理论广角 Ｉ Ｅ－Ｆ ＣｈｉＩＩ８ Ｓｔ＇ｉｅｎｃｅ ａｌｌｄ Ｔｅｃｌｕｍｌｏｇｙ Ｒｅｖ Ｊｅｗ 从我国风电发展现状 看世界风电发展形势及政策借鉴 洪嘉驹 （清华大学热能系 北京 １０００８４） ［摘要］风能是一种取之不尽且能无限循环利用的清洁能源。随着全球对碳排放逐渐重视，风能就成为世界各国最主要的研究课题之一。 近些年来，世界各国对风能的研究和应用主要是风力发电，我国要根据本国情况、针对各国发展经验，从中学习，采取相应对策，才能后来居上。 ［关键词］风能 风电 发展形势 政策 中图分类号：ＴＫ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－９１ ４ｘ（２０１ ０）２８－０２６２一Ｏ２ 随着人类社会能源危机的出现，人们开始急切寻找新的可再生 能源。目前可再生能源主要是风能、太阳能、水能、海流能等。风能 是一种取之不尽且能无限循环利用的清洁能源。２００９年底哥本哈根气 候大会之后，风能发电更成为全球共识。本文就风电与传统发电的对 比、世界风电发展过程和形势，谈我国目前风电发展形势及对国外风 电发展政策的借鉴。 １ 风能发电与传统发电的优势 １．１建造费用低廉 建造风力发电场的费用较低，比水电站、火力发电厂或核电站的 建造费用低得多，目前，一个５０ＭＷ的风电场的建造费用只有４亿元人 民币左右。 １．２占地少 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。而且风机也可以选择在荒山 或其他无法开发的地点修建，提高了土地利用效率 １．３建设周期短 风电机组的吊装时间一般为三个月，５ ０ＭＷ的场地建设时间不 会超过一年，因此这种级别的风电场从开工建设到并网发电不会超 过一年半。 １．４运行简单 所有监控系统都可以集中在风电场的变电站中进行工作，风电 机组即使是建在山中，也只需要定期进山巡视就可以了，正常的工 作都可以在变电所中进行，做到远程遥控、现场无人值守，这是 其他发电站无法相比的。 １．５清洁无污染 风力是一种洁净的自然能源，没有其它发电方式所伴生的任何 环境污染问题，甚至连一点噪音都没有，而且所需的原料是取之不 尽、用之不竭。另外，风机叶片的旋转速度很慢，也不会对周围飞 鸟造成影响。 １．６成本低 此发电成本很低，目前已经十分接近火力发电的成本，这也是太阳 能发电等其他新能源不具备的优势，所以更适合大量开发。 ２、风能发电与传统发电相比的缺陷 ２．１风能具有随机性 风随着大气运动而不断变化，是随机和不可控的，变化范围很 大，进而发电机的输入机械功率也存在一定的不可控性。即使是在 多风地区，也有很长一段时间风速低于４米／秒，在这个区间内， 风机是不工作的。虽然风机极少需要维修，也全部正常运行，而实际 的年发电量，还不到理论最大发电量的四分之一。 ２．２风能密度低 风的能量密度很小，即使把叶片做得很大，也无法像火力和水 力那样大功率输出。 ２．３风力发电的地域性差别显著 即便风电拥有诸多优势，也不是所有地区都适合开发风能。风 电场只能建在山区、沿海地区等多风地带。 ２．４叶轮与发电机连接的刚度问题 叶轮的转速很慢，然而如果发电机要正常工作，要求有很高的 转速，因此两者中间不需要有能够调节的变速齿轮，这会导致两者之 间的刚度下降，而且事实也证明，风电场实际生产过程中，大多数故 障都出现在这里。 ３、我国风电发展现状（见圈１） 与发达国家相比，我们的差距十分明显。在２ ０世纪８０年代对 中国风能资源曾进行了一次普查，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ｌＯｍ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ｌ００Ｗ／ｍ：，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３倍估算，约为７．