风力发电遇到的问题

2022-08-09

第一篇:风力发电遇到的问题

风力发电现状及复合材料在风力发电上的应用

班级:材料工程111 学号:205110137 姓名:张宇

摘要:本文对中国风能现状及资源分布,近年来中国风力产业的发展状况以及复合材料在风电叶片上的应用进行论述。

关键词:风力发电;发展状况;复合材料;风电叶片

Abstract:This review concerns about the stituation and resource distribution of windy energy in China,the development status of chinese wind power-generation enterprises and the application of composites in wind power-generation.

Key words:Wind power-generation;Development status;Composites;Wind turbine blade 引言

社会经济的持续发展导致能源消耗不断增加,我们正面临日益严峻的能源形势。全球范围的石油、天然气能源逐渐枯竭,环境恶化等因素迫使我们寻找更加清洁、可持续发展的新能源,风力发电应运而生。中国风能资源非常丰富,主要集中在三北地区及东部沿海风能丰富带。

风力发电产业市场巨大,竞争激烈。据估计,2006到2010年之间,我国风电叶片的需求量大约在7000多片,2011到2020年的需求量则将达到惊人的50000片。巨大的市场前景使得目前风机行业的竞争空前激烈。整机方面,目前国际市场格局已初步成型。2005年全球超过75%的市场份额被丹麦Vestas、西班牙Gamesa、德国Enercon和美国GE WIND四家企业占据,新进入企业的生存空间不大;国内的整机生产企业中,新疆金风、浙江运达、大连重工集团、东方汽轮机厂等几家的市场前景被业界看好,这其中又以新疆金风科技在国内品牌中的市场份额最大。叶片市场的情况与整机基本类似,单是丹麦LM Glasfiber公司一家就占据了国际市场40%以上的份额,其产品被GE WIND、西门子、Repower、Nordex等公司全部或部分采用;另外Vestas和Enercon公司也拥有各自的叶片生产部门。国内的叶片生产企业主要有中航保定惠腾、连云港中复连众复合材料集团等。

风电叶片作为风力发电机组系统最关键、最核心的部件之一.叶片的设计及其采用的材料决定着风力发电机组的性能和功率,也决定着其电力成本及价格。复合材料在风力发电上的应用,实际上主要是在风电叶片上的应用。风电叶片占风力发电整个系统成本的20%到30%。制造叶片的材料工艺对其成本有决定性影响,因此材料的选择、制备工艺的优化对风电叶片十分重要。

1.中国风能资源及其分布

1.1中国风能资源

据有关研究成果预测,我国风能仅次于俄罗斯和美国,居世界第三位,理论储32260GW,陆地上离地10m高可开发和利用的风能储量约为2.53亿kw(依据陆地上离地10m高度资料计算),近海(水深不超过10米)区域,离海面10米高度层可开发和利用的风能储量约为7.5亿kW,共计10亿kW,风能资源非常丰富。

1.2中国风能资源分布

风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿以及“三北”(东北、华北、西北)地区。另外,内陆也有个别风能丰富点,海上风能资源也非常丰富。“三北”地区包括东北3省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等省自治区近200km宽的地带,风功率密度在200~300W/m2以上,有的可达500W/m2以上,可开发利用的风能储量约2亿kW,约占全国陆地可利用储量的79%。该地区风电场地形平坦,交通方便,没有破坏性风速,是我国连成一片的最大风能资源区,有利于大规模的开发风电场。包括山东,广西和海南等省市沿海近10km宽的地带,年有效风功率密度在200W/m2以上,沿海岛屿风功率密度在500W/m2以上,风功率密度线平行于海岸线,可开发利用储量为0.11亿kW,约占全国陆地可利用储量的4%。东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。我国有海岸线1800km,岛屿6000多个,大有风能开发利用的前景。

2.近年来中国风电产业发展

2.1产业发展现状

2000至2009年10年间,中国风能产业飞速发展,风能累计装机的容量平均的怎张速度高达72.8%。从2005年起,总装机容量的增长速度超过了100%。截止到2009年12月31日,中国(不含台湾省)风电累计装机超过1000MW的省份超过9个,其中超过2000MW的省份4个,分别为内蒙古(9196.2MW)河北(2788.1 MW)辽宁(2425.3MW)吉林(2063.9MW)内蒙古2009年当年新增装机5545MW,累计装机9196.2MW,实现150%的大幅度增长。

