绿色风电与可持续发展

1绿色风电对可持续发展的作用摘要：可持续发展是全球发展的共同目标,风能作为一种清洁的可再生能源，必将成为21世纪的重要能源之一。风电是现在可再生能源中发展最快、技术最为成熟、最具有大规模开发和商业化的产业，是改善能源供应安全，缓解环境污染，促进我国经济协调、持续发展的战略措施。风力发电是我国能源和电力可持续发展战略的最现实选择。本文从风能的特性、中国风能资源的储量及分布、风力发电开发现状及前景和风电开发对生态环境保护方面的作用等方面,对风力发电在可持续发展中的作用进行了详细的分析。关键词：风电；环境保护；发展分析；可持续Abstract:Sustainabledevelopmentisthecommongoalofglobaldevelopment,windenergyasacleanrenewableenergy,isboundtobecomeoneoftheimportantenergyintwenty-firstCentury.Windpowerisnowintherenewableenergydevelopmentofthefastest,technologythemostmature,themostlarge-scaledevelopmentandcommercializationoftheindustry,istoimprovethesecurityofenergysupply,alleviateenvironmentpollution,promotethecoordinationofChina'seconomy,sustainabledevelopmentofstrategicmeasures.WindpowergenerationisthemostrealisticchoiceofthesustainabledevelopmentstrategyofChina'senergyandpower.Inthispaper,thecharacteristicsofwindenergy,thereservesanddistributionofwindenergyresourcesinChina,thecurrentsituationandprospectsofwindpowerdevelopment,theroleofwindpowerinthesustainabledevelopmentofChina'spowerisanalyzedindetail.Keywords:Windpower;environmentalprotection;developmentanalysis;sustainabledevelopment在低碳经济背景下，包括风电产业在内的可再生能源产业迅速发展。当前，以煤炭、石油作为主要燃料的国家，已面临严重的环境污染，加上化石燃料有限储量减少的双重危机日益加深，开发利用新能源已经成为世界能源可持续发展战略的重要组成部分，而风能又是新能源中最具开发潜力的一种能源。在不断持续的能源紧张形势下，世界上很多国家尤其是发达国家，都在寻找一种可替代常规能源、对环境无污染的可持续发展的新能源。风能、太阳能、潮汐能等新能源的开发可有效缓解能源供应紧张，其中产业化条件最为成熟的首推风力发电。因此，世界上很多国家已充分认识到风力发电在调整能源结构、缓解环境污染等方面的作用和重要性，对风力发电的开发的给予了高度重视，将风能开发列入能源优先开发计划。中国的风力发电技术经过20多年的发展已日臻成熟，商业化机组的单机容量越来越大，风力发电的成本进一步降低，风力发电的运行可靠性和发对于促进我国风电企业快速发展，实施新型能源战略和可持续发展具有重要的现实意义和应用价值。21风能的特性1.1风能是可再生能源由前述可知，风能是由太阳能转化而来的能源，只要太阳和地球存在，就会有风。风能与自然界中的煤炭、石油、天然气等化石燃料能源不同，不会随其自身的转化和人类的利用而日渐减少，它周而复始、取之不尽、用之不竭，具有长期性及可再生性的特点。