風能發電與火力發電的發展潛力對比分析

張飛 王明志

摘要：當前，在社會快速發展過程中，對于能源資源的需求日益增加，然而當前實際情況是全球能源資源緊缺，環境污染嚴重，所以為了推動社會和諧發展，應該積極研發新能源。對此，本文簡單介紹風能發電與火力發電，并分析兩者成本以及構建相應經濟模型，最終得出風能發電前景更加樂觀，具有良好發展潛力結論。

關鍵詞：風能發電;火力發電;發展潛能

前言：當前，我國電力供應主要以火力發電為主，然而在城市污染問題不斷加重，人們環保意識持續增強背景下，社會與政府對綠色能源利用開始有所重視，希望可以借助一種對環境沒有危害的能源進行發電。所以風能開始走進人們視野，然而我國在此方面的研究時間較短，受到成本以及發電穩定性等方面影響，使得風能發電無法廣泛普及。雖然風能發電的弊端較多，然而其具有發展空間大以及污染小等優勢[1]。

1 風能發電與火力發電簡介

1.1風能發電

對于風能發電，即將風能通過風電機組以及其他風電裝置對風能進行電能轉化。風能具有可再生、清潔等特點，風能被認為是即將實施的重要可再生能源。在古代人們就開始借助風能開展生產活動，例如風車，能夠對風能進行機械能轉化，促使人們生活更加方便。同時風能資源非常豐富，結合相關數據顯示，地球可利用風能是10倍可開發的水能[2]。目前大多數風電廠的經驗都是基于陸上安裝的，但是，未來風電的發展方向主要是海上方向，在2015年的“Energy [R]evolution”預測中，2050年歐洲將有148GW的海上風機投入運營;2030年美國的風機裝機量將到達22GW，到2050年將增加到86GW; 由Energy Resources Institute of India制定的2050年印度海上風電裝機容量可能達到170GW[3];而中國到2050年海上風電裝機容量將達到200GW.

1.2火力發電

該發電形式主要借助天然氣、石油、煤等液體、固體等燃料的燃燒熱量，使發電機組獲得能量并運轉，最終實現發電目標。我國各個發電類型中，火力發電研究時間最長，同時也是我國重要發電形式。然而近些年因為自然環境污染情況日益嚴重，所以火力發電由于其消耗大量資源、嚴重破壞環境以及利用效率低等被人們所詬病。

2 風能發電與火力發電經濟模型

2.1風能發電成本與經濟模型

（1）風能發電成本

其主要涵蓋并網投資、風力運營以及固定三方面成本。運營費用主要涵蓋電機組運行成本與維護成本，同時還有提倡維護、保險等成本費用。固定成本通常為風電機組費用。對于大規模風能開發利用，還需要承擔并網成本以及并網之后相關問題。

（2）風能發電費用經濟模型

為了了解風能發電情況需要構建相關經濟模型[3]。

其中，Fw為年固定投資費用;Mw代表維護成本;Q代表風電裝機容量;Qw代表運營費用;W代表發電總量;ICDM代表相關部門在清潔能源方面的補償;代表發電自用率。并且Fw=，代表等額資金回收系數，I代表項目初始投資費用。結合某風能電場具體情況，分析計算其成本因素靈敏程度，見下表。

2.2火力發電成本與經濟模型

（1）火力發電成本

其主要由固定費用、變動成本、投資回報以及其他費用四部分構成。固定成本主要涵蓋職工工資、機組磨損折舊、繼續運用以及其他費用構成。變動成本主要涵蓋燃料費以及水電費用等。對于固定成本，新建火電站機械磨損費用會更大。對于變動費成本，員工工資呈上升趨勢，同時政府在火電廠所收取的排污等費用也呈現增加趨勢。相關數據顯示2003年—2013年期間，火電廠向政府繳納的排污費用增加3倍。同時煤價也會影響火電廠發電成本，并且燃煤成本在總發電成本中的比重高達60%。然而近些年在經濟快速發展背景下，職工勞務費用出現較大幅度增長，同時由于我國煤炭開采過程的機械化程度較低，基本上依賴人工開采，因此煤炭價格持續上升，然而電價并未隨之增長，使得火電企業整體運營成本增加。

（2）經濟模型

為了對火電企業運行和價格機制加以了解，需要構建相關模型。

其中，V代表與活力發現存在聯系的變動成本;F為固定成本;Q代表上網電量。

1度電固定費用標識為Cf，計算公式如下：Cf=F/Q。其中Q代表年預計電量;F代表年固定費用預計值

單位電量成本是CF，計算公式如下：CF=IF+T+Cc。其中，T代表其他成本;Cc代表燃煤成本;IF代表動態投資成本。IF計算公式為：

其中，代表自用電比率;代表電價比率;n代表設備一年內實際工作時間（h）;代表等額還款系數。

按照上述公式，同時根據某火電廠具體情況，計算其活力發現成本因素靈敏度。見下表。

結語：通過以上計算數據能夠發現，風能發電和火力發電均具有獨特優越性，然而以總體角度分析，風能發電前景更加樂觀，具有良好發展潛力。所以，政府與電力企業應該加大風力研究，以不斷提高風能發電穩定性，保證風能發電能夠得到全面普及，進而實現環保目標。

參考文獻：

[1]蔡藝. 風能發電與火力發電的發展潛力對比研究[J]. 中國科技縱橫， 2019（01）：158-159.

[2]李濤. 風力發電的環境價值分析[J]. 環境與發展， 2017，137（10）：55+57.

[3]TERI; WWF. The Energy Report—India 100% Renewable Energy by 2050.

[4]王軍昌. 風能發電與火力發電的發展潛力對比研究[J]. 電子制作， 2015， （02）：232-232，233.