从风电零部件制造方面来看,据统计,2004年中国仅有6家风力涡轮机制造商,2009年这一数字已提高到80家以上。已开始生产的内资叶片企业52家,轴承企业16家,齿轮箱企业10家,变流器企业12家,塔筒生产企业则有近100家。其中,叶片制造企业中复连众、中材科技年供货已超过500套,中航惠腾年供货超过2000套;轴承制造企业洛轴、瓦轴、天马等已具备批量主轴轴承生产供应能力齿轮箱制造企业中南高齿年产超过3000台,大重减速机超过2000台、重齿超过1000台;

从风电整机制造方面来看,2009年,华锐风电、金风科技和四川东汽继续保持市场前“三甲“的位置,华锐新增装机34.5万kW,金风新增装机272.2万kW,东汽新增装机203.5万kW。联合动力以装机容量768MW,占中国新增市场5.6%的优势,排名全国第四。随着国产整机产能释放及零部件配套能力增强,产业链瓶颈将消除,产业发展迅速;风电设备市场呈现寡头垄断格局,避免了市场无序竞争,有利于领头企业做大做强。2009年我国新增风电装机及累计装机排名前10名制造企业市场份额。内资变流器制造企业供应能力增强,质量获得客户认可。可见,国内风电零部件产业发展的繁荣景象。

2.2国家的优惠政策

中国颁布的政策主要从两个方面扶持风电行业,一方面是通过财政补贴、电网全额收购、确定风电并网价格,以保证风力发电项目合理盈利,从经纪商进行促进;另一方面是在国内市场启动的同时,扶持风机制造业发展,为中长期的风电产业发展奠定基础。归纳为一下四大点:

(1) 风电全额上网

2006年1月1日开始实施《可再生能源法》。该法要求电网企业为可再生能源电力上网提供方便,并全额收购符合标准的可再生能源电量,以使可再生能源电力企业得以生存,并逐步提高其能源市场的竞争力。

(2) 财税扶持

考虑到现阶段可再生能源开发利用的投资成本比较高,《可再生能源法》还分别就设立可再生能源发展专项资金为加快技术开发和市场形成提供援助,为可再生能源开发利用项目提供有财政贴息优惠的贷款,对列入可再生能源产业发展指导目标的项目提供税收优惠等扶持措施作了规定。

(4) 上网电价

当前风电定价采用特许权招标方式,导致一些企业以不合理的低价进行投标。风电特许权招标先后作出了三次修改,总的看来,电价在招标中的比重有所减少;技术、国产化率等指标有所加强;风电政策已由过去的注重发电专项了注重扶持中国企业风电设备制造。目前,有关部门正在抓紧研究风电电价调整的具体办法,调整的原则将有利于可再生能源的开发,特许权招标的定价方式有可能改变,2008年1月第五期风电特许权招标采取中间价方式,就是一个最新的尝试和探索,避免了恶性低价的竞争局面,有助于风电电价开始向理性回归,有利于整个风电产业的发展。

(4) 国产化率要求

2005年7月国家出台了《关于风电建设管理有关要求的通知》,明确规定了风电设备国产化率要达到70%以上,为满足要求的风电场建设不许建设,进口设备要按章纳税。2006年风电特许权招标原则规定:每个投标人必须有一个风电设备制造商参与,而且风电设备制造商要向招标人提供保证供应复合75%国产化率风电机组承诺函。投标人在中标后必须并且只能采用投标书中所确定的制造商生产的风机。在政策扶持下,2007年风机国产化率已经达到56%,2010年风机国产化率也达到85%以上。

2.3风电产业发展趋势

我国海上资源丰富,发展海上风电,将依托于风能资源丰富的海域,同时以“建设大基地、融入大电网”的方式进行整体规划和布局。目前,我国海上风电开发已经启动,国内对大容量风电机组的需求也在增加,国内风电制造企业纷纷开发大容量海上风电机组。华锐、金风、东汽、联合动力、湘电、明阳等都已开始5MW及以上风力发电机组研发。相信随着整机及零部件技术的不断进步,大容量海上风电的规模化化发展。

