中國風能利用現(xiàn)狀及發(fā)展

1、中國風能的利用現(xiàn)狀及發(fā)展摘要：隨著化石能源的不斷消耗，新能源的開發(fā)利用引起了世界各國的重視。 新能源具有污染少、儲量大、永續(xù)性等特點。我國新能源產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)強勁發(fā)展勢頭， 其中，風電發(fā)展最為迅猛。我國風能資源豐富，目前中國風電技術的開發(fā)利用取 得了巨大進步。但中國的風能資源開發(fā)利用仍然存在諸多問題， 如風電的并網(wǎng)消 納難、電力市場不完善、相關配套法規(guī)不健全和風機制造技術基礎薄弱等，這些 制約因素嚴重阻礙了我國風電的可持續(xù)發(fā)展。 本文著重闡述了中國新能源風能的 資源條件、我國風能發(fā)展現(xiàn)狀及制約中國風能發(fā)展的因素并對我國風能發(fā)電的發(fā) 展前景進行了展望。能源是人類生存和發(fā)展的重要物質基礎，是人類從事各種

2、經(jīng)濟活動的原動 力。由于化石能源（如煤、石油、天然氣等能源）自然儲量的有限性以及人類對其 需求的無限性，隨著人類對化石燃料無節(jié)制的開采和利用，化石能源短缺的矛盾 日益突出。長期以來，我國以化石能源為主的能源構成形式加劇了對化石能源的 依賴，據(jù)統(tǒng)計，2007 -2010年我國能源消耗總量不斷上升，增長率分別為 7. 8%、 4. 0%、6. 3%、5. 9%; 2011年能源消耗總量達34. 8億t標準煤，比2010年增長 7%0能源消耗總量中，煤、石油、天然氣這些化石能源在2007-2010年所占比例分別為93. 2%、92.3%、92.2%、91.4%,是能源消費的主要部分。人均資源量 少、

3、資源消耗量大、能源供需矛盾尖銳以及利用效率低下、環(huán)境污染嚴重、能源 結構不合理2已成為制約我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。同時，化石能源的使用也給環(huán)境帶來了許多負面影響，CO2等溫室氣體的排放導致全球氣候變暖，并引發(fā)了氣候的極端變化和一系列的自然災害。在這種情 況下，人類必須另辟蹊徑，積極尋求能夠替代化石能源的新能源和可再生能源， 逐步擺脫對傳統(tǒng)化石能源的依賴。以水能、太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物質能和核能等為代表的新 能源又稱非化石能源，不但取之不盡、用之不竭，而且低碳、清潔、環(huán)保，既 有利于保障能源供給，又可極大地減少溫室氣體的排放。新能源被認為是能夠同 時解決能源危機、金融危機和

4、氣候危機的戰(zhàn)略性支點，因而成為新一輪國際競爭 的熱點。新能源特別是風能，是一種清潔、廉價、儲量極為豐富的可再生能源，它與常規(guī)能源不同，在其利用過程中不會帶來環(huán)境污染問題，其儲量也不會隨著其本 身的轉化和利用而減少。不但分布來源廣泛和儲量豐富，而且技術相對成熟，開 發(fā)利用成本相對較低，具備了規(guī)?；_發(fā)利用的條件。因此，風能這種可再生清 潔能源受到了世界各國的日益關注。我國不但擁有豐富的風能資源，而且風電開 發(fā)和利用技術位居世界前列。因此自20世紀70年代末以來，隨著世界各國對環(huán) 保、能源短缺及節(jié)能等問題的日益關注，認為大規(guī)模利用風力發(fā)電（簡稱風電）是減少空氣污染，緩解能源短缺的有效措施之一。中國

5、三北地區(qū)（西北、華北、東北）及東南沿海地區(qū)有豐富的風能資源，而這些地區(qū)又都存在能源短缺和環(huán)境污 染問題，因此通過利用風電來改變能源結構并改善環(huán)境，不失為能源開發(fā)領域中重要的策略之一。1,中國的風能資源及分布地球大氣中蘊藏著巨大的風能資源，據(jù)估算約有 2 x 1010 kWo中國幅員遼 闊，海岸線長，風能資源比較豐富。中國氣象科學研究院根據(jù)全國900多個氣象 站陸地上離地10 m高度資料進行估算，全國平均風功率密度為100W Zm2,風能 資源總量約32. 26億kW,估計只有約10%可以利用，測算出陸地上技術可開發(fā) 風能儲量約2. 53億kW;近?？砷_發(fā)利用風能約7. 5億kW,共計約10億k

