合考慮WPD分布、資源可利用率、富集程度及穩定性等一系列關鍵要素,詳細分析北極西北航道的風能氣候背景特征。

2.1 風功率密度的月變化特征以及等級分布

根據2003—2018年逐6 h 風場資料由上文所提公式可得到這16年逐6 h的WPD數據,分別以1、4、7 以及10月作為冬、春、夏、秋四季的代表月,計算分析西北航道WPD的季節特征,見圖2。

1月(代表冬季,下同),大部分地區WPD 在200 W·m?2以上,根據文獻中第2種方法的WPD分級標準[14],大部分區域都在4級以上(即WPD大于200 W·m?2),用于并網風力發電效果好。整個西北航道存在3個主要的大值區,分別是阿蒙森灣海區、戴維斯海峽以東以及帕里群島至麥克林托克海峽這一狹長的海域。這3個大值區也將整個西北航道冬季風功率密度分布分成了3 塊,西北航道的西部總體WPD 較高,而在西北航道的中部WPD 偏低,特別是在大型島嶼周邊,如巴芬島的東北面,即巴芬灣的西南部,WPD值較小。通過分析巴芬灣多年的1月盛行風向,發現其主要為西北風,而巴芬島沿岸地勢偏高,地形復雜,本身也會對風有削弱作用。而到了西北航道的東部WPD 又有所加強,但整體來說整個西北航道冬季WPD 呈現西高東低的分布特點。

而到了4月(代表春季,下同),西北航道整體WPD 都有所下降,特別是阿蒙森灣海區,這主要是由于春季其主要盛行偏東風,沒有灣區的輻聚效應且風速也有所減小。但全海區WPD 大多都在100 W·m?2以上(即2級以上),主要大值區依然是阿蒙森灣海區,戴維斯海峽以東以及帕里群島至麥克林托克海峽狹長的海域,大值中心WPD超過350 W·m?2。

圖2 代表月(1、4、7、10月)16年(2003—2018年)平均風功率密度的空間分布(單位:W·m?2)Fig.2.Average wind power density distribution for representative months(January,April,July,October) from 2003 to 2018(Unit:W·m?2)

7月(代表夏季,下同),西北航道整體WPD 都有較大下降,只有波弗特海(包含阿蒙森灣)、帕里群島至麥克林托克海峽這一狹長的海域、福克斯灣以及戴維斯海峽以東海區的WPD 在150 W·m?2以上(部分大值中心可達200 W·m?2以上),整體來看WPD分布依然是西高東低,此外,還發現在巴芬島近岸WPD 存在一個較為明顯的低值中心,部分海域WPD 低于10 W·m?2可以說是風能匱乏區,這是由于巴芬島的地形對7月盛行的東南風的阻擋作用造成的,在海上風能選址過程中需要對這個現象加以考慮。

10月(代表秋季,下同),大部分區域的WPD在200 W·m?2以上。整個西北航道出現多個大值區,既包括波弗特海(包含阿蒙森灣),戴維斯海峽以東海區以及帕里群島至麥克林托克海峽這一狹長的海域這幾個傳統的大值區,同時在福克斯灣以北,巴芬島以南出現了7級WPD區(WPD 大于400 W·m?2)),從風場來看盛行西北風且風速較高,風能資源十分豐富,在布西亞灣則出現了6級風功率密度區,風功率密度在300 W·m?2以上。整體來說,秋季是西北航道風能資源最豐富的季節,存在多個大值區,而對于目前的航道狀況來說,7—10月也是最佳通航期[21],這2點說明在西北航道進行風能開發還是有較大意義的。

2.2 風功率密度的多年平均變化特征以及等級分布

圖3 風功率密度的16年(2003—2018年)平均空間分布特征(單位:W·m?2)Fig.3.Spatial distribution of multi-year average wind power density from 2003 to 2018 (Unit:W·m?2)