3.复合材料在风电叶片上的应用

风力发电装置最核心的部分是叶片,叶片的结构与性能将直接影响到风力发电的效率及性能。风电叶片的成本占整个风力发电装置成本的20%左右,因此采用廉价、性能优异的复合材料成为了许多企业研究的方向。现在使用比较多的复合材料有玻璃纤维增强聚酯树脂、玻璃纤维增强环氧树脂,局部采用玻璃纤维或者碳纤维增强环氧树脂作为主承力结构。

3.1碳纤维增强复合材料及其优点

碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得的微晶石墨材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料。它的比重不到钢的1/4。碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MP以上,是钢的7~9倍。抗拉弹性模量为材料的强度与其密度之比可达到2000MPa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59MPa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。材料的比强度愈高,则构件自重愈小,比模量愈高,则构件的刚度愈大。碳纤维的轴向强度和模量高、无蠕变。耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好。但其耐冲击性较差,容易损伤,在强酸作用下发生氧化,与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此,碳纤维在使用前须进行表面处理。

使用碳纤维增强复合材料能大幅度减少叶片的重量 ,而且比一般的玻璃纤维的增强体模量高3到8倍,可以用于大型风机叶片。碳纤维复合材料具有优异的抗疲劳特性,与树脂混合后能够抵抗恶劣的天气条件。

3.2TM玻璃纤维增强复合材料

TM玻璃纤维具有高强度、高模量的性能,具有较高的抗拉强度、弹性模量、耐疲劳强度、耐性和耐化学腐蚀性。其密度为2.59-2.63g/cm3,拉伸强度为3000~3200MPa,模量为84~86GPa。是大型风电叶片的首选,但是其密度相比于上述的碳纤维增强体要高,所以其缺点是重量太大。TM玻璃纤维中不含硼和氟,是一种环保型的材料。

4.结论

我国是最早利用风能的国家,国家对风能这种清洁的可再生能源的高度重视,新型复合材料在风电叶片上的应用有利于风电产业的发展,我国风电业将进入一个崭新的大规模高速发展阶段。

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第二篇:风力发电的原理

利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三公里的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一般热潮,为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行,我国也在西部地区大力提倡,小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统;风力发电机+充电器+数字逆变器,风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成,每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13-25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电。使风力发电机产生的电能变成化学能,然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。通常人们认为风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定,总想选购大一点的风力发电机,而这是不正确的,目前的风力发电机只是给电瓶充电,而由电瓶把电能贮存起来,人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小,而不仅是机头功率的大小。在内地,小的风力发电机会比大的更合适。因为,它更容易被小风量带动而发电,持续不断的小风,会比一时狂风更能供给较大的能量,当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能,也就是说一台220W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合作用,获得500W甚至1000W乃至更大的功率出。使用风力发电机,就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电,其节约的程度是明显的,一个家庭一年的用电只需20元充电瓶液的代价。由于现在技术的进步,均采用先进的充电器、逆变器,风力发电成为有一定科技含量的小系统,并能在一定条件下代替正常的市电,山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯,高速公路可用它做夜晚的路标灯;山区的孩子可以在日光灯下晚自习;城市小高层楼顶也可用风力电机,这不但节约而且是真正绿色电源,家庭用风力发电机,不但可以防止停电,而且还能增加生活情趣,在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区,风力发电机正在成为人们的采购热点,无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务。使人们看电视及照明用电与城市同步,也能使自己劳动致富。

另外,大型发电风电场址的确定,一般需要达到两个要求:一是场址的风能资源比较丰富,年平均风速在6米/s以上,年平均有效风功率密度大于200米/m2,年有效风速小时数(3-25m/s)不小于5000小时。二是场地面积需达到一定的规模,以便有足够的场地布置风机。