6、W, 僅次于俄羅斯和美國，居世界第三位。按同樣條件對沿海水深2-15 m海域估算， 海上風能儲量750GW,共計約1 TW。陸上風電和海上風電年上網(wǎng)電量分別按等效滿負荷 2 000 h和2 500 h計算， 每年可提供0. 5萬億和1.8萬億kW%電量，合計2. 3萬億kW%,相當于我國 2010年發(fā)電量的54. 4 %,風能利用空間非常大。在我國，東北、華北、西北（圖1）具有豐富的風能資源。內陸也有風資源 較半富F地區(qū)，像江西都陽湖和湖北通山。7 000 -1圖1我國風資源豐富的省區(qū)2,中國風能開發(fā)利用現(xiàn)狀在水能、太陽能、風能、地熱能、海洋能和生物質能等眾多可再生能源資源 中，風能因其易獲取

7、、資源豐富、分布廣泛和成本低等特征，在世界可再生能源 資源的利用中獲得了巨大發(fā)展。中國對風能的利用早在公元5000年前就有紀錄， 但現(xiàn)實的風力發(fā)電起步較晚，始于20世紀50年代后期。隨后，國家出臺了一系 列促進風電發(fā)展的激勵政策和鼓勵措施，實施了多項工程計劃項目，如 乘風計 劃”、光明工程”等。經(jīng)過近60年的發(fā)展，中國風能開發(fā)利用取得了巨大進步， 風電發(fā)電量、裝機容量和風電場數(shù)量位居世界前列。1風電裝機容量和發(fā)電量規(guī)模不斷擴大從2005年開始，中國的風電裝機容量每年的增長數(shù)量均翻番。截至2011年底，我國風電新增裝機容量約為1800萬kw,而在2006年新增裝機容量僅為134. 73萬kW;到

8、2011年，我國風電總裝機容量達到了 62. 7GW,居全球領先地位。 連續(xù)6年的裝機容量的大規(guī)模、快速增長，中國風電裝機容量的增長率已占全球 總增量的40%。從圖2可見，在過去的幾年我國風電的裝機容量在不斷增加，且每年的增長幅度也逐步擴大，在這段時期我國進入了風電快速發(fā)展階段。但在連 續(xù)5年的翻番增長后，我國風電裝機容量的增速有所減緩。 從圖2可見，風電裝 機容量的年增長速度2006 -2009年超過100% , 2010 -2011年增長速度分別遞減 為61.65 % , 42. 91 %。因此，2011年成為中國風電發(fā)展的一個轉折年，我國風 電從快速發(fā)展階段進入到調整期。截止到 2012

9、年6月，我國并網(wǎng)風電達到5258 萬kw首次超越美國，達到世界第一。而在5年前，我國的并網(wǎng)風電僅200萬kW。 從200 -5000萬kw,我國風電只用了 5年就走過了歐美國家15年走完的歷程。 與風電裝機容量規(guī)模擴大相對應的是風電發(fā)電量的逐年增加。根據(jù)國家能源局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2009年中國風電發(fā)電量為276. 1億kW.h,占全部發(fā)電量的0. 75 %, 同比增長111.14%=據(jù)國家電網(wǎng)的數(shù)據(jù)，2010年國家電網(wǎng)公司消納風電電量 474 億kw%,截止2011年底消納的風電量達到了 706億kW*h,同比增長48. 9%。 隨著風電發(fā)電量的不斷增加，電網(wǎng)對風電量的消納成為一個較突出的問題。針

10、對 這一問題，我國也制定了一系列的鼓勵和補貼政策，國家能源局于2012年6月1日發(fā)布了關于加強風電并網(wǎng)和消納工作有關要求的通知。在相關激勵政策和措施的引導下，各省級電網(wǎng)區(qū)域加強了對風電的消納利用，各省級電網(wǎng)區(qū)域風電平均利用時數(shù)已達到了 1920h,其中尤以福建省最多為3096ho2000 J 800 160。1400 12。1000 80。60040。1401203 0080604D20020020072 08年滑長速度2VQ9 2010301 年份年增長數(shù)量200 0圖2 2006 -2011年我國風電新增裝機容量及年增長速度2中國風電技術取得了較大進步我國風力發(fā)電起步較晚，在2004年之前