５亿ｋＷ：共计ｌＯ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％一６０％）。风能丰富区主要包括东南沿海地区，东北ｒ、西北及 青藏高原为较丰富区。中国大陆风能储备最丰富的地区是青海、甘 肃、新疆和内蒙，可开发的风能储量分别为ｌ１ ４ ３万ＫＷ、２ ４２ｌ万 由于风力发电前期投入少，发电期间用人少，维持费用低，因 ２６２ Ｉ井收博置 理论广角 — ■Ｉ ＫＷ、３ ４ ３ ３刀ＫＷ和６１ ７８万ＫＷ 我国对新能源的研究主要是从上世纪９Ｏ年代开始的，９Ｏ年代制 定的“中国２ｌ世纪议程”报告，强调了发展新能源和可再生能源对中 国经济持续发展和环境保护的重要作用，这一报告有力促进了我国的风 能由科研试验向商业性开发与利用的转变。由于风电的独特优势， 自从该报告提出以来，国内风电装机容量一直以平均每年约３０％的速 度增长。２ ０ ０ ８年三月，国家发改委发布的《可再生能源发展“十 五”规划》中，将２ ０１ ０年我国风电累计装机容量的目标从５ ０ ０ 万千瓦调整到了１ ０ ０ ０万千瓦。同时，风电设备制造业也在快速发 展，中国很快就将成为世界上最大的风电设备生产国。 １９８６年４月我国第一个风电场在山东荣城并网发电。从ｌ９８９年 起，全国各地陆续引进机组建设风电场，装机容量逐年增长，规模在 ｌ万Ｋｗ以上的有新疆达板城、广东南澳、辽宁东岗、内蒙古辉腾锡勒 非常坚定，务求减少依赖进口燃料、改善环境和尽量做到可持续发 展。政府拒绝考虑使用核能，并且决定逐步将煤排除在电厂燃料之 外，国内已经不会再兴建煤电厂。早在ｌ９９７年风电就已经在全国电 力提供中占到了ｌＯ％，并且根据预期，到现在，风电已供应国内约一 半的电力需求。 截至２００３年各国装机容量：德国装机容量为ｉ２５６０ＭＷ，西班牙机 容量为４９５ １ＭＷ，美国装机容量为４６５８ＭＷ丹麦装机容量为２９２ ｌＭＷ印 度装机容量为１８６１ＭＷ荷兰装机容量为８１２ＭＷ意大利装机容量为７８５ＭＷ 英国装机容量为５８６ＭＷ中国装机容量为４５８ＭＷ日本装机容量为３８６ＭＷ 其他国家装机容量为２４２ ＩＭＷ共计３２４０９ＭＷ。 ５、目前我国凤电发展对策 ２００８年我国风电装机达到ｌ０００万千瓦，２０１ ０年很可能达到 ２５００万千瓦。国家制定的２０２０年风电装机３０００万千瓦的目标，有可 等。之后的十多年里，也保持了快速的增长。但是，中国风电真正发 能在２０Ｈ年实现 要发展风电产业，必须加大对我国风电制造业投资 展是在最近几年才开始的，《可再生能源法》颁布之后，各地开始大量 和政策倾斜。目前，国内制造商虽然利用国内政策优势使得市场份额 筹建风电场，以辽宁为例，到２００７年底，辽宁的装机容量也只有５０ 领先于ＶＥＳＴＡＳ。但在国际市场上，排名前十位的风电制造商的市场份 万千瓦，但是现在，辽宁的装机容量已经突破了ｌ ２ ０万千瓦。 额占到了９７％以上，其中有日本的和印度的，分别位于第９及第１Ｏ名， ４、国外风电发展形势（圈２） 但是没有中国企业。更重要的是，从目前的行业发展态势来看，行业 德国是风电产业的世界之首，２ ０ ０ ３年度，德国就已新增装机 排名前３位公司市场份额达到７５％，集中度较高，随着竞争的不断升 ２６ ７４ＭＷ，累计装机容量已达到ｌ４６４２ＭＷ；一个崭新的大型产业在这 级，弱小的公司将被淘汰。从２００４年开始，行业已经开始快速整合， 个以工程技术闻名的国家建立起来，绝大部分在德国投入使用的风电 例如ＶＥＳＴＡＳ与ＮＥＧ ＭＩＣＯＮ合并、西门子收购ＢＯＮＵＳ等。而与之相比， 机组是本地生产的；ＥＮＥＲＣ０Ｎ、ＶＥＳＴＡＳ、ＮＯＲＤＥＸ、ＧＥ ｗＩＮＤ等 国内企业不仅弱小，而且分散，即使在国内也无法与ＶＥＳＴＡＳ等国际大 公司已经具备大型的生产基地，在这个行业直接和间接就业的人员， 企业竞争，因此需要在尽量整合的同时尽快获得政策和资金的支持 估计有４．