1、 中國(guó)風(fēng)能的利用與展望上海交大國(guó)飛綠色能源有限公司鄭君2002年4月4日風(fēng)力發(fā)電概況能源是現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。遠(yuǎn)期，能源工業(yè)面臨礦物資源枯竭的問(wèn)題；近期，能源工業(yè)面臨全球環(huán)境污染的壓力。自1973年發(fā)生石油危機(jī)以來(lái)，世界各國(guó)都在尋求替代化石燃料的能源，投入大量的經(jīng)費(fèi)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。因此推動(dòng)了太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的發(fā)展，成為近期內(nèi)最有大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用前景的可再生能源。20年來(lái)風(fēng)力發(fā)電從試驗(yàn)研究迅速發(fā)展為一項(xiàng)成熟技術(shù)，發(fā)電成本從每千瓦時(shí)20美分降到5美分，接近常規(guī)能源發(fā)電，形成一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)。我國(guó)從80年代初把風(fēng)力發(fā)電作為農(nóng)村電氣化的措施，主要研究、開(kāi)發(fā)和示范應(yīng)用小型充電用風(fēng)電機(jī)，供牧民和漁

2、民一家一戶使用。我國(guó)政府在1992年就環(huán)境和發(fā)展問(wèn)題提出10條對(duì)策和措施，明確要“因地制宜地開(kāi)發(fā)和推廣太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能等新能源”。并陸續(xù)出臺(tái)了“乘風(fēng)計(jì)劃”、“雙加工程”等。丹麥?zhǔn)情_(kāi)發(fā)風(fēng)電最早的國(guó)家，而且當(dāng)前在風(fēng)電機(jī)技術(shù)和生產(chǎn)方面仍處于領(lǐng)先地位，風(fēng)電裝機(jī)約占發(fā)電總裝機(jī)容量的5%以上。2000年德國(guó)風(fēng)電裝機(jī)611.3萬(wàn)千瓦，連續(xù)幾年居世界第一。表1為世界風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r。序號(hào)國(guó)家19901993199619971998199920001德國(guó)4.765.0154.5208.1287.2444.5611.32美國(guó)155.781.4167.7151.1177.0250.2（360）3丹

3、麥41.253.485.7111.6143.3173.32004西班牙0.75.224.951.282.2172.22005印度0.64.081.694.0101.5107.76英國(guó)0.913.027.032.833.453.4（100）7荷蘭4.513.029.939.237.542.8（100）8中國(guó)1.62.07.914.622.426.837.59意大利0.10.57.110.319.924.9（60）10瑞典0.82.010.512.217.621.6世界各國(guó)總計(jì)218352618784（1000）（1500）（2000）表1.世界風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r單位:萬(wàn)千瓦注：（）為預(yù)計(jì)數(shù)，美國(guó)前后統(tǒng)

4、計(jì)不一致風(fēng)力發(fā)電的利用方式主要有兩類(lèi)，一類(lèi)是獨(dú)立運(yùn)行（離網(wǎng)型）供電系統(tǒng)，即電網(wǎng)未通達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，如高山、草原和海島等，用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為蓄電池充電，再通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成交流電向終端電器供電，單機(jī)容量一般在100W-10KW；或者采用中型風(fēng)電機(jī)與柴油發(fā)電機(jī)或光伏太陽(yáng)電池組成混合供電系統(tǒng)，目前系統(tǒng)的容量約10KW-200KW，解決小社區(qū)用電問(wèn)題。（目前國(guó)家正在招標(biāo)的“西部省份無(wú)電鄉(xiāng)通電工程光伏電站建設(shè)項(xiàng)目”即“光伏工程”，部分電站就是采用風(fēng)光互補(bǔ)）。另一類(lèi)是作為常規(guī)電網(wǎng)的電源，并網(wǎng)運(yùn)行，商業(yè)化的機(jī)組單機(jī)容量為150KW-1650KW，既可單獨(dú)并網(wǎng)，也可以由多臺(tái)，甚至成百上千臺(tái)組成風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)（簡(jiǎn)稱風(fēng)