11、風能利用技術落后，風電設備制造 業(yè)不完善。為了促進我國風電發(fā)展，降低設備成本，國家一直堅持推進風機設備 國產(chǎn)化，風電設備制造業(yè)也實現(xiàn)了從無到有、從小到大的跨越式發(fā)展。我國風電 設備國產(chǎn)化率從2004年的10%一躍上升為2011年的90%。在發(fā)展的過程中， 我國風機企業(yè)不僅打破了國外企業(yè)對兆瓦級風機的技術壟斷，還堅持自主創(chuàng)新和研發(fā)，形成了規(guī)?；纳a(chǎn)能力，主要零部件的制造和配套能力有所提高110隨 著我國風電設備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力的提升， 我國自主知識產(chǎn)權的風力機不斷地 出口到海外，采用中國標準的風電項目開始在國外投產(chǎn)發(fā)電。2012年5月，由水電顧問集團EPC總承包的埃塞俄比亞阿達瑪風電項目首臺

12、機組成功并網(wǎng)發(fā)電。 這是我國第一個技術、標準、管理和設備整體走出去的風電項目， 它采用中國標 準進行設計、施工和驗收，采用中國風機設備和中國監(jiān)理，所以具有重要的戰(zhàn)略 意義和現(xiàn)實意義。隨著風電技術的日臻完善，我國風電裝機在全國的覆蓋面逐步擴大。我國首先安裝第一臺風力機的省市分別為北京、湖北、山西、河南和湖南，其他各省市 也相繼建立起了風電場。截止 2011年8月底，我國共有486個并網(wǎng)運行的風電 場，分布在除西藏和廣西以外的全國所有地區(qū)。此外， 2011年9月22日，廣西壯族自治區(qū)第一座風力發(fā)電站 一中電投金紫山風電場項目一期工程首批機組在 順利完成一系列規(guī)定試驗項目后，順利并入廣西電網(wǎng)投產(chǎn)發(fā)電

13、。這意味著隨著紫 金山風電場項目各期工程的竣工，廣西也即將擁有風電場。中國可再生能源課題 綜合組和風能組就風能中、長期的發(fā)展目標分別進行了預測，另外，國內外一些 專家和機構也對我國風能發(fā)展目標進行過預測。 經(jīng)過綜合分析，風能組提出的預 測結果見表1。表1中國風電累計裝機容量發(fā)展目標億通年份低方案中方案高方案20201. 5L S? 220303 0& 64 4工0504 2* 8工g2.3海上風電的發(fā)展海上風電是風電行業(yè)最前沿的領域，近年來我國在海上風電發(fā)展領域取得 了較好的成績。我國國內第一座海上風力發(fā)電站是由中國海洋石油公司于2007年11月投資興建的。眾所周知，海洋環(huán)境復雜，發(fā)展海上風電

14、風險較大，技術 要求高。盡管如此，由于我國掌握了較為前沿的風電利用技術，截至 2010年底 海上風電裝機容量為13. 8萬kw,位居全球第七位。2012年1月，專家審批通 過了河北唐山樂亭縣菩提島海上風電場示范項目300MW工程可行性報告，方案推薦為100臺單機容量3000kw的風力發(fā)電機組，使其成為我國規(guī)模最大的海上 風電項目，預計2015年前投入運營。這是我國風電技術不斷趨于完善的又一里 程碑。3,制約中國風能發(fā)展的因素風能產(chǎn)業(yè)是一個新興的有前景的高新技術產(chǎn)業(yè)。2020年我國風電總裝機容量要達到3000萬千瓦的目標，為風能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了很大的空間，但是風能 產(chǎn)業(yè)又是一個有風險的產(chǎn)業(yè)，我國

15、風電經(jīng)歷了幾年的快速發(fā)展，在 2010年的低 谷期和2011年的轉折年后，仍然取得了舉世矚目的成績，控制著全球最大的風 電市場。但在快速發(fā)展的背后，中國的風電也表現(xiàn)出來許多矛盾和問題，如風電的并網(wǎng)消納問題、電力市場的約束、相關配套法規(guī)不完善、風機制造技術基礎薄 弱等，這些制約因素都對我國風電的可持續(xù)發(fā)展造成了嚴重阻礙。1風電快速發(fā)展與并網(wǎng)消納難并存從2005年開始，我國風電的發(fā)展進入了高速軌道，風電新增裝機容量及總 裝機容量均在大幅度提升，但是并網(wǎng)發(fā)電增長較為緩慢，風電棄風限電現(xiàn)象一直 存在。相關數(shù)據(jù)顯示，僅2011年全國棄風限電總量就超過了 100億kW*h。我國 風資源較為集中，1000萬