第三篇:我国风力发电的发展

在我国,发展风能具有很大现实意义,不仅是环保原因,我国确实具有巨大的风能资源。我国幅员辽阔,海岸线长,风能资源非常丰富,既有陆地的、也有海上的。据中国气象科学研究院测算,我国东南沿海及其附近岛屿是风能资源非常丰富的地区,有效风能密度大于或等于 200W/m2的等值线平行于海岸线,沿海岛屿有效风能密度在 300W/m2以上,全年风速大于或等于 3m/s 的时数约为 7000~8000h,大于或等于 6m/s 的时数为 4000h。 新疆北部、内蒙古、甘肃北部是风能资源丰富地区,有效风能密度为 200~300W/m2,全年风速大于或等于 3m/s 的时数为 5000h 以上,全年风速大于或等于 6m/s 的时数为 3000h 以上, 黑龙江、吉林东部、河北北部及辽东半岛的风能资源也较好,有效风能

1.3.1 小型风力发电行业的现状

我国于 20 世纪 50 年代后期开始风力发电技术的研究工作,1957—1958 年在江苏、吉林、辽宁、新疆等地建造了一些功率在 10kW 以下、风轮直径在 10 米以下的小型风力发电装置,但由于受当时的技术经济条件限制,其后处于停滞状态。我国较大规模地开发和应用风力发电始于 20 世纪 70 年代。我国自主开发研制生产的小型风力发电机,解决了居住分散的农、牧、渔民的生产生活用电。20 世纪 80 年代初,我国把小型风力发电作为农村电气化的措施之一,供农村一家一户使用。特别是在内蒙古地区由于风自然资源丰富和当地群众的需求,并得到了政府的支持,小型风力发电机的研究和推广得到了长足的发展,对于解决边远地区居住分散的农牧民群众的生活用电和部分生产用电起了很大作用。我国目前生产的小型风力发电机按额定功率从100W 到 10kW 共十种。其主要技术特点是:2~3 个叶片,侧偏调速、上风向,配套高效永磁发电机,再配以尾翼、立杆、底座、地锚和拉线。其中以户用微型机组技术最为成熟,有 50,100,150,200,300,500W 微型机组系列定型产品,并进行批量生产,不但满足了国内需求,还远销国外。

到 2006 年底,我国从事小型风力发电机组及其配套件开发、研制、生产的单位达到 78 家,其中:大专院校、科研院所 15 家,生产制造单位 38 家,配套件生产单位 25 家,目前我国小型风力发电机的年生产能力达 8 万台。从 1983—2006 年底,全国各生产厂家累计生产各种小型风力发电机组达 37.6 万余台,总容量为 6.52 万 kW,预计年发电量约

1.33 亿 kWh。所生产的小型风力发电机组,除满足国内用户需要外,还出口远销到 25 个国家和我国台湾、香港地区,累计出口各种小型风力发电机近 1.7万余台。我国小型风力发电机保有量、年产量、生产能力均列世界之首

自 20 世纪的最后两年以来,全世界风力发电的装机容量快速增长,特别是在欧洲,为了实现减排温室气体的目标,对风电执行较高收购电价的激励政策促进了风电技术和产业的发展,风电成本继续下降。由于海上风能资源比陆地丰富,海上风电场在欧洲已经从可行性示范进入商业化示范阶段。风电机组技术继续向着增大单机容量的方向发展,正在研制风轮直径超过 100m 的 5MW 机组,预计 2013 年,单机容量达到 15MW。1996 年至 2000 年世界上风电增长率 5 年平均达到 31%,2000 年末装机总容量为 1770 万 MW,2001 年末达到 2447 万 MW,一年增加 677 万 kW,增长率为32%,说明风电高增率趋势仍然继

续。2004 年全世界新增装机容量为 8000MW,2004年底全世界风电装机总容量为 47000MW,并作了 2020 年风电达到世界电力总量的12%的规划蓝图(即风力 12)。2005 年世界各国风电装机容量排在前十名的国家是德国、西班牙、美国、丹麦、印度、意大利、荷兰、英国、日本和中国。