５万人；在德国最北部的石勒苏益格一荷尔斯泰因州，已经 为避免因对于新技术研发的不足可能导致国内企业被越甩越远，必须 实现以风电供应２ ５％电力需求的目标。 大力增加研究和开发技术上的投入，大力培养风电人才 从以上分析可以看出，我们与发达国家相比，差距十分明显。因 Ｒ能分区 主要指标 此我们在发展风能时，应从以下几方面对国外经验加以借鉴： 占全国血积的百分比／ 年有教风能密度 年 速＿）３／ｓ曲 祝 年风速 ６／ｓ的累积 ５．１ 美国在ｌ ９ ８ ６年前就鼓励增加装机、投资抵税、高电价收购、 （ｉ’ｍ－２） 、时狲 ４、时数／ｈ 提供标准合同范本等间接补贴的方式鼓励装机增加，抵税部分分别由 联邦财政和地方财政承担；电价差额由电力公司的用户承担；到了９Ｏ 丰富区 ８ 瑚 ５。。ｏ ２瑚 年代后，取消了高电价政策，采用了直接补贴发电量的方式，补贴由 较丰富区 ｌ８ １。ｏｌ５０ ５０ｏＯ一４００。 ２２００—１５００ 联邦财政承担，但各州也有自己的鼓励政策。随后美国又首先提出了 可再生能源发电强制市场份额制（Ｒ ｅ ｎ ｅ ｗａ ｂ ｌ ｅ Ｐ０ ｒ ｔ ｆ ０ ｌ ｉ ０ 可｛４用基 ５０ ｌ５０－５０ ４０００—２０００ ｌ５０。一３５０ Ｓｔａｎｄａｒｄ，简写为ＲＰＳ），强制性保证了新能源的市场份额。 ５．２ 贫乏 ２４ ５０ ２ｏ０。 ３５０ 德国于ｌ ９ ９ ０年批准了“电力供应法案”，其中包括再生能源 发电强制上网、成本均摊、投资补贴、低息贷款等，并且也提出了德 图ｌ中国风能分布区及指标 国模式的ＲＰＳ制度。德国对风力发电的扶持是由中央和电力公司共同 承担，既补贴装机也补贴发电量，对装机进行投资补贴和信贷支持，同 时要求电网收购并消化风力发电的差价。 ５．３ 丹麦制定了十分详细的促进政策，免交碳排放税，高达１ ５％的 投资补贴，以及建立国家级风机测试中心。 ５．４ 英国则采取了更为市场化的促进模式。英国从对化石燃料发电 企业身上征收的税金中拨出一部分补偿新能源发电的电价差额，同时 予以补贴。但是如果新能源企业希望得到支持，需要加入协会，获得 认证并参与技术竞争 英国政府不对其风机制造企业提供额外支持， 也不对国外风机的进口实行限制，鼓励其进行市场的自由竞争。政府 的鼓励以及激烈的竞争促使英国的风电水平快速提高 ５．５ 图２ ２００３年全球风力发电新增和累计的装机容量 印度制定了较详细的政策：低息贷款、１ Ｏ％一ｌ ５％的投资补贴、 美国在风电领域起步比德国晚，经历了２Ｏ世纪９０年代的沉寂后， 吸引外资、５年免税、零部件进口免关税等等！同时在电力销售环节 美国很快又成为世界最大的风电市场之一，目前有近３Ｏ个州建有大型 提供各种方便及优惠措施，并且在各地设置最低电价，保证新能源发 的风电场，美国的风能资源潜力是全国电力需求的２倍，仅北达科他 电企业可以正常参与竞争。 州所拥有的风能资源就是德国的５ ０倍。 ６．结语 印度是风电领域发展中国家的先锋，印度风资源非常丰富，２００３ 我国的风电产业目前还不及同为发展中国家的印度，只能说明 年度，印度新增装机容量为４２３ＭＷ，比中国多出３倍，并成为全球第 我们在发展中存在问题。我国风电产业发展过程中存在的问题主要 五大的风电生产国。 是政策障碍。２００５年中国颁布《可再生能源法》，为中国风能资源开 丹麦的风电制造业极为成功，作为世界上最早利用风力发电的 发提供了有利条件，随着《可再生能源法》修订案于２０ｌＯ年的实施 国家，自２０世纪８０年代起步，涌现出了如ＶＥＳＴＡＳ、ＮＥＧ ＭＩＣＯＮ、 和有关鼓励和保护政策的陆续出台，相信我国会在世界风电领域占 ＢＯＮＵＳ等一些风电巨头。原因是每一届政府对国家能源计划的立场都 有重要地位。 拜垃博ｊ艺ｌ ２６３