16、千瓦級風電基地多集中于內蒙古、新疆、甘肅和冀北 等經(jīng)濟相對落后地區(qū)，產(chǎn)生的風電難以就地消納，同時風電集中地區(qū)又遠離我國 的用電負荷中心，跨區(qū)域輸電能力的薄弱影響了風電的大規(guī)模利用，使許多風電場建立后出現(xiàn)嚴重的棄風問題，產(chǎn)生的風電也未被充分利用。2011年我國風電全年發(fā)電量在700億kW*h左右，盡管與2010年的501億kW%相比增幅在40% 左右，但與2010年風電發(fā)電量同比81.41%的增速相比，2011年風電發(fā)電量增 速出現(xiàn)了大幅下滑。導致這一現(xiàn)象的原因正是我國風電并網(wǎng)消納和棄風問題突 出。此外，風電的棄風限電也給我國造成了巨大的經(jīng)濟損失，降低了風電行業(yè)的盈利水平。據(jù)不完全統(tǒng)計，2011

17、年中國風電 棄風”比例超過12%,相當于330 萬t標煤的損失。風電企業(yè)因為限電 棄風”損失達50億元以上，約占風電行業(yè) 盈利水平的50% o2現(xiàn)行電力市場機制嚴重約束了我國風電的發(fā)展目前我國的電力市場仍然是以計劃手段為主，電場的發(fā)電、輸電和配電計劃均由政府制定，很難反映電價與市場供求間的關系。我國的電力市場環(huán)境封閉， 阻礙了風電市場的發(fā)展。首先，由于電力市場以計劃為主，一些風電相關企業(yè)對 市場信息掌握不完全，對市場的供求關系未能做出準確的分析， 在國家政策的鼓 勵下一味搶占資源、上項目，不考慮自身技術條件和市場未來前景， 盲目擴大和 發(fā)展，導致行業(yè)技術標準不過關和管理跟不上， 形成了安全隱患

18、，引發(fā)了一些不 必要的事故。以2011年為例，我國風電事故頻發(fā)，截止到 2011年8月底，全國 共發(fā)生193起風電脫網(wǎng)事故，其中大規(guī)模脫網(wǎng)事故（一次損失風電出力50萬kW 以上）由2010年的1起增加到12起，尤以甘肅酒泉和河北張家口風機脫網(wǎng)事故 較為嚴重。事故的發(fā)生不僅造成了風電的損失， 帶來了資源浪費和經(jīng)濟浪費，也 影響了社會公眾對于風電發(fā)展的信心， 進而影響對風電業(yè)的投資，加大風電場場 址確定的困難（因選址時要征得當?shù)馗浇用竦耐猓?。其次，風電是新興產(chǎn)業(yè)， 同時又是一種較為特殊的商品，而商品的生產(chǎn)、分配、銷售等環(huán)節(jié)都離不開市場。 但在我國現(xiàn)行的電力市場機制下，風電市場并未開拓好，阻礙了

19、風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 影響了風電產(chǎn)品及其相關產(chǎn)品的銷路。 由于市場的不完善，國內風電設備制造商 產(chǎn)能遠高于市場需求，國內的風電設備市場趨于飽和。以我國第二大的風電企業(yè)一金風科技為例，金風科技的盈利在經(jīng)歷了2008-2010年的高速增長后，2011年的盈利出現(xiàn)了明顯下降，凈利潤從 2010年的22. 8952億元下降為2011年的6. 0671億元，下跌比例超過了 73%。股價下跌的企 業(yè)不只是金風科技，截至2012年5月我國最大的風電企業(yè)華銳風電也難逃股價 下跌的命運，凈利潤出現(xiàn)大幅下降。3風電技術阻礙了我國風電的健康有序發(fā)展目前，我國風能發(fā)展中技術創(chuàng)新還很薄弱， 缺乏有自主知識產(chǎn)權的核心技術，