世界上,在小型风力发电方面,中国和美国主要生产制造功率为 300W 到 3kW风力机,其中美国在 3kW 到 10kW 小型风力机上占明显优势。在欧洲,主要生产制造功率为 300W 到 100kW 风力发电机。到 2020 年,美国预计安装小型风力机容量为50000MW,可解决 10000 人就业。英国正在研制屋顶用小型风力发电机。世界各国的小型风力发电机正在努力向着:运动部件少、维护少、寿命长、采用新的电力电子技术和计算机技术等方向发展

我国的风力发电事业始于 20 世纪 50 年代,目前已经形成一定的规模。在大型风电方面,拥有 750kW 以下各类风力发电设备的制造能力,2006 年 1 月 28 日,首台兆瓦级变速恒频双馈异步风力发电机及控制装置研制成功,填补国内空白。2006 年 1月 10 日,

1.2MW 永磁直驱风力发电机在哈尔滨试制成功,它是我国自主创新研制的容量最大的风力发电机。到 2005 年,全国 15 个省(自治区)已建风电场 62 座,累计运行风力发电机组 1864 台,总容量 126.6 万 kW。2010 年目标为总容量 500 万 kW,2020 年目标为总容量 3000 万 kW,2050 年预计达到 3-5 亿 kW 装机容量。但是,目前我国自行研制和开发大型风力发电机组的技术力量与国外相比相差很多,继续加大对风力发电技术研究的投入,实现关键技术的国产化是保证我国风电事业的持续稳定发展的当务之急。

设计了风力机电动变桨距系统方案,变桨距机构采用单片机控制,并搭建好电动变桨距风力机的试验样机。通过对风力样机做测试,得出风力机组的力矩与风速比的一些重要数据。并通过Matlab51mu11nk软件分别在风速低于额定风速和在额定风速左右两种情况下进行仿真,最终提出的控制规律进行的变桨距调节能满足风力机的功率控制要求,为后续研究做好铺垫工作。

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参考网站:

第四篇:风力发电的预测及前景

风力发电的预测及前景随着全球经济的发展,风能市场也迅速发展起来。随着技术进步和环保事业的发展,越来越受到世界各国的重视。作为一种清洁能源,风力发电不会产生温室气体排放,对环境无害,而且风力发电机在30年的使用期内几乎不用维修,也无需添加燃料,具有许多其它发电方式无法比拟的优势.虽然风力发电有这么多的优点,但是采用目前的技术建造这样一座发电场,费用相对昂贵。比如海上风力发电厂,除了需要庞大的水上发电网络,还要配备与陆上电网联接的各种辅助设施,在前期建设时需要大量资金投入.目前,科学家正在努力解决这些难题,以降低海上风力发电的成本。在我国,现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。我国的风力资源极为丰富,绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上,特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿,平均风速更

问题一:通过新疆某风力发电厂2009年一整年采集的数据,预测该厂未来

的年发电量。

问题二:根据你的预测分析,谈谈你对未来我国风力发电前景的看法。

第五篇:风力发电的发展及优势分析

摘要:为解决传统能源污染环境较严重及其利用率不足的问题 ,各国均大力倡导开发新能源,发展低碳电力。风能作为一种无污染 、可再生 、占地少、 开发利用技术成熟的新能源,在世界各国得到了发展和利用。阐述了中国的风电发展现状,回顾了世界风电的发展,从环境、经济、产业等方面与其他部分发电方式对比,分析风电的优势。

关键词:风力发电、发展、综述、优势

引言:风能是一种洁净的 、储量极为丰富的可再生能源,受化石能源日趋枯竭 、能源供应安全和保护环境等的驱动 ,自20世纪70年代中期以来.世界主要发达国家和一些发展中国家都重视风能的开发利用。风能将是21世纪最有发展前景的绿色能源,是人类社会可持续发展的主要新动力源。尽管我国近几年风力发电年增长都在50%左右,但装备制造水平与装机总容量与发达国家还有较大差距。我国现有风电项目的设备98% 是进口的,有一半资金利用的是国际组织和外国政府的赠款或贷款。从我国的风电发展道路看我们还处于技术示范阶段。 从国产机组商业化发展途径看,我们正在技术示范的开始阶段。风电相比于目前处于主导地位的火电、水电、核电有其优势的一面,文章中将进行具体分析。

