風能“點風成金”

    風是地球上的一種自然現象，它是由太陽輻射熱引起的。太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產生溫差，從而引起大氣的對流運動形成風。風能是指地球表面大量空氣流動所產生的動能。由于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動，即形成風。風能資源決定于風能密度和可利用的風能年累積小時數。風能密度是單位迎風面積可獲得的風的功率，與風速的三次方和空氣密度成正比關系。風能屬于一種非耗減性的自然資源，分布廣泛，資源總儲量大，利用過程不排放對環(huán)境有害的物質，其取之不盡、用之不竭、不污染環(huán)境、不破壞生態(tài)的特點決定了在保證未來人類社會永續(xù)發(fā)展中必然扮演重要角色。利用潔凈的能源（可再生能源）是人類社會文明進步的表現、是科學技術的發(fā)展、是環(huán)保理念的體現。潔凈能源包括太陽能、風能、潮汐能、生物能等，這都是可再生取之不盡的能源。特別是風能技術最為成熟，經濟可行性較高，是一種較理想的發(fā)展能源。地球上的風能資源非常豐富，開發(fā)潛力巨大。世界氣象組織預計全球風能總資源量約53萬億千瓦時，約是水力資源的10倍，相當于1.08萬億噸標準煤產生的能量，約是全世界目前能源消費量的100倍，目前已開發(fā)的風能僅占全球風能資源微不足道的一小部分。隨著全球氣候變暖和能源危機，各國都在加緊對風力的開發(fā)和利用，盡量減少二氧化碳等溫室氣體的排放，保護我們賴以生存的地球。

    美國總統奧巴馬在其就職演講中提到：“我們將利用太陽、風和土壤來為我們的汽車和工廠提供能源。”美國是世界上最大的能源消耗國和總體科技實力最強的國家，新任總統如此表態(tài)，無疑將對風能技術的研發(fā)和應用產生重要影響。在大力支持新能源發(fā)展的歐盟，風能開發(fā)居所有可再生能源開發(fā)之首。僅2007年，歐盟成員國總體風力發(fā)電能力就增加了850萬千瓦，達到近5700萬千瓦，占到歐盟電力供應的近4%。在歐盟成員國中，風能發(fā)展最為迅速的是丹麥、德國和西班牙，其次是法國、英國和意大利。風能已經成為很多國家的主流電力來源，目前，全球已有75個國家在利用風能……“有意思的是，絕大部分的風能產業(yè)增長發(fā)生在工業(yè)化國家以外，” 全球風能理事會主席Klaus Rave說。“2030年之前，我們預期全球一半以上的風電場會建立在發(fā)展中國家和新興經濟體內。”風能將成為世界新能源格局中的重要力量。

    我國風能資源豐富，潛力巨大。按照國家發(fā)改委《全國風能資源評價技術規(guī)定》估算，我國陸地上離地面10米高度處的風能資源理論儲量約為43億千瓦，技術可開發(fā)量約為3.8億千瓦。中科院地理所估算我國近海10公里范圍內10米高的風能資源超過19億千瓦。據氣象局測風專家預測，我國陸地可開發(fā)和利用的風能資源容量約6-8億千瓦，近海可開發(fā)利用的風能資源容量約1-1.5億千瓦，共計8億千瓦左右。

    風能的利用主要是以風能作動力和風力發(fā)電兩種形式。以風能作動力，就是利用風來直接帶動各種機械裝置，如帶動水泵提水等。風力發(fā)電，就是把風的動能轉變?yōu)闄C械能，再把機械能轉化為電能。通過風力的清潔和安全發(fā)電方式，不消耗化石燃料以及用于冷卻的珍貴淡水資源，并且不排放溫室氣體或有害的空氣污染物，可以貢獻清潔和安全的電力。國際風能理事會2009年12月14日在哥本哈根氣候變化大會上表示，風力發(fā)電對于實現碳減排潛力巨大，發(fā)達國家當前減排承諾的相當大一部分單靠風能發(fā)電就能夠實現。據該理事會測算，到2020年全球風力發(fā)電規(guī)模將達到2600萬億瓦時（TWh），相當于減排15億噸二氧化碳。按照發(fā)達國家目前提出的減排指標，僅相當于2020年在1990年基礎上減排13%到20%。風能單一行業(yè)的減排就相當于發(fā)達國家承諾總體減排量的42%到65%。原國家發(fā)展改革委副主任、國家能源局局長張國寶曾指出：“發(fā)展風能、太陽能、核電等清潔能源和新能源，將成為下一輪經濟發(fā)展新的增長點，是能源結構調整的主攻方向，也是應對全球氣候變化、確保能源安全的重大舉措。”