從16年平均WPD 空間分布來看(圖3),戴維斯海峽以東海區的WPD 最大,基本在350 W·m?2以上,中心可達400 W·m?2以上,且越往南越大;波弗特海南部大部分區域的WPD 在200 W·m?2以上,阿蒙森灣海區較大;而在西北航道中部,除沿岸由于摩擦效應風功率密度偏小,其他海區基本都在100 W·m?2以上。整體西北航道存在4個顯著的大值中心:戴維斯海峽以東海區(300 W·m?2以上,中心400 W·m?2以上)、阿蒙森灣海區(200 W·m?2以上,中心250 W·m?2以上)、帕里群島至麥克林托克海峽這一狹長的海域(200 W·m?2以上,中心250 W·m?2以上)、布西亞灣(200 W·m?2以上)。在風能開發過程中,風能密度大于200 W·m?2認為是風能富集區,上述4個大值中心多年平均的風能密度都在250 W·m?2以上。

2.3 風能的可利用率

根據2003—2018年逐6 h的ERA-Interim 風場數據,統計并分析了西北航道沿線海區1月(冬)、4月(春)、7(夏)、10月(秋)的有效風速出現頻率季節變化特征,以及16年平均的有效風速出現頻率空間分布特征。

由圖4可知,有效風速出現頻率的變化呈現出明顯的單峰單谷型季節變化特征,與WPD的月變化特征相近。有效風速出現頻率谷值出現在7月(夏),部分海區有效風速出現頻率低于5%,而這些海區主要位于巴芬島東北近岸,與此同時這片海區的風功率密度值也比較小,可見這片海區風能可利用率極低,應該考慮其他替代能源用于開發建設。有效風速出現頻率的波峰在10月(秋),部分海區達85%以上,相應的大值區與風功率密度分布的大值區基本吻合,主要是波弗特海南部大部分區域,特別是阿蒙森灣海區、戴維斯海峽以東海區、帕里群島至麥克林托克海峽這一狹長的海區以及福克斯灣以北巴芬島以南的大片海區。根據相關研究,太陽能由于受到白晝的限制,可用時間基本在50%以內[22],而上述大值區的有效風速出現頻率都在50%以上,大部分甚至超過60%,可見相比于太陽能具有較大優勢。而從有效風速出現頻率的16年平均的空間分布圖中(圖5),可以看出多年平均風功率密度分布的大值區的有效風速出現頻率基本都在55%以上,中心最高達65%,顯示了這幾片海區風能資源開發的巨大潛力。

圖4 代表月(1、4、7、10月)有效風速出現頻率的空間分布Fig.4.Average effective wind speed occurrence over the Northwest Passage for representative months(January,April,July,October)

圖5 16年平均的有效風速出現頻率空間分布Fig.5.Spatial distribution of multi-year average effective wind speed occurrence

2.4 風能的富集程度

根據2003—2018年逐6 h的WPD數據,統計了西北航道沿線海區4個代表月200 W·m?2以上能級出現的頻率分布(圖6)。200 W·m?2以上能級出現的頻率也呈現出明顯的單峰單谷型季節變化特征,與WPD的變化特征相近。頻率谷值出現在7月(夏),部分海區200 W·m?2以上能級頻率接近0%,這些海區同樣大多位于巴芬島東北近岸。200 W·m?2以上能級頻率波峰出現在10月(秋),部分海區最高頻率達75%以上,主要出現在維多利亞海峽東部,福克斯灣中部和阿蒙森灣海區,這些大值區與風功率密度分布的大值區基本吻合。

2.5 風功率密度的穩定性

利用2003—2018年逐6 h的WPD數據,計算了西北航道沿線海區風能資源(以WPD表征)的年際變異系數、16年平均月變化指數以及16年平均季節變化指數。數值越小,代表穩定性越好。變異系數Cv(圖7)從整體來看,1月的Cv明顯高于其余代表月,即風能在1月的穩定性相對最差。但總體來說西北航道相關海區的WPD的變異系數不大,大部分海區小于0.5,反映出西北航道風能資源的穩定性。通過綜合分析不難發現變異系數大值區大多分布在各島嶼沿線以及一些狹窄的海峽,比如1月份的威爾士親王島和德文島中間海域。

圖6 代表月(1、4、7、10月)200 W·m?2以上能流密度出現頻率的空間分布Fig.6.Occurrences of wind power density greater than 200 W·m?2 over the Northwest Passage for representative months(January,April,July,October)

月變化指數Mv(圖8)巴芬灣最大,西北航道中部特別是布西亞灣和福克斯灣次之,波弗特海最小。在巴芬灣,其1月和7月的盛行風向不同,且冬季風速大于夏季,因此,這一區域風能的月尺度差異較大。