1、 风能

风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW,其中可利用的风能为2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。目前世界环境情况正在日益恶化,其中,利用煤炭、天然气、石油等燃料发电所产生的温室效应是一个重要因素,而核能发电则面临核废料的处理问题,不利于环境保护。随着世界性能源危机的加剧和全球环境日趋污染,许多国家都更加重视洁净的 新能源和可再生能源的研究、开发和利用。风能作为清洁、 可再生能源具有许多优点:取之不尽、用之不竭、就地可取、不需运输、分布广泛、分散使用、不污染环境、不破坏生态、周而复始、可以再生。就世界范围而言,风力发电是新能源领域中技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一。风力发电几乎不消耗矿物质和水资源,与常规燃煤、燃油发电方式相比,具有可减排烟尘及污染物、调整改善电力工业结构 、推进技术进步等各种优点,风力发电的经济指标逐渐接近清

洁煤发电。因此备受世界各国的关注,目前已在世界上几十个国家得到了 广泛的开发和利用。

2、 世界风电发展状况

作为最具竞争力的新能源类型之一 ,风电不仅在能源安全和能源供应方面扮演着重要作用,也在经济增长、大气污染防治和温室气体减排中扮演了重要作用。美国、德国、法国、丹麦等发达国家都对发展风能投入了高度的关注,并积极出台并实施促进风电发展的相关政策、措施,极大地推动了世界风电产业的发展。今天,各国风力发电工业正以其不同的方式在提高,风力发电的经济性,各国公司都在想方设法提高现有的技术水平,选择最优秀的设计方案。根据统计报告:截止2009年底,全球风电装机容量达到1.58亿KW,累计增长率达到31.9%,全球有超过100个国家涉足风电开发,其中有17个国家累计装机容量超过百万千瓦。世界风电行业不但已经成为世界能源市场的重要成员 ,并且在刺激经济增长和创造就业机会中正发挥着越来越为重要的作用。

3、 我国风电发展

3.1发展历史

我国从上世纪50年代就开始了风力发电的研究和实验,70年代中期内蒙古进行了风力发电机的制造和使用,1978年,原水利部将研制风力发电作为国家重点科研项目,1983年又开始了风力发电的实验和推广,进入90年代风力发电由试验阶段步入商业化阶段。1986年4月,中国在山东建设成 第一个示范风电场,开启了中国风电发展之路,从此我国风电事业迅速发展,2005年,《可再生能源法》颁布实施,法律和政策明确支持风电等新能源的建设, 风电发展进人快速阶段。截止2009年年底,中国陆地装机已经超过25.0G W,位居全球第二。

3.2风能资源利用状况

我国风能的实际可开发总量是 253GW,东南沿海及附近岛屿,新疆、内蒙古和甘肃河西走廊,东北、西北、华北和青藏等地区属我国的风资源丰 富区, 每年风速在 6 m/s以上的时间近4000 h左右。一些地区年平均风速可达 7 m/s以上,具有很大的开发利用价值。2004年底,我国在14个省市、自治区共建设有风力发电场43座,这些风电场主要分布在“ 三北” 地区和东南沿海 ,总装机规模达764.37MW,占我国电力总装机规模的0.17%, 电量只占总电量的0.08%。2004年较2003年新增风电机组250台,新增装机容量197.35MW,年装机容量增长率达34.8%。2005年底,风力发电总装机达到1262.26MW,比2004年增加498MW。预计到201

5年底,全国风电总装机规模达到15000MW,重点建设东南沿海和河北(包括北京) 等地的风电项目,同时在东南沿海开展海上风电项目的建设。 到2020年底, 争取风电总装机规模达到30000 MW,重点建设若干100万kW 级大型风力发电基地,并在近海海域建设若干个海上风电项目。

3.3风电的政策扶持

我国主要从两个方面扶持风电行业,一方面通过财政补贴、电网全额收购以保证风力发电项目合理盈利,从经济上进行促进。另一方面是在国内市场启动同时,扶持风机制造业发展,为中长期风电产业发展奠定基础,归纳为以下四点:

(1)风电能源全部上网

2006年1月1日开始实施《可再生能源法》,该法要求电网企业为可再生能源电力上网提供方便,并全额收购符合标准的可再生能源电量。

(2)财税上扶持

考虑到现阶段可再生能源开发利用的投资成本比较高,为加快技术开发和市场形成,《可再生能源法》规定设立可再生能源发展专项资金,为可再生能源开发项目提供有财政贴息优惠的贷款,此外,对风电按8.5%的税率征收增值税。

(3)风电特许招标政策

2006年1月,国家发展和改革委员会出台《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》,提出了风电电价确定的原则,即对风力发电项目的上网电价实行政府指导价,电价标准由国务院价格主管部门按照招标形成的价格确定。

(4)国产化率要求

2005年7月国家出台《关于风电建设管理有关要求的通知》,明确规定了风电设备国产化率要达到70%以上,未满足国产化率要求的风电场不许建设,进口设备要按章纳税,在政策扶持下,2010年风机国产率已达到85%.

3.4风电发展困难

3.4.1 产能相对过剩

风力发电是每个国家鼓励发展的新兴产业,近几年,在中国产业政策支持和技术进步的推动下,风力发电成为社会投资热点,然而在一些建设项目上由于没有严格按项目建设程序审批,对风力发电项目呈现非理性一哄而上、重复建设和低水平扩张的状态,甚至是恶性竞争,这致使风电在一定程度上出现相对过剩。

3.4.2 依赖进口技术

在风力发电机的核心技术和关键零部件方面,中国国产技术工艺水平与欧美相比还存在着较大的差距。目前,我国风能发展中技术创新还很薄弱,缺乏有自主知识产权的核心技术。因此各风力发电企业大都走的是引进路线,严重依赖进口,进口以后不加以改造就直接安装运行,缺乏核心技术和自主创新能力,致使风电成本居高不下,风电价格居高不下,行业利润普遍较低。

3.4.3 风电的不稳定性

常规电力系统中,发电厂根据电网的电压波动和频率波动,负载情况随时调节。这对维持系统电压和频率的稳定有着重要的意义。然而基于风能不稳定,波动大,季节影响性大等诸多特点,现行的电网运行规章在这一点上一般对风电场并没有要求。

3.4.4 环境不良影响

风电对环境的不良影响主要有:噪声,电磁辐射,安装和检修风机形成的油污染,对生态植被的影响,建设对鸟类的影响,风能作为清洁无污染的能源,然而风电设备的建造却面临着难以解决的环境问题。

4、 风电的优势分析

4.1环境优势

相对于火电,风电对环境的正面影响是不会向大气排放氮氧化合物、二氧化硫,以及粉尘等污染物和二氧化碳。现代火电厂对于煤的脱硫脱氮处理有一定办法,但是对于温室气体的主要原因二氧化碳却不能有效减排,风电不排放有害气体,是其作为清洁能源的主要原因之一,发展风电对于减少排放温室气体,抑制全球气候变暖带来的危害具有重要作用。另外,风能相对于煤炭,属于可再生能源,当今世界走可持续发展道路成为世界各国的共识,对于火电等,属于消耗化石能源的不可持续发展模式,20世纪以来,全球化石能源使用量急速上升,化石能源面临枯竭。而风能取之不尽,用之不竭,符合可持续发展的环境要求。

核电曾因一度作为清洁高效能源,世界各国争相投资发展,但是自从2011年3月日本福岛核电站泄漏事故开始,人们开始对核电的环境问题展开思考。核电站反应堆发生事故时,大量放射性物质会通过各种途径排入环境。反应堆排出的废液和废气中的放射性核素,1986年4月26日,前苏联(现乌克兰境内)的切尔诺贝利核电站4号机组发生爆炸,8吨多强辐射物质倾泻而出,使5万多平方公里的土地受到污染,320多万人遭受核辐射的侵害。