1.2风能是清洁能源开发利用风能不会造成大气和环境污染、不破坏生态环境、不危害人类健康，是真正的绿色能源；同时，开发利用风能有助于实现能源的安全性和多元化，减少温室气体排放，减少石化燃料造成的环境污染。按火力发电标准煤耗350g/kW·h计算，风力发电场每年如果发电1亿kW·h,则每年可节省标准煤3.5万t,相应减少的废气排放量为：SO2为672t;NO2为382t;CO为9.7t;CO2为8022t。可见风力发电的环境效益是巨大的。风能具有统计规律从短时间来看,风速忽大忽小、时有时无、方向也忽左忽右,具有很大的随机性和不可控制性;但是,从宏观、长时间来看,风能具有一定的统计规律,在一定程度上是可以预测的,因而风能是完全可以利用的。1.3风能具有统计规律从短时间来看,风速忽大忽小、时有时无、方向也忽左忽右，具有很大的随机性和不可控制性；但是，从宏观、长时间来看，风能具有一定的统计规律，在一定程度上是可以预测的，因而风能是完全可以利用的。2中国风力发电现状2.1中国风能资源概况中国幅员辽阔、海岸线长,风能资源比较丰富。在20世纪80年代对中国风能资源进行了一次普查,根据全国900余个气象台站的气象资料首次较完整地估算了陆地上离地面10m高度层上的风能资源储量,估算结果是：陆地平均风功率密度为100W/m2,风能资源理论总储量约为32.26亿kW,经济可开发利用量约为2.53亿kW；海上风能可开发利用量按陆地的33倍估算,约为7.5亿kW；共计10亿kW,大于中国的水能资源储量(中国水能资源储量为3.8亿kW,居世界第1位,实际可开发量为40%～60%)。从中国风能资源分布图上看,中国风能资源主要分布在东南沿海及附近岛屿、“三北”地区(西北、华北、东北)和青藏高原等；另外，内陆也有个别风能资源丰富区。风能分区及其主要指标见表1。2.2中国风力发电现状中国开发风能资源、利用风力进行发电的时间虽不长，但其发展却很快。20世纪90年代以来,风力发电场装机容量以平均每年30%左右的幅度在递增,至2004年底,中国14个省(市、自治区)已建设有风力发电场43座,其主要分布在中国“三北”地区和东南沿海,风力发电总装机规模达764.37MW,占中国电力总装机规模的0.17%,其发电量占总电量0.08%。表3列出了中国风力发电装机与世界的相比情况。从中可以看出,中国的风力发电还十分滞后,未来的任务任重而道远。为加快中国风力发电发展步伐,中国在几年制定了到2020年的风力发电发展远景规划目标,并在2005年进行了适当的修改和调整。如表四所示。43风力发电是中国电力可持续发展战略的重要选择能源是人类社会存在与发展的物质基础，能源和环境问题已经成为全球可持续发展面临的两大主要问题，因而日益引起国际社会的广泛关注。中国能源资源的开发和利用，目前面临着供应和环境影响2个方面的严峻挑战。据有关部门和专家研究论证提出,能源问题将是制约今后国民经济发展的硬性约束条件。3.1一次性能源的发展前景煤炭在中国一次能源的生产和消费中占70%左右，在电力构成中约占75%。燃煤会带来一系列的问题:如大气污染、高居不下的煤炭价格所带来的市场压力、以及煤炭运输铁路不堪重负的压力等。从中国已探明的煤炭可采储量来看，可开发利用的时间大约仅能维持到2050年前后，因此发展前景黯淡。中国的石油资源自给能力严重不足，已连续多年进口原油和成品油，进口的数量超过了1亿吨,是列美国之后的世界第二大石油进口国。要维持国内经济持续发展,长期依赖石油进口的局面是难以改变的。石油的开采终有资源枯竭的一天,专家预测从全球角度看,2050年前后石油将枯竭。天然气在中国一次性能源的生产和消费中所占的比重不大,而天然气作为化工工业的重要资源,也不可能期望过多地将其作为能源来使用,且中国的天然气的储量并不大。由于中国天然的铀矿资源严重不足,依赖进口铀资源发展核电的前景暗淡,而且核电一旦出现事故将严重威胁到人民的生命安全,后果不堪设想。