圖7 代表月(1、4、7、10月)風功率密度變異系數的空間分布Fig.7.Coefficient of variation of wind power density over the Northwest Passage for representative months

季節變化指數Sv空間分布特征與Mv較為接近,只是數值上普遍比Mv偏小,成因與Mv基本相同。

圖8 16年平均西北航道風功率密度的月變化指數Fig.8.Monthly variability index of wind power density over the Northwest Passage

2.6 風能的資源儲量

資源儲量密切關系到發電量,前人對資源儲量做了很多研究,但多是籠統給出大范圍的總體儲量。本文在此定量計算了每個格點(0.25°×0.25°)16年平均的風能資源總儲量、有效儲量和技術開發量。研究發現有效儲量與總儲量的空間分布特征保持了較好的一致性,這應該是由于“西北航道”大部分海區的有效風速頻率較高所致。根據技術開發量的經驗公式,在此僅給出16年平均技術開發量,見圖9。戴維斯海峽以東海區的風能技術開發量相對最高,基本在1.6×103kW·h·m?2以上,60°W 海域更是高達2.0×103kW·h·m?2以上,福克斯灣靠近梅爾維爾半島一側的技術開發量次之,大部分區域在1×103kW·h·m?2以上,中部區域在1.4×103kW·h·m?2以上,之后便是阿蒙森灣以西海區以及維多利亞海峽,其中部區域在1.2×103kW·h·m?2以上。而巴芬島沿岸的技術開發量明顯低于其他海區,基本在0.42×103kW·h·m?2以下,屬于較為劣勢區域。

圖9 16年平均的風能資源的技術開發量(單位:W·h·m?2)Fig.9.Technological storage of wind energy resource over the Northwest Passage (Unit:W·h·m?2)

3 風能資源的長期變化趨勢

風能資源是清潔的可再生能源,海上風電場選址需要考慮被選地區的風能資源的長期變化趨勢,其長期變化趨勢密切關系到資源開發的中長期規劃、風能的中長期預測能力。目前、關于氣象和海洋要素長期變化趨勢的研究較多,但關于風能長期變化趨勢的研究鳳毛麟角,而這又是提高風能中長期預期能力的重要理論基礎,密切關系到風能建設工程的中長期規劃。為數不多的風能長期變化趨勢的研究主要是分析WPD的變化趨勢[23],而在實際的風能開發中,資源的穩定性關系到采集和轉換效率、裝備壽命,而技術開發量反映了風能的豐富程度特別是可開發程度,因此,在分析風能長期變化趨勢時,不能單一地分析風功率密度的變化趨勢,本節利用近 16年的WPD 風場數據,全面計算分析WPD 大小、資源穩定性以及可開發量等關鍵要素的變化趨勢,為風能的中長期預估打下堅實理論基礎。

3.1 風功率密度的年際變化趨勢

將2003年1月1日00:00—2003年12月31日18:00 逐6 h的WPD 做平均,得到0.25°×0.25°每個網格點2003年平均的WPD,采用同樣的方法,計算得到近16年(2003—2018)每個網格點逐年平均的WPD。進而獲得逐年平均的WPD,采用一元線性回歸方法,計算每個網格點的WPD在近16年的變化趨勢,該趨勢還需通過95%的顯著性檢驗,在處理過程中,將未通過顯著性檢驗的回歸系數取為0,見圖10。近16年,西北航道大部分區域的風功率密度并未出現明顯變化趨勢,反映出較高的年際穩定性。

3.2 風能穩定性的變化趨勢(以月變化指數Mv為例)

利用2003年1月—2018年12月共192個月的逐6 h的WPD數據,計算近16年每個網格點的Mv的變化趨勢,見圖11,遞增的Mv意味著穩定性隨時間變得越來越差,不利于風能開發,相反則意味趨于更加穩定。對于西北航道大部分海區來說,Mv未出現顯著的變化趨勢,只在維多利亞海峽以及巴芬灣60°W 附近存在一個Mv有顯著下降趨勢的海區。反映了西北航道大部分海區風能資源具有較高的年際穩定性。

圖10 風功率密度年際變化趨勢分布圖Fig.10.Trend of wind power density from 2003 to 2018

圖11 風功率密度的月變化系數的年際變化趨勢Fig.11.The variation trend of the monthly variability index of wind power density over the Northwest Passage