事故发生后,发生爆炸的4号机组被用钢筋混凝土封起来,电站30公里以内的地区被定为“禁入区”。20多年过去了,这场核事故造成的生态灾难后果远未消逝。据不完全统计,目前乌克兰共有包括47.34万儿童在内的250万核辐射受害者处于医疗监督之下。核辐射导致甲状腺癌的发病率增加了10倍多,部分东欧国家也受到一定程度的核污染。大量的放射性核素碘-131和衰变期很长的铯-137通过空气的流动扩散,严重污染了事发地点周边的空气、土壤和河流,破坏了当地自然环境以及生态系统。据估测,事故的后果还要经过一个世纪才能完全消除。相比于核电事故对人类和环境带来的巨大危害,风电设备即使发生严重事故,对环境造成的影响也是十分微弱的,符合安全能源的要求,这也是福岛核电站事故后世界各国由核电转向对风电大力发展的重要原因。

4.2经济优势

风电价格较高,被认为是影响风电发展的重要因素。

目前风电的价格比火电的价格高出一倍多,但人们忽略了其背后的社会成本,而仅是习惯性地考虑企业成本。如果算入环境污染等其他成本,风电要便宜得多。从趋势上看,风力发电成本呈下降趋势,目前已经下降到每千瓦/时0.5~0.6元,这已经是风电的全部成本。随着技术的进步,成本还会进一步下降。与火力发电相比,风电还有一个最大的优势是其环境效益。目前火力发电的不完全成本已经达到每千瓦/时0.2~0.3元,这其中不包括所排污染物的处理成本,而且,火力发电还受到化石能源价格浮动的影响。风能取之不尽,没有原料成本。风力发电1亿千瓦时,可节约3万吨标煤,减少9万吨二氧化碳的排放,节约淡水20多万立方米。这些能源与环境因素折算成经济效益的话,风电要比火电经济优势明显很多。

再以水电价格为例,它比风电低很多。但水电价格机制未能全面反映电力供求关系、水资源价值和水电开发环境损害成本。现行的水电上网价格根本不足以支撑水电站建造的移民补偿和环境保护成本。另外,水电站建造的一次性经济投资和人力投资远高于风电站建造,并且消耗大量时间,对周围居民的影响更是不可补偿。就开发现状和趋势而言,第一,水电本身已经很少有可供开发的新资源,例如广西水电资源已接近饱和开发。第二,水电并购的成本非常的高,难度也很大。第三,水电价格长期的偏低,导致水电营业一直处于保本的边缘。由此可见,风电比水电经济效益更好。

4.3产业优势

相对于发展时间较长的火电产业和水电产业,风电属于新兴发展产业,其前景及潜力远远高于其他电力产业。就目前而言,风电产业已经具备了三大市场条件推动产业提速:

首先,行业增速放缓。经过近5年每年超过100%的市场扩张,今年风电市场迎来一个明显的转折点。2010年中国风电年新增装机增长50%,2011-2012年增速小幅放缓至30%。

其次,产品价格低。就目前的价格水平,下降空间已经不大,可以看作行业价格的底部区域,已经接近市场可接受价格范围。

第三,行业集中度进一步提高。便于风电产业集中发展。

另外,风电正属于高速发展期间,其发展潜力远高于其他电力产业。对于风电相关产业,如主要的零部件制造商,齿轮箱、电机、叶片、电控系统、变压器、轴承等,相比于其他电力产业,风电制造业有着广阔的发展前景,这些相关产业能带来巨大效益,也能提供很多工作岗位,为提高我国就业率,拉动地区经济发展的提高带来巨大积极影响。

结语:能源节约与资源综合利用是世界经济和社会发展的一项长远的战略方针,风能发电具有巨大的发展前景,大力发展风力发电既可以减少环境污染,又可减轻越来越大的能源短缺压力。我国的风力发电发展已经上路,国家政策支持及时到位,为大力发展我国风电事业奠定了坚实基础。对于风电发展面临着的问题,首先政府要给风力发电的发展给予一定的鼓励政策。其次要实现风力发电及大型风力发电装置国产化,降低成本,否则风力发电的发展仍会受到严重制约。三是引进技术,因地制宜,按不同的地区选择不同的建设规模 。风力发电具有其他电力行业无可比拟的优势,无论是从环境、经济、产业上,经过分析都可以得出风电为目前最具有发展潜力和发展必要的可持续发展行业。相信我国会乘着风电发展的浪潮,让我国风电事业发展迈向新的台阶。

参考文献:

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