5、電場(chǎng)，國(guó)外亦稱風(fēng)力田）。二中國(guó)的風(fēng)能資源及其分布我國(guó)位于亞洲大陸東部，瀕臨太平洋，季風(fēng)強(qiáng)盛，內(nèi)陸還有許多山系，地形復(fù)雜，加之青藏高原聳立我國(guó)西部，改變了海陸影響所引起的氣壓分布和大氣環(huán)流，增加了我國(guó)季風(fēng)的復(fù)雜性。冬季風(fēng)來(lái)自西伯利亞和蒙古等中高緯度的內(nèi)陸，那里空氣十分嚴(yán)寒干燥，冷空氣積累到一定程度，在有利高壓環(huán)流引導(dǎo)下，就會(huì)爆發(fā)南下，俗稱寒潮，在此頻頻南下的強(qiáng)冷空氣控制和影響下，形成寒冷干燥的西北風(fēng)侵襲我國(guó)北方各?。ㄖ陛犑小⒆灾螀^(qū)）。每年冬季總有多次大幅度降溫的強(qiáng)冷空氣南下，主要影響我國(guó)西北、東北和華北，直到次年春夏之交才消失。夏季風(fēng)是來(lái)自太平洋的東南風(fēng)、印度洋和南海的西南風(fēng)，東南季風(fēng)影響遍及我

6、國(guó)東半壁，西南季風(fēng)則影響西南各省和南部沿海，但風(fēng)速遠(yuǎn)不及東南季風(fēng)大。熱帶風(fēng)暴是太平洋西部和南海熱帶海洋上形成的空氣渦旋，是破壞力極大的海洋風(fēng)暴，每年夏秋兩季頻繁侵襲我國(guó)，登陸我國(guó)南海之濱和東南沿海，熱帶風(fēng)暴也能在上海以北登陸，但次數(shù)很少。青藏高原地勢(shì)高亢開(kāi)闊，冬季東南部盛行偏南風(fēng)，東北部多為東北風(fēng)，其他地區(qū)一般為偏西風(fēng)，夏季大約以唐古拉山為界，以南盛行東南風(fēng)，以北為東至東北風(fēng)。我國(guó)幅員遼闊，陸疆總長(zhǎng)達(dá)2萬(wàn)多公里，還有180多0公0里的海岸線，邊緣海中有島嶼500多0個(gè)，風(fēng)能資源豐富。我國(guó)現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)址的年平均風(fēng)速均達(dá)到6米/秒以上。一般認(rèn)為，可將風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)況分為3類(lèi)：年平均風(fēng)速6米/秒以上時(shí)為較

7、好；7米/秒以上為好；8米/秒以上為很好。可按風(fēng)速頻率曲線和機(jī)組功率曲線，估算國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下該機(jī)組的年發(fā)電量。我國(guó)相當(dāng)于6米/秒以上的地區(qū)，在全國(guó)范圍內(nèi)僅僅限于較少數(shù)幾個(gè)地帶。就內(nèi)陸而言，大約僅占全國(guó)總面積的1/1，0主0要分布在長(zhǎng)江到南澳島之間的東南沿海及其島嶼，這些地區(qū)是我國(guó)最大的風(fēng)能資源區(qū)以及風(fēng)能資源豐富區(qū)，包括山東、遼東半島、黃海之濱，南澳島以西的南海沿海、海南島和南海諸島，內(nèi)蒙古從陰山山脈以北到大興安嶺以北，新疆達(dá)坂城，阿拉山口，河西走廊，松花江下游，張家口北部等地區(qū)以及分布各地的高山山口和山頂。根據(jù)全國(guó)氣象臺(tái)部分風(fēng)能資料的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，中國(guó)風(fēng)能分區(qū)及占全國(guó)面積的百分比見(jiàn)表2。表2

8、.中國(guó)風(fēng)能分區(qū)及占全國(guó)面積的百分比:c算如下芒潛hi的能量到地瓦,的應(yīng)漩帶二碼嚴(yán)抑坐bJf表面約有2R），全國(guó)為計(jì)，并考慮到風(fēng)輪實(shí)際掃掠面積為計(jì)算氣流正方形面積的0倍米直徑風(fēng)輪面積為Xn=際可開(kāi)發(fā)1估0（平方米），故實(shí)際可開(kāi)發(fā)量為：=億0千=瓦2）.。5即：風(fēng)能總儲(chǔ)量為大的潛力。億2千6瓦，估計(jì)實(shí)際可開(kāi)發(fā)的風(fēng)能儲(chǔ)量為2.5億3千瓦，風(fēng)能的利用有很三中國(guó)風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r及展望（一）風(fēng)力提水機(jī)（1）行業(yè)現(xiàn)狀。在我國(guó)東南沿海地區(qū)低揚(yáng)程風(fēng)力提水裝置用于農(nóng)田灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖和鹽場(chǎng)制鹽等低揚(yáng)程大流量提水作業(yè)；我國(guó)內(nèi)陸如內(nèi)蒙古北部、甘肅和青海等地風(fēng)能資源較好的區(qū)域，則利用深井風(fēng)力提水機(jī)組為牧民和牲畜提供飲水或進(jìn)行