    風力發(fā)電“風生水起”

    風力發(fā)電是新能源的主力軍，風電行業(yè)風生水起。隨著國際上風電技術和裝備水平的快速發(fā)展，風力發(fā)電已經成為目前技術最為成熟、最具規(guī)模化開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的新能源技術。目前，風電在全球100多個國家和地區(qū)都有應用，在電力供應中占有很高的比例，例如丹麥的風電已超過整個電力供應的20%，西班牙達到了14.3%。未來各國風電發(fā)展目標更加宏偉，丹麥計劃2025年風電占到整個電力的50%，美國提出了2030年風電占整個電力的20%目標，歐盟2020年20%可再生能源電力的目標中將有一半來自風電。

    德意志銀行最新發(fā)布的研究報告預計，全球風電發(fā)展正在進入一個迅速擴張的階段，風能產業(yè)將保持每年20%的增速，到2015年時，該行業(yè)總產值將增至目前水平的5倍。從目前的技術成熟度和經濟可行性來看，風能最具競爭力。從中期來看，全球風能產業(yè)的前景相當樂觀，各國政府不斷出臺的可再生能源鼓勵政策，將為該產業(yè)未來幾年的迅速發(fā)展提供巨大動力。全球風能理事會（GWEC）和環(huán)境組織綠色和平（Greenpeace）2010年10月12日在北京公布了《全球風能展望2010》報告，報告指出，風能到2020年可滿足全球12%的電力需求，在2030年更可達至22%。風電能夠在減少主要溫室氣體排放的同時，滿足全球日漸增長的能源需求。報告預期全球的風電裝機容量到2020年可達10億千瓦，每年可減少15億噸的二氧化碳排放，這相當于“哥本哈根協議”中發(fā)達國家所作的2020年減排承諾的50%-75%。而到2030年，全球預期將有23億千瓦的風電裝機容量，總計可減少340億噸的碳排放。

    我國風電自20世紀90年代開始起步。1986年4月，我國山東榮成建成了第一個風電場，安裝了3臺55kW風電機組。自此之后，全國各地陸續(xù)建設了一批風電場。2000年以來，特別是可再生能源法實施以來，我國風電產業(yè)率先加速發(fā)展，目前已經開始規(guī)模化發(fā)展，具有了初步的產業(yè)體系輪廓，表現出了競爭力不斷增強的可喜發(fā)展勢頭，進入快速規(guī)模化發(fā)展階段。“十一五”期間是中國風電發(fā)展的高速增長期，也被人形容為“風馳電掣”的五年。從2005年開始，國內的風機總裝容量連續(xù)五年每年都翻番。截至2010年底，我國新增風電裝機1600萬千瓦，累計裝機容量達到4182.7萬千瓦，“雙居”世界第一。據國家能源局發(fā)布的消息稱，截至2011年3月中旬，我國風電裝機累計容量已經達4450萬千瓦。目前，甘肅酒泉、蒙東、蒙西、東北、河北、新疆、江蘇、山東等多個千萬千瓦風電基地正有序推進，蒙西和甘肅酒泉風電基地裝機均超過500萬千瓦，河北、吉林等多個地區(qū)裝機超過250萬千瓦。上海世博會期間，上海東海大橋10萬千瓦海上風電場并網發(fā)電，成為除歐洲之外世界上第一座海上風電場。隨后，總規(guī)模100萬千瓦的海上風電特許權項目也在江蘇啟動。2010年，風電發(fā)電量達到450億千瓦時，比上年增長63%。風電的發(fā)展，為中國政府減排工作打下了基礎。2009年12月的哥本哈根世界氣候大會上，我國做出承諾，到2020年中國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。要完成這個減排指標，除了對現有產業(yè)進行升級改造，主要靠發(fā)展和利用清潔能源來實現。積極促進風電的開發(fā)利用，是優(yōu)化能源結構，保障能源安全，緩解能源利用造成的環(huán)境污染，促進能源與經濟、能源與環(huán)境協調發(fā)展的重要的選擇，是建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會和實現可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

