王中敏 雷国波 杨艳
摘 要:我国对风电发展高度重视,风电机组单机容量不断扩大,风能发电在新能源发电中所占的比重不断增加。青海风能资源丰富,随着国家对新能源的重视,出台激励政策,青海省的风电将有大的发展空间。
关键词:风能;风力发电;发展;青海
1 引言
当今能源日趋紧张, 能源多样化逐渐得到人们的关注,世界能源结构也正在孕育发生着重大的转变,即由矿物能源系统向以可再生能源为基础的可持续能源系统转变。所谓可再生能源就是取之不尽、用之不竭、与人类共存的能源。它包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。风能作为取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源,已日益受到我国政府的重视。青海属于高原地区,地广人稀,风力资源丰富,加之风力发电机制造成本在逐年下降,因此风电在青海地区的发展前景十分广阔。
2 国内风力资源分布概况
2.1 国内风能资源概况
根据国家气象科学院的估算,我国陆地地面10米高度层风能的理论可开发量为32亿千瓦,实际可开发量为2.53亿千瓦。海上风能可开发量是陆地风能储量的3倍。
中国风能资源丰富的地区主要集中在华北、西北和东北的草原、新疆内蒙和甘肃走廊、青藏高原以及东部、东南部的沿海地带及附近岛屿上。风能资源丰富区每年风速在3m/s以上的时间近4000小时,具有很大的开发价值。
2.2 青海省内风能资源分布情况
青海的风力资源相当丰富,除东北部、东南部少数山川和河谷地区外, 辽阔的青南高原、柴达木盆地、疏勒山区和环湖地区年平均风速均在 3.0m·s-1以上, 盆地西部和唐古拉山区超过 5.0m·s-1。此外,青海省风速≥17.0m·s-1的大风出现频繁, 大部分地区年大风日数都在 50d以上,其中,盆地西部、青南高原西部和疏勒山区超过 100d,特别是唐古拉山区达150d 以上,为我国同纬度之冠。
图1 青海省年平均风速分布图
2.3 青海风能发电的发展现状
目前,青海省内已建成多家风电场,主要分布在海南共和县、海西格尔木市锡铁山周围,包括海南州沙珠玉风电场、海西州三峡新能源锡铁山风电场及中节能风电场等,上述风电场已经投入运行,为青海的风电发展提供了前瞻性的宝贵经验。
3 发展风电对于青海意义
3.1 风能发电的调峰作用
青海的主要能源结构为水电为主,煤电、燃气发电为辅。水力发电的弊端在于发电量受季节影响较大,夏、秋两季为青海的丰水期,各大电站和小型水利发电站可为青海电网承担主要的电力负荷,春、冬两季为枯水期,水力发电能力受限,虽然有煤电和天然气发电为其调峰,但是效果并不理想,切对环境影响较大。
青海冬、春两季风大,风电可发电量较大,夏、秋两季风小,相应风电出力较少,这样可以补充水电在冬、春两季的不足,还可缓解电网夏、秋两季的过负荷发电情况。
3.2 风力发电可缓解环境问题
由于风能是一种不消耗矿物燃料的可再能源。风电的使用,相当于节省相同数量电能所需的矿物燃料。其对环境的明显正面影响为 :
(1)减少向大气排放粉尘,CO2、NOx、SOx。
我们以煤电为例,根据我国当前最普遍使用的30万千瓦蒸汽轮发电机组的现状。每发1万千瓦时的电,消耗约4吨标准煤;向大气排放粉尘约0.5吨;CO2约10吨;NOx约0.05吨;SOx约0.08t。
到2050年若风电的发电量占全国所需电量的5%,即约4000亿千瓦时,风电的装机容量约为1.5亿千瓦(风电的容量系数小,相当于煤电的装机容量0.7亿千瓦),则每年可节省约1.6亿吨标准煤,可减少向大气排放粉尘约2000万吨;CO2约4亿吨;NOx约200万吨;SOx约320万吨。
(2)减少因开发一次能源如煤、石油、天然气,所造成的环境问题。一次能源的开采除了在沙漠地区外,通常要毁坏森林,良田和原有的各种植被。而海上油田的开采往往给海洋生态带来不可恢复的破坏。
(3)与同样是可再生能源的水电相比较,风电没有水电所存在的问题。
4 青海省发展风力发电所面临的问题
对于发展风电,现在的焦点是如何发展。
(1)资源不清。到现在我国还没有一个说明问题的风能资源图,政府决策人员、投资商,甚至科学家都只有一个大致的方位。究竟我们有多少风能资源,分布在哪里,尚不明确。
(2)人员储备不足。我国风电就业行业的就业人数不足千人,工程技术人员不足百人,而青海则更为稀少,如何面对上百万千瓦的产业发展需求?
(3)产业准备不足。我国只有750千瓦以下的风机制造技术开始商业化,而世界主流2-3年就换代,2兆瓦以上的风机可能在近几年后统治市场,我们该如何应对?
(4)政策不清。可再生能源法虽然出台了,实施细则在哪里?根据过去的经验,一部法律,没有实施细则便是一纸空文。
5 风力发电展望
风力发电是一个集计算机技术、空气动力学、结构力学和材料科学等综合性学科的技术。我国有丰富的风能资源,因此风力发电在我国有着广阔的发展前景,而风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整,减少对进口能源依赖作出巨大的贡献。展望未来随着风电机组制造成本的不断降低,化石燃料的逐步减少及其开采成本的增加,将使风电渐具市场竞争力,因此其发展前景将是十分巨大的。
参考文献
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