5因此,发展核电的比重不可能有较大的提高。按照现在有关的核能规划,专家预计核能的开发也只能维持30～50年。3.2可再生能源的发展前景3.2.1水能、生物质能、太阳能及潮汐能的展望在中国目前的电源构成中：水电占24.24%,水能开发量已超过1亿kW,占可开发量的约1/4，专家预测到2030年将达到可开发量的60%以上，届时可开发的水能资源也所剩无几。自古以来，人类一直以燃烧生物质的方式在利用生物质能，主要用于做饭和取暖等，但其利用率低。中国每年仅农作物秸秆产量约5～7亿吨,但其中相当大的一部分没有被利用。随着科学技术的不断进步和发展,开发利用生物质能发电的技术在近年来有了迅速的发展,如果将没有被利用的秸秆用于发电,可实现装机3000万kW以上，这还不包括通过人工种植薪碳林来进行发电的装机规模。预计未来3～5年中国生物质发电技术将会得到较好的发展。太阳能是世界上最丰富的一种能源,目前对太阳能的利用方法主要是光热利用和光电利用，今后的主要发展方向是光伏发电。光伏发电是利用半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之直接转变成电能的发电方式,是今后利用太阳能发电的主流。目前光伏发电成本还较高，与常规能源相比其发电成本要高出10倍左右。因此,虽然在中国西南、西北地区可开发利用的光伏电资源条件非常好,但要进行规模化、商业化开发利用则为期还远。潮汐在涨、落过程中蕴藏的能量称为潮汐能,潮汐能的重要应用之一是发电。潮汐是指海洋水体在太阳、月亮引力的作用下不断地涨、落所做的振荡运动，潮汐发电就是利用潮水涨、落所产生的能量，其发电原理与水力发电相似。中国海岸线长、潮汐能资源较丰富，据20世纪80年代潮汐能资源普查资料，潮汐能资源的理论蕴藏量为1亿kw以上,可开发量达2000多万kW。但是,由于潮汐发电的开发成本较高和技术上的原因,近几十年来发展较缓慢,今后随着技术的不断进步,潮汐能的开发将会得到一定发展。3.2.2风能发展前景广阔在当今世界可再生能源开发中,风力发电是除水能资源开发外技术最成熟、最具有大规模开发和商业开发价值的发电方式。随着风力发电技术的不断发展、风力发电机组制造成本和项目开发成本的不断降低，发展风力发电是大势所趋。因此,风力发电的开发前景十分乐观。风力发电与常规发电相比，具有以下几方面的优势:(1)占地极少,且不存在水库淹没和6移民问题。在整个风力发电场总面积中,发电机组与监控设备等的建筑占地仅占约1%,其余场地仍可用作原用途。(2)工程建设周期短。1台风力发电机组从运输到安装时间一般不会超过3个月；1个50MW以下的风力发电场的建设周期一般在1年左右。(3)装机规模较为灵活。在资金筹集困难时,可对风力发电场进行分期、分批开发建设。(4)运行简单,可完全做到无人值守。在数百、数千公里处也可了解到风力发电场的运行情况并进行开关机组的操作。(5)不消耗燃料、不污染环境,而且所需的原料是取之不尽、用之不竭。3.3风能将是21世纪的重要能源通过以上对中国能源资源情况的初步分析可以看出，大规模发展风力发电是中国电力工业保持可持续发展战略的必然选择。这是因为:煤炭、石油铀矿等这些由地球经过数十亿年积累出来的矿物资源因人类的不断使用将在不到200年的时间内而枯竭。因此,有专家预言风能将是21世纪的重要能源之一,发展风力发电是中国电力可持续发展战略的重要选择。4风力发电与生态环境可持续发展4.1风力发电能有效遏制温室效应发展风电除了能解决能源的急需外，还能大幅度削减造成温室效应的温室气体二氧化碳排放,缓和气候变暖的状况。1台单机容量为1MW的风机与同容量的火电装机相比,每年可减排2000t二氧化碳(相当于种植1.6km2的树木)、10t二氧化硫、6t二氧化氮。风力发电每生产100万kW·h的电量,便能减少排放600t的二氧化碳。4.2风电能有效减弱沙尘暴灾害风电能大幅度缓解我国愈加频繁的沙尘暴危害，从而抑制荒漠化的发展。国外一些专家认为，风力发电场不仅能提供廉价的