20、因此，在很大程度上還要從國外引進技術。雖然，在知識經(jīng)濟到來的時代，所有 國家都充分利用全球資源，通過技術引進和國際合作來縮小差距， 提高競爭能力 但是，如果沒有自主創(chuàng)新的能力，就不知道引進什么先進技術，引進以后也不會 消化吸收，更不能在此基礎上進行再創(chuàng)新。盡管目前我國的風機設備企業(yè)已經(jīng)打破了國外對于兆瓦級風機的技術壟斷， 風電技術取得了巨大的成就。但不可否認的是，在我國風能利用的進程中，技術 仍是一個不可忽視的難題。在 2010年前，我國的風電行業(yè)技術標準在風電設備 制造、安裝、維護和檢測等整個產(chǎn)業(yè)鏈相關的技術標準體系中，要么存在空白， 要么是早期制定的，更新太慢，要么采用的是歐洲標準20,不

21、能完全適應中國的要求。風電行業(yè)技術標準體系的空白與滯后， 在一定程度上減緩了我國由風電 大國向風電強國轉變的進程?？上驳氖?，我國國家能源局于2011年8月5日發(fā)布了首批風電技術標準，并于2011年11月1日起實施，這在一定程度填補了我 國風電技術標準在大型風電場并網(wǎng)、 海上風電建設、風電機組狀態(tài)監(jiān)測、風電場 電能質量和風電關鍵設備制造等方面的空白。但需要注意的是，我們不能僅滿足于此，國家相關部門還應加速制定更為全面、完善并符合我國國情的風電行業(yè)技 術標準，以促進我國風電的健康有序發(fā)展。4,中國風能未來的發(fā)展我國的風能發(fā)展盡管在2010年和2011年兩年中暴露了許多問題，但這也正 標志著我國的風

22、電行業(yè)將要從高速發(fā)展期步入到調整期，即將進入成熟發(fā)展階段。我國在可再生能源發(fā)展中長期規(guī)劃中提到，風電是 2010年和2020年可 再生能源發(fā)展的重點領域之一。從國內看，我國計劃在 十二五”期間進一步加快 風電等可再生能源的發(fā)展。預計到2015年，風電裝機將達1億kw,年發(fā)電量達 1900億kW%,風力發(fā)電量占全國發(fā)電量的比重將超過 3%。這一比例的提高， 意味著風力的開發(fā)和利用在總能源利用中所占比重的不斷提升，風能這一可再生能源將具有重要的戰(zhàn)略地位。在發(fā)展陸上風電的同時，海上發(fā)電也將在 十二五” 期間迎來黃金發(fā)展期。十二五”期間，我國海上風電的發(fā)展目標為 500萬kW,2015年形成完整的海上

23、風電產(chǎn)業(yè)鏈和服務體系；到2020年，我國海上風電的發(fā)展 目標是3000萬kw ,海上風電具備更大規(guī)模的發(fā)展條件， 國際合作能力將進一步 增強。積極開發(fā)海上風電。隨著風電快速發(fā)展，陸地風電已開始趨于飽和，近海風 電逐漸成為全球關注焦點。我國近海可開發(fā)利用風能達7. 5億kW,約是陸地風能的3倍，豐富的風能資源和廣闊平坦的區(qū)域以及距負荷中心較近等優(yōu)點使海上 風電成為研究和應用熱點。2010年我國首個海上風電示范項目 一上海東海大橋 102 MW項目全部并網(wǎng)發(fā)電，并開始供電，開啟了海上風電先河。截至 2010年 底，我國以13. 8萬kW的海上風電裝機位列全球第七，與丹麥、英國、德國共 同成為全球風

24、電大國。完善技術標準體系，由風電大國向風電強國轉變。近年來，我國風電發(fā)展迅 猛，無論從裝機容量、發(fā)展規(guī)模還是風機制造能力上看， 都已是名符其實的世界 風電大國。但是，在風電發(fā)展中也暴露了一些問題，風機脫網(wǎng)、倒塌現(xiàn)象時有發(fā) 生，增加了上網(wǎng)風電的不穩(wěn)定性。未來風電發(fā)展要從追求速度向追求質量轉變， 從追求裝機容量向追求發(fā)電量轉變，要實現(xiàn)這一轉變就要完善相關技術標準體 系。5,結論中國的風能開發(fā)利用在經(jīng)過 6年的高速翻番增長后，如今已步入了調整階 段。調整包括多方面的內容，首先是風電技術的不斷調整提高， 主要集中在儲能 技術和風電的并網(wǎng)消納技術方面；其次是國家不斷完善風電行業(yè)的技術標準，使 風電企業(yè) 行之有據(jù)”，這不僅有利于企業(yè)提升技術和管理水平，