    在巨大市場需求的推動下，我國風電裝備制造業(yè)已經成為具有國際競爭力的優(yōu)勢產業(yè)之一，部分風電機組制造企業(yè)進入全球前十強，國內制造商已經占據中國市場份額的85%以上，并開始出口海外。據全球權威風電業(yè)咨詢機構BTM發(fā)布的2010年度《世界風能發(fā)展》報告顯示，依據2010年新增裝機容量和市場占有率等數據統計，中國的華銳風電以4386兆瓦新增裝機量和11.1%市場份額超過GE，位居全球第二，與排名世界第一的丹麥維斯塔斯（Vestas）的14.8%相差無多。之前，華銳風電在2009年的排名是全球第三，2008年是第七。而龍源電力依據累計裝機容量6969兆瓦成為排名在西班牙Iberdrola、美國NextEra之后世界第三大風電運營商，其占全球前15家風電運營商總裝機量的10.4%。我國風電裝備制造企業(yè)的技術創(chuàng)新能力也不斷增強，初步實現了大功率風電機組技術從引進消化、聯合設計到自主設計的轉化。我國企業(yè)在機組適應我國特殊環(huán)境和風況條件方面進行的大量創(chuàng)新，以及我國企業(yè)自主設計和開發(fā)的多兆瓦級風電機組下線和運行，都充分證明我國的風電技術已達到國際先進水平。市場規(guī)模的迅速擴大和技術創(chuàng)新能力的快速提升也促進了我國風電產業(yè)的全面發(fā)展，一個集原材料、零部件、整機和服務業(yè)的完整產業(yè)體系已初具輪廓。

    同時，我國已形成了以《可再生能源法》為核心的風電政策體系，電價更加合理、發(fā)展目標更加清晰、發(fā)電企業(yè)與電網的責任更加明確，為風電發(fā)展提供了非常有利的政策環(huán)境。已經取得的成績證明，資源、產業(yè)以及政策完全可以支撐風電在我國節(jié)能減排中擔當重任。更長遠地看，這些有利條件還可能支撐風電逐步邁向我國主流電源行列。

    根據2009年5月21日國家電網公司公布的智能電網計劃，到2020年，我國將全面建成統一的“堅強智能電網”。相應的，隨著風電等間歇性能源規(guī)模不斷增大，電力系統對大規(guī)模儲能技術的需要愈加迫切，將推動大規(guī)模儲能技術加速成熟。同時，經過10年的努力，我國可以建立完備的風電產業(yè)化體系。預計2020年之后風電將走上發(fā)展的快車道，到本世紀中葉成為我國能源結構中的支柱能源之一。根據2010年12月21日中國電力企業(yè)聯合會（簡稱中電聯）發(fā)布的《電力工業(yè)“十二五”規(guī)劃研究報告》，中國風電產業(yè)發(fā)展既符合國際社會倡導的低碳產業(yè)發(fā)展的潮流，也符合中國節(jié)能減排和產業(yè)結構調整的方向，是國家支持的戰(zhàn)略性新型產業(yè)。2011年6月16日，國際環(huán)保組織綠色和平和中國資源綜合利用協會可再生能源專業(yè)委員會共同發(fā)布《風光無限——中國風電發(fā)展報告2011》。該報告指出，在中國政府更加成熟穩(wěn)健的“十二五”可再生能源發(fā)展政策的強力支持下，中國仍將在未來幾年中領跑全球風電發(fā)展。

    從目前產業(yè)的實際發(fā)展形勢分析，我國的風電產業(yè)應該完全能夠滿足未來2030、2050年風電大規(guī)模發(fā)展的需要，風電產業(yè)應當不會成為未來風能資源開發(fā)的瓶頸性問題。風電作為目前技術成熟、發(fā)展?jié)摿�較大的可再生能源技術，可以且應該在中國的長期能源和電力供應中發(fā)揮更大作用。從當前國際能源技術發(fā)展的趨勢以及我國能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)分析，還沒有任何一種能源技術不受資源稟賦、技術水平、產業(yè)基礎、環(huán)境保護等各種條件的限制，能全部解決未來我們能源方面的問題。然而，除水能之外的所有可再生能源，風能無疑是世界上公認的最接近商業(yè)化的可再生能源技術之一——與太陽能、生物質能相比，風能的產業(yè)化基礎最好，經濟性優(yōu)勢最明顯，而且不存在生物質能所面臨的資源約束，另外也沒有任何大的環(huán)境影響。雖然風能的發(fā)展也仍舊面臨著很多技術性或非技術性的限制因素，但風能有理由成為未來我國可持續(xù)能源產業(yè)中重要的組成部分，在可預見的時間內（2030-2050年），風能都將是我國最有可能大規(guī)模發(fā)展的能源資源之一。