9、小面積草場(chǎng)灌溉；此外，甘肅、新疆北部及松花江下游也屬于風(fēng)能豐富區(qū)，適合發(fā)展風(fēng)力提水。（2）產(chǎn)品類(lèi)型。我國(guó)已基本形成南方型低揚(yáng)程大流量風(fēng)力提水機(jī)組和北方型高揚(yáng)程小流量風(fēng)力提水機(jī)組兩大系列。（3）發(fā)展趨勢(shì)。從風(fēng)力提水機(jī)組分類(lèi)上講，主要產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：低揚(yáng)程大流量風(fēng)力提水機(jī)多采用旋轉(zhuǎn)式水泵，用于提取地表水和淺層地下水；高揚(yáng)程小流量風(fēng)力提水機(jī)多采用往復(fù)式水泵，用于提取深層地下水；風(fēng)力提水機(jī)微滴灌系統(tǒng)；風(fēng)力機(jī)空氣泵提水機(jī)組；風(fēng)力發(fā)展機(jī)電泵提水系統(tǒng)。（二）小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)（1）行業(yè)現(xiàn)狀。我國(guó)從20世紀(jì)80年代初就把小型風(fēng)力發(fā)電作為實(shí)現(xiàn)農(nóng)村電氣化的措施之一，主要研制、開(kāi)發(fā)和示范應(yīng)用小型充電用風(fēng)力發(fā)電機(jī)，

10、供農(nóng)民一家一戶使用。目前，以下的機(jī)組技術(shù)已經(jīng)成熟并進(jìn)行大量的推廣。在電網(wǎng)不能通達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，約萬(wàn)居民利用風(fēng)能實(shí)現(xiàn)電氣化。截至年，我國(guó)累計(jì)生產(chǎn)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組萬(wàn)臺(tái)，居世界第一。（）發(fā)展趨勢(shì)：功率由小變大。戶用機(jī)組從0增大到0,以滿足彩電、冰箱和洗衣機(jī)等用電器的需要；由一戶一臺(tái)擴(kuò)大到聯(lián)網(wǎng)供電。采用功率較大的機(jī)組或幾臺(tái)小型機(jī)組并聯(lián)為幾戶或一個(gè)村莊供電；由單一風(fēng)力發(fā)電發(fā)展到多能互補(bǔ)，即“風(fēng)力光伏”互補(bǔ)、“風(fēng)力機(jī)柴油機(jī)”互補(bǔ)和“風(fēng)力光伏柴油”互補(bǔ)；應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，由家庭用電擴(kuò)大到通訊和氣象部門(mén)、部隊(duì)邊防哨所、公路及鐵路等。（三）大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及國(guó)外機(jī)組國(guó)產(chǎn)化（1）大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的制造。目前我國(guó)大型

11、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研究制造商主要有：中國(guó)一拖美德（）風(fēng)電設(shè)備有限公司、西安維德風(fēng)電設(shè)備有限公司、上海申新風(fēng)力發(fā)電設(shè)備公司、北京萬(wàn)電有限責(zé)任公司及新疆金風(fēng)科技股份有限公司。（2）國(guó)外機(jī)組國(guó)產(chǎn)化。在我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的投資中，機(jī)組設(shè)備約占70，%實(shí)現(xiàn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、降低工程造價(jià)是風(fēng)電場(chǎng)大規(guī)模發(fā)展的需要。大型風(fēng)電機(jī)的主要部件在國(guó)內(nèi)制造，其成本可比進(jìn)口機(jī)組降低0（3）發(fā)展趨勢(shì)：風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)數(shù)目不斷增加，裝機(jī)容量持續(xù)增長(zhǎng)。截止至200年1底全國(guó)發(fā)電場(chǎng)總數(shù)已達(dá)27座，裝機(jī)容量已達(dá)萬(wàn)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量逐年加大。單機(jī)容量在年以前是，近些年安裝的主要是級(jí)機(jī)組。目前兆瓦級(jí)風(fēng)機(jī)正在研制中。1小型風(fēng)力機(jī)組我國(guó)從80年代初把風(fēng)力

