风力发电的发展状况

世界上越来越多的国家认识到，一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会的需要，而又不危及子孙后代前途的社会。因此节约能源(SaveEnergy)，提高能源利用效率(EnergyUsingEfficiency)，尽可能多地利用洁净能源(GreenEnergy)替代高含碳量的矿物燃料，应是各国能源建设遵循的原则。近年来，人们已经逐渐认识到风力发电(WindPowerGeneration)在减轻环境污染、调整电网中的能源结构、解决偏远地区居民用电问题等方面的突出作用，无论从调整电网结构，还是从商业化方面都促使人们开始重视发展风力发电。国际上利用风力发电是上个世纪发展壮大起来的。从八十年代中期到九十年代中期，世界风力发电技术取得了突飞猛进的发展，九十年代以来，世界风力发电容量以平均每年30%的速度增长，已成为世界能源中增长最快的一种，并且风力机的设计、制造技术趋向成熟，产品进入商品化阶段，功率等级从几十kW跃升至600kW，并有兆瓦级风力发电机问世，发电成本竞争力越来越强，同时，风电场建设和管理的水平以及规模也上升到崭新的阶段。近十几年来风力发电机产品质量有了显著提高，作为一种新的、安全可靠的、干净的能源而受到国际上风资源丰富国家的关注与大规模开发。图1示出了上世纪九十年代初期到本世纪初的世界风力发电的增长趋势。图1风力发电装机容量的快速增长Fig.1Fastincreaseofwindpowergeneration1.世界风力发电的发展状况(Globalstatusofwindpowergeneration)随着风力发电在技术上日益成熟，已初步具有同燃油、燃煤、核能等发电技术相竞争的技术经济性。风力机的单机容量也越来越大，世界上最大的“超级风力发电机”（Superwindturbine）单机功率为7.3MW，风车直径达到112米。目前国际商品化的大型风力机功率也已经达到两兆瓦以上，我国目前运行的最大风力发电机为4台Nordex公司生产的1.3MW风力发电机，位于辽宁营口仙人岛风力发电厂。随着制造和运行成本不断降低，大型风力发电机组单位电价已经接近传统火力发电水平;商业化机组已有十余年良好运行的记录，运行的可靠性达到98%以上。对风力机设备的配套技术也日益完善，风力发电机组全部实现集中和远程控制，商业性风力发电场已形成了相当的规模和经济效益。风力发电场逐渐从陆地转移到海上，其发展空间和前景更加广阔。近五年，欧洲市场的年平均增长率为35%。2002年全年，欧洲新增装机容量达到587lMW，表1示出了2002年欧盟主要国家风力机装机情况。德国、西班牙和丹麦占其中的90%，目前德国风电总装机容量已经达到12001MW，占其国家电力总需求的4.7％，丹麦风电总装机容量达到2880MW，占国内电力需求的20%。当今世界风电发展较快的国家还有美国、荷兰等，这些国家也同时开发了大型的商业化风力发电机组。丹麦是世界上大型风力发电机产量最多的国家，出口量也居世界首位。首届世界风能大会2002年4月2日至5日在法国巴黎举行，这次会议是由欧洲风能协会及美国风能协会共同主办的。欧洲风能协会分析指出，与其他地区相比，欧洲的风能发电发展最快，欧洲风能发电的总功率达到1.9万MW，占全世界风能发电能力的70%以上。世界上风能利用最好、发展最快、技术比较先进的国家分别是德国、美国、丹麦、荷兰。表12002年欧盟主要国家风力机装机统计(单位:MW)Tab.1EUcountry’scapacityofwindturbinein20021.我国风力发电的发展状况(Domesticstatusofwindpowergeneration)我国地域辽阔，地处北纬阳光充沛的亚热带地区。据专家预测，我国风能储量大，分布广，全国大约有2/3的地区为多风地带。全年平均风速3m/s及以上的时间达3000～5000h.平均风能密度为100W/m2，可开发的风能资源约2.53亿kW。因此我国具备大规模发展风电的资源条件。我国风能资源的分布如表2。表2中国部分省风能储量(单位：GW)Tab.2WindpowerreserveofChineseprovince我国风力发电从20世纪80年代末开始起步，到2002年底，全国累计风电装机总容量达到近47万kW左右，风电场发展到32个，如表3所示。其中新疆达坂城风电场累计安装风力发电机组179台，装机容量达到7.7万kW，广东南澳风电场安装风力发电机组130台，装机容量达到5.7万kW，内蒙辉腾锡勒风电场装机容量也超过4万kW，福建的坪潭、大连横山、浙江舟山、上海崇明也都在规划建设500kW、600kW、800kW容量不等的风力发电场，为解决无电地区农牧民生产生活用电发挥了重要作用。2003年进入施工阶段和可行性研究阶段的分别达到91.6MW和223MW，我国风力发电事业将有一个更大的发展。辽宁、新疆、广东已经成为我国风力发电最多的三个省区，其他各个省区也根据当地的风资源情况大力发展风力发电事业。表32002年我国风电厂装机容量排序Tab.3OrderofChinesewindpowerfactorycapacityin2002我国自主开发的200～300kW级风电机组的国产化率已超过90%；600kW机组样机的国产化率达到80%左右。我国具备了自行研制开发容量从100W到10kW的10多种小型风力发电机的能力，还开发了一批风/光、风/柴联合发电系统。表62002年我国风力机新增装机各制造厂商市场份额排序Tab.6Marketshareofwindturbinefactoryinnewincreasein2002表7目前我国风力机总装机各制造厂商市场份额排序Tab.6Marketshareofwindturbinefactoryatpresent