    海上風電“揚帆起航”

    隨著風力發(fā)電的迅速發(fā)展，地面風力發(fā)電需要占用土地，影響自然景觀，對周圍居民生活帶來不便等負面影響也逐漸顯露出來。海洋風能豐富且十分穩(wěn)定，風速高且容易預測，發(fā)電量比陸地高出20％—40％。隨著陸上風能的開發(fā)，土地資源日益緊張，陸地上的風機總數已經趨于飽和，海上風電將成為未來發(fā)展的重點。風電是世界范圍內發(fā)展速度最快的新能源，海上風電則代表了當今風電技術的最高水平，要求設備高可靠、易安裝、易維護，市場規(guī)模極大，風險也極高，備受各國關注，正在掀起投資熱潮。海上風電日益成為全球風電技術發(fā)展和產業(yè)競爭的前沿，是“方向中的方向”。海上風電是全球風電發(fā)展的最新前沿。對于海上風電發(fā)展的戰(zhàn)略地位，國家能源局副局長劉琦一語中的，“海上風電代表了國際前沿的風電發(fā)展水平，能否在全球具備產業(yè)競爭力，就要看一個國家或一個企業(yè)，在海上風電領域能否走在前列。”

    近幾年，全球風電行業(yè)發(fā)展逐漸從陸上擴展到了海上。2009 年間，全球近海風電新增機組共199 臺，裝機容量577MW，分布在丹麥、德國、挪威、瑞典和英國，總裝機容量為2056MW。

    據統計，2010年歐盟新增海上風電裝機約90萬千瓦，到2010年底，歐盟海上風電累計裝機容量已達到約300萬千瓦，在建和已獲得許可的建設規(guī)模超過2000萬千瓦。目前，英國是海上風電開發(fā)最多的國家，2009年實現新增裝機容量30.6萬千瓦，累計裝機容量89.4萬千瓦，2010年英國海上風電裝機突破100萬千瓦。愛爾蘭、荷蘭、瑞典、德國、比利時和芬蘭等國家，都在積極開發(fā)海上風電，這些國家已經達成合作框架，準備在該地區(qū)建設互相連接的海底輸電網絡，把海上風電輸送到該區(qū)域的大電網系統。歐盟已制定了海上風電發(fā)展規(guī)劃，提出到2020年達到4000萬千瓦、到2030年達到1.5億千瓦的發(fā)展目標。美國也在積極開發(fā)建設海上風電，2010年批準在馬薩諸塞州、1建設百萬千瓦級海上風電項目。2011年4月，美國能源部和內政部共同發(fā)布了《國家海上風電戰(zhàn)略：創(chuàng)建美國海上風電產業(yè)》，該計劃提出，到2020年，美國海上風電裝機將達1000萬千瓦，到2030年達到5400萬千瓦。

    我國大陸海岸線長18000千米，可利用海域面積300多萬平方千米，海上風能資源十分豐富。據數據，在我國5至25米水深的海域內，50米高度范圍內風電可裝機容量約為2億千瓦；而5到50米水深、70米高度的可裝機容量約為5億千瓦。我國海上風能的量值是陸上風能的3倍，具有廣闊的開發(fā)應用前景。我國在推進陸上風電快速發(fā)展的同時，也在海上風電方面積極開展了工作。2008年，我國在上海東海大橋海域開始建設首座海上風電場，項目全部采用國產3兆瓦風電機組，并于2010年6月世博會期間，全部并網發(fā)電。這是在歐洲之外唯一建成投產的海上風電場。2010年，國家能源局在江蘇省組織了4個海上風電特許權項目招標，共計100萬千瓦。招標采取打捆方式，投資企業(yè)牽頭，與風電機組制造企業(yè)、施工企業(yè)組成聯合體投標，最高的中標電價為每千瓦時0.73元，這表明海上風電已有良好的經濟性，規(guī)模化開發(fā)海上風電已基本具備條件。此外，我國已初步具備了海上風電設計、施工及設備制造的能力，開發(fā)建設了一批海上風電示范項目，華銳、金風、上海電氣等8家廠共54臺機組有海上風電運行業(yè)績，為今后大規(guī)模發(fā)展海上風電積累了經驗，培養(yǎng)了一支專業(yè)隊伍，如中交第三航務局、南通海洋水建等10多家介入海上風電施工的企業(yè)，為開發(fā)建設海上風力發(fā)電打下了較為堅實的基礎。2011年5月18日，首臺6兆瓦大型海上風電機組在江蘇鹽城綜合產業(yè)基地正式出產，這是中國單機容量最大，也是第一臺自主研發(fā)、擁有完全自主知識產權、全球技術領先的電網友好型風電機組。2011年下半年，國家能源局將啟動第二批海上風電特許權項目的招標準備工作，預計2012年上半年完成招標，總建設規(guī)模將在150萬到200萬千瓦。目前，上海、江蘇、山東等地區(qū)已經完成了海上風電工程規(guī)劃，進行了技術審查，正在分別征求有關部門的意見。河北、浙江、廣東、大連、廣西、海南、福建等沿海地區(qū)都已開展了海上風電規(guī)劃編制工作。