12、發(fā)電作為農(nóng)村電氣化的措施，主要研制、開(kāi)發(fā)和示范應(yīng)用小型充電用風(fēng)電機(jī)，供農(nóng)牧民和漁民一家一戶使用。經(jīng)過(guò)二十年的發(fā)展，以下的機(jī)組技術(shù)已經(jīng)成熟，大量推廣,形成了年產(chǎn)萬(wàn)臺(tái)的能力，現(xiàn)在每年銷(xiāo)售600至0800臺(tái)0，而且有上百臺(tái)出口國(guó)外。國(guó)內(nèi)擁有量約1萬(wàn)臺(tái)，居世界第一。在電網(wǎng)不能通達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，約60萬(wàn)居民利用風(fēng)能實(shí)現(xiàn)電氣化，電燈和電視進(jìn)入農(nóng)家牧戶，生活質(zhì)量明顯提高。但我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，一些邊遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)牧民還未用上電。實(shí)踐表明：在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)期，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在解決有風(fēng)無(wú)電地區(qū)農(nóng)牧民生活用電仍然是一條重要的途徑。就是在有風(fēng)有電地區(qū)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，發(fā)展小型風(fēng)力機(jī)組對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)生態(tài)平衡和充分利用資

13、源等方面亦有積極的意義。國(guó)家計(jì)委提出的“光明工程”就為我國(guó)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展創(chuàng)造了條件。因此繼續(xù)發(fā)展小型發(fā)電機(jī)組仍有很大的潛力。2大型發(fā)電機(jī)組200年1底，全國(guó)建成28座風(fēng)電場(chǎng)，共裝機(jī)81臺(tái)4，總?cè)萘繛?010千9瓦5。詳見(jiàn)表3。在這些風(fēng)電場(chǎng)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組約95以%上是利用貨款從國(guó)外引進(jìn)的，設(shè)備價(jià)格高，風(fēng)電場(chǎng)每千瓦造價(jià)約80900元0，其中機(jī)組占投資的75-80。目前國(guó)內(nèi)大中型水電站每千瓦造價(jià)為7008000元0，火電站加上脫硫環(huán)保設(shè)施，每千瓦造價(jià)也要超過(guò)700元0。我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)年利用小時(shí)數(shù)一般為270小0時(shí)；一些地方達(dá)到320小0時(shí)，因而風(fēng)電成本為0.45-元0/.千7瓦0時(shí)。只有逐步實(shí)

14、現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，才能把風(fēng)電場(chǎng)造價(jià)降下來(lái)。199年6，國(guó)家計(jì)委制定了“乘風(fēng)計(jì)劃”，從我國(guó)國(guó)情出發(fā)，采取技貿(mào)結(jié)合的形式，與國(guó)外組建合資生產(chǎn)企業(yè)。在建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的同時(shí)，引進(jìn)技術(shù)，通過(guò)消化吸收，自行開(kāi)發(fā)研制大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。這是加速大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化的一條重要舉措。成立不久國(guó)家電力公司也已經(jīng)把風(fēng)電作為電力工業(yè)的一個(gè)重要組成部分，積極爭(zhēng)取一切有利的投資，逐一克服影響開(kāi)發(fā)風(fēng)電的障礙，穩(wěn)步向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。組件的國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界人士奮斗的目標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)比較有規(guī)模的風(fēng)機(jī)制造企業(yè)有：新疆金風(fēng)科技股份有限公司（新疆風(fēng)能公司）、洛拖美德（洛陽(yáng)）風(fēng)電設(shè)備有限公司、西安維德公司（西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)公司與德國(guó)NO

15、RDEXBALCKE-DURR公司建立了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的合資公司）等。目前，根據(jù)國(guó)家科技部對(duì)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)國(guó)產(chǎn)化的要求，這些企業(yè)正在進(jìn)行各種規(guī)格的樣機(jī)的研制?！笆濉逼陂g，計(jì)劃研制新型功率大于600KW的風(fēng)機(jī)。風(fēng)電要發(fā)展，市場(chǎng)是關(guān)鍵。因此國(guó)內(nèi)的企業(yè)建議國(guó)家要大力支持國(guó)產(chǎn)化風(fēng)機(jī)發(fā)電項(xiàng)目，盡量避免整機(jī)進(jìn)口風(fēng)機(jī)，建議國(guó)家籌建幾個(gè)國(guó)產(chǎn)化風(fēng)機(jī)示范風(fēng)場(chǎng)，繼續(xù)出臺(tái)鼓勵(lì)可再生能源利用的優(yōu)惠政策。2001年底建成的新疆阿拉山口風(fēng)電場(chǎng)就是新疆金風(fēng)科技股份有限公司生產(chǎn)的兩臺(tái)600KW的組機(jī)。經(jīng)過(guò)幾年的努力，全國(guó)已有12個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的電力公司設(shè)置相關(guān)機(jī)構(gòu)和人員，負(fù)責(zé)本地區(qū)的風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃、項(xiàng)目審查等前期工作和行