3.3 風能技術開發量的年際變化趨勢

應用相似的方法計算了16年每個網格點的風能技術開發量的年際變化趨勢。從它的變化趨勢來看(圖12):只在福克斯灣靠近巴芬島一側部分海區存在衰減的趨勢,而對于西北航道大部分海區來說,并未出現顯著的變化趨勢。

圖12 西北航道風能技術開發量的年際變化趨勢Fig.12.Interannual trends in the development of wind energy technology over the Northwest Passage

4 結論

1.西北航道WPD 整體上比較樂觀。從多年平均WPD的空間分布來看,戴維斯海峽以東海區的WPD 最大,基本在300 W·m?2以上,中心超過350 W·m?2;在西北航道中部,除沿岸由于摩擦效應WPD偏小外,其他海區基本都在100 W·m?2以上。整體存在4個顯著的大值中心:戴維斯海峽以東海區、阿蒙森灣海區、帕里群島至麥克林托克海峽這一狹長的海域以及布西亞灣。在風能開發過程中,WPD 大于200 W·m?2被認為是風能富集區,上述4個大值中心都在200 W·m?2以上,此外,這幾個區域也多是西北航道的重要區域,可見西北航道風能開發利用是樂觀的。

2.有效風速出現頻率的變化呈現出明顯的單峰單谷型季節變化特征,與WPD的月變化特征相近。有效風速出現頻率的谷值出現在7月(夏),部分海區有效風速出現頻率低于5%,主要位于巴芬島東北部近岸,這片海區的WPD 也比較小,可見這片海區風能可利用率極低,應該考慮其他替代能源用于開發建設。有效風速出現頻率的波峰出現在10月(秋),最高頻率達85%以上,相應的大值區與風功率密度分布的大值區基本吻合,主要是波弗特海南部大部分區域特別是阿蒙森灣海區、戴維斯海峽以東海區、帕里群島至麥克林托克海峽這一狹長的海區、福克斯灣以北巴芬島以南的大片海區。上述大值區的有效風速出現頻率都在50%以上,大部分甚至超過60%,相比于太陽能具有較大優勢。

3.從16年平均來看,西北航道WPD分布的大值區中的大部分區域的200 W·m?2以上,能級頻率在25%以上,風能富集度在西北航道同樣存在4個顯著的大值中心:阿蒙森灣以西海區、福克斯灣靠近南安普敦島一側海區、維多利亞海峽東部以及戴維斯海峽以東海區。

4.整體來看西北航道1月的變異系數明顯高于其余代表月,即風能在1月的穩定性相對最差。但總體來說大部分海區的WPD 變異系數不大,大多小于0.5,反映出風能資源的穩定性,變異系數大值區主要分布在部分島嶼的沿岸和巴芬灣。從月變化指數和季節變化指數來看,巴芬灣的月變化指數和季節變化指數最大,其月際尺度、季節尺度的穩定性處于相對劣勢區域。西北航道中部特別是布西亞灣和福克斯灣次之。

5.從風能技術開發量來看,戴維斯海峽以東海區相對最高,基本在1.6×103kW·h·m?2以上,60°W 海域更是高達2.0×103kW·h·m?2以上;福克斯灣靠近梅爾維爾半島一側的技術開發量次之,大部分區域在1×103kW·h·m?2以上,中部區域在1.4×103kW·h·m?2以上,之后便是阿蒙森灣以西海區以及維多利亞海峽,其中部區域在1.2×103kW·h·m?2以上。

6.2003—2018 這16年間,西北航道整體的風能比較平穩,沒有顯著的變化。Mv也未出現顯著的變化趨勢,只在維多利亞海峽以及巴芬灣60°W 附近存在一個Mv有顯著下降趨勢的海區,反映了西北航道大部分海區風能資源具有較高的年際穩定性。而從風能技術開發量的年際變化趨勢來看,只是在福克斯灣靠近巴芬島一側部分海區存在衰減的趨勢,而對于西北航道大部分海區來說,并未出現顯著的變化趨勢。

綜上,西北航道大部分海區蘊藏著較為豐富、利于航道建設的風能資源,其中優勢區域為戴維斯海峽以東海區、阿蒙森灣海區以及帕里群島至麥克林托克海峽的狹長海域(比如維多利亞海峽)。