    國家能源局副局長劉琦指出，“十二五”期間，“穩(wěn)妥、積極”是我國推進海上風電開發(fā)的基本思路。我國將推動海上風電技術進步，在機組制造、工程設計、施工安裝、運行維護全產業(yè)鏈培育海上風電工程技術能力，努力提高海上風電產業(yè)整體競爭力。具體來說，一是要加強海上風電資源測評和開發(fā)規(guī)劃工作，為海上風電全面持續(xù)開發(fā)打好堅實基礎；二是要扎實做好海上風電項目建設前期工作，深入開展技術研究和工程準備；三是要采取招標競爭與新技術示范相結合的方式推動海上風電建設，同步提高海上風電的經濟性和技術水平；四是要進一步完善技術標準和服務體系，確保海上風電設備和施工質量及安全可靠運行，提高設備可靠性、穩(wěn)定性和可用率；五是要建立和完善海上風電產業(yè)鏈，打造具有較強國際競爭力的完整海上風電產業(yè)體系；六要建立合作協調的管理工作機制，為海上風電項目建設創(chuàng)造良好的環(huán)境。劉琦強調，發(fā)展海上風電是加快發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的迫切需要，是實現國家可再生能源發(fā)展目標的重大措施。各有關部門和有關方面都要從國家戰(zhàn)略的高度，充分認識發(fā)展海上風電的重要性和緊迫性，加快海上風電技術研究和產業(yè)化，積極穩(wěn)妥推進示范項目建設，建立技術先進和配套齊全的海上風電產業(yè)體系，實現海上風電大規(guī)模發(fā)展。

    2011年7月6日，國家能源局與國家海洋局聯合聯合下發(fā)了《海上風電開發(fā)建設管理暫行辦法實施細則》（以下簡稱《細則》）。該細則的出臺，旨在進一步完善海上風電建設管理程序，促進海上風電健康有序發(fā)展。海上風電是風電發(fā)展的重要領域，也是近年來新興的海上開發(fā)利用產業(yè)。為規(guī)范海上風電項目開發(fā)建設管理，國家海洋局和國家能源局在2010年1月聯合下發(fā)《海上風電開發(fā)建設管理暫行辦法》，就海上風電開發(fā)建設中海域使用和海洋環(huán)境保護管理要求作出原則規(guī)定。2010年以來，海上風電項目不斷增多，而且大都選擇在近海海域和潮間帶布局風電場，且單個風電場規(guī)劃面積普遍較大，使我國海域開發(fā)利用面臨的行業(yè)用海矛盾更加突出，海洋主管部門綜合協調海洋開發(fā)利用的任務和壓力加大，開發(fā)企業(yè)也面臨更大的投資風險。該細則以《海上風電開發(fā)建設管理暫行辦法》為依據，重點明確了海上風電規(guī)劃和項目建設的具體程序和管理要求，力求使各級相關管理部門和企業(yè)在項目開發(fā)建設過程中，在管理職責、要求和工作程序上更為清晰，推動海上風電行業(yè)健康有序發(fā)展。

    據悉，正在制定的“十二五”能源規(guī)劃和可再生能源規(guī)劃中，我國海上風電的發(fā)展目標是：2015年建成500萬千瓦，形成海上風電的成套技術并建立完整產業(yè)鏈；2015年后，我國海上風電進入規(guī)模化發(fā)展階段，達到國際先進技術水平，到2020年建成海上風電3000萬千瓦。<