16、業(yè)管理。按照現(xiàn)代企業(yè)制度和公司法，結(jié)合本地區(qū)情況，組建了15家具備獨(dú)立法人地位的公司，從資金籌措、風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、一直到資金償還全過(guò)程推行項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)制。這些公司擁有一批高素質(zhì)、懂技術(shù)、能吃苦的專(zhuān)業(yè)人員，一支具有投資、建設(shè)、經(jīng)營(yíng)管理、科研設(shè)計(jì)、制造安裝經(jīng)驗(yàn)的風(fēng)電建設(shè)隊(duì)伍已經(jīng)形成，這支力量無(wú)疑將成為迎接21世紀(jì)風(fēng)電建設(shè)的生力軍。表3.全國(guó)風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)情況一覽表風(fēng)電場(chǎng)名稱投資業(yè)主機(jī)型單機(jī)容量（千瓦）并網(wǎng)時(shí)間臺(tái)數(shù)總?cè)萘浚ㄇ撸┬陆_(dá)坂城風(fēng)電二廠新疆自治區(qū)電力公司進(jìn)口3006001992200114675000新疆達(dá)坂城風(fēng)電一廠新疆自治區(qū)水利廳進(jìn)口10060019861999321210012序號(hào)

17、 新疆布爾津風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)疆阿拉山口風(fēng)電場(chǎng)新疆賽里木電業(yè)公司國(guó)產(chǎn)金風(fēng)60020011200內(nèi)蒙古商都風(fēng)電場(chǎng)國(guó)產(chǎn)華風(fēng)NTK30055-3001993-1994173875內(nèi)蒙古朱日和風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)蒙古錫林浩特風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)蒙古電力集團(tuán)有限責(zé)任公司進(jìn)口HSM-洛拖西班牙1002501995-10111213141516171838-3302000102980內(nèi)蒙古輝騰錫勒風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)蒙古克什克騰風(fēng)電場(chǎng)廣東南澳風(fēng)電場(chǎng)廣東惠來(lái)風(fēng)電場(chǎng)遼寧東崗風(fēng)電場(chǎng)遼寧丹東風(fēng)電場(chǎng)遼寧橫山風(fēng)電場(chǎng)遼寧營(yíng)口風(fēng)電場(chǎng)遼寧錦州風(fēng)電場(chǎng)吉林通榆風(fēng)電場(chǎng)福建平潭風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)口550-6001996-20006136700東電茂霖風(fēng)能發(fā)展有限

18、公司汕頭電業(yè)局南澳風(fēng)能公司南澳振能風(fēng)電公司中國(guó)福霖風(fēng)能公司華能廣東風(fēng)電有限責(zé)任公司遼寧省電力公司丹東供電公司大連市電力公司營(yíng)口市供電公司錦州市電力公司吉林省風(fēng)電股份公司福建省科委進(jìn)口一拖進(jìn)口立軸國(guó)內(nèi)組裝丹麥國(guó)產(chǎn)進(jìn)口進(jìn)口國(guó)產(chǎn)進(jìn)口進(jìn)口德國(guó)進(jìn)口西安維德進(jìn)口進(jìn)口600-75090-350250-60075060055-550750250600-13007506006602001999-20011989-19971997-1999200019991991-199720001993-19961999-200120001999-20001986-19932857561822252820264920160568801320012005210005000190003700300601000 福建省電力公司西班牙600200010600019福建東山風(fēng)電場(chǎng)福建省電力公司西班牙600200010600020浙江括蒼山風(fēng)電場(chǎng)浙江省電力局6001997-1998331980021浙江鶴頂山風(fēng)電場(chǎng)浙江省電力局浙江省科委丹麥500-600199519981710255國(guó)產(chǎn)500-6001993-1995222浙江泗礁風(fēng)