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我国风力发电的现状与发展思考

时间:2019-07-10 02:14:53 来源:互联网 阅读:4次

我国风力发电的现状与发展思考

摘要:随着能源供应的渐趋紧张,以及环保问题的日益突出,可再生能源越来越被重视。风力发电作为一种清洁的可再生能源,同时又是新能源发电技术中成熟和规模开发条件的发电方式之一,因此在世界各地得到迅速发展。我国有丰富的风力资源,近几年来也得到了很快的发展,本文阐述了目前我国风力发电的现状、存在的问题,以及发展趋势。

关键词:可再生能源;风能;风力发电;趋势

0 前言

我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一,这种消费结构给环境造成的巨大压力是不言而喻的。逐步优化能源结构、提高能源效率、发展可再生能源已成为我国可持续发展战略中不可缺少的重要组成部分。可再生能源包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等,资源潜力大,环境污染低,可永续利用,是有利于人与自然和谐发展的重要能源。从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看,今后发展较快的可再生能源除水能外,主要是生物质能、风能和太阳能。风力发电技术已基本成熟,经济性已接近常规能源,在今后相当长时间内将会保持较快发展。

我国幅员辽阔,海岸线长,风能资源比较丰富。根据风能资源评价,我国陆地可利用风能资源3亿千瓦,加上近岸海域可利用的风能资源,共计约10亿千瓦。主要分布在两大风带:一是三北地区(东北、华北北部和西北地区);二是东部沿海陆地、岛屿及近岸海域。另外,内陆地区还有一些局部风能资源丰富区。

风电包括离运行的小型风力发电机组和大型并风力发电机组,技术已基本成熟。到2006年底,全国已建成约90 个风电场,已经建成并发电的风场主要分布在新疆、内蒙、广东、浙江、河北、辽宁等16个省区,装机总容量达到约260万千瓦。但与国际先进水平相比,国产风电机组单机容量较小,关键技术依赖进口,零部件的质量还有待提高。本文对我国风力发电的现状进行阐述,并根据目前存在的问题,给出了相关建议。

1 我国风力发电的现状

1.1发展迅速,建设规模不断扩大

我国的风力发电始于20世纪50年代后期,在吉林、辽宁、新疆等省建立了单台容量在10kW以下的小型风力发电场,但其后就处于停滞状态。到了20世纪70年代中期以后,在世界能源危机的影响下,特别是在农村、牧区、海岛等地方对电力迫切需求的推动下,我国的一些地区和部门对风力发电的研究、试点和推广应用又给予了重视与支持,但在这一阶段,其风电设备都是独立运行的。直到1986年,在山东荣城建成了我国座并运行的风电场后,从此并运行的风电场建设进入了探索和示范阶段,但其特点是规模和单机容量均较小。到1990年已建成4座并型风电场,总装机容量为4.215MW,其单机容量为200kW。在此基础上,风力发电从1991年起开始步入了逐步推广阶段,到1995年,全国共建成了5座并型风电场,装机总容量为36.1MW,单机容量为500kW。1996年后,风力发电进入了扩大建设规模的阶段,其特点是风电场规模和装机容量均较大,单机容量为1500kW。据中国风能协会统计,2007年中国除台湾省外新增风电机组3,144 台。与2006 年相比,2007年当年新增装机增长率为145.8%,累计装机增长率为126.6%。2007年中国除台湾省外累计风电机组6,458台,装机容量5,890MW。

1.2 国家及有关部门重视和支持风力发电

为了支持风力发电,原电力部制定了《风力发电场运行规程》电力行业标准,明确了风电上及电价确定的原则,允许风电就近上,风电价格要在发电成本加还本付息的基础上,允许有合理的利润,超出电电价部分由全电平摊,有力地支持了风电的发展。电力工业发展的政策是:以火力发电为主,大力发展水电和核电,同时要积极发展新能源和可再生能源发电,风力发电是电力工业发展的一支方面军。

《电力法》明确规定国家鼓励和支持利用可再生能源和洁净能源发电。八届人大四次会议批准的我国经济和社会发展九五计划和2010年远景目标纲要中也提出积极发展风能、海洋能、地热能等新能源发电。国家计委实施光明工程和乘风计划。1996年3月,国家计委交能司、科技司、机电轻纺司在北京召开了大型风力发电机组国产化工作座谈会,对大型机组国产化提出许多建议。不久,国家计委提出两个计划,一个是光明工程,一个是乘风计划,前者是支持国内微小型风力发电机组的发展。后者就是支持国内风电场建设和大型机组国产化。

国家经贸委在双加工程(即对重点行业、重点企业加大技改力度,加快改革步伐)中,把大型风力发电机组列入大型技改项目,在九五期间投资18亿元,支持风力发电的发展。国家科委在大中型风力发电机组研制方面做了大量工作,在六五至九五期间,都有关于风力发电的科技攻关项目。对55 kW、200kW国产机组的研制,投入了大量资金,取得了一些经验。九五期间,科委又立了一个加强项目投资300万元,由浙江机电设计研究院风力发电研究所承担,对八五200kW国产机组进行技术改进,再生产2台200kW机组,期望实现200kW机组国产化。

1.3 专业队伍和国产化水平逐渐提高

自20世纪70年代中、后期开始,我国真正进入了现代风力发电技术的研究和开发阶段。在这一阶段,我国的风力发电技术无论在科学研究方面,还是在设计制造方面均有了不小的进步和提高,同时也取得了明显的社会效益和经济效益,主要解决了边远无电地区的农、牧、渔民的用电问题。但其风电机组的单机容量仅为几百瓦到10kW,均属独立运行的风电机组。为了发挥风力发电的优势,降低成本,风力发电机组大型化,单机装机功率的提高,是所有风力发电研究、设计和制造商的不断追求。近几年进展很大,不断有新型大型风机出现,并很快得到推广。现代风力发电机在不断改变其翼型,增加其塔高,改善其运行特性。此外,现代微机控制技术、并技术、电子电力技术以及储能技术的不断提高和广泛应用,也使风力发电机组系统越来越可靠实用。

经过多年的实践,培养了一批专业的风电设计、开发建设和运行管理队伍,为今后大规模发展风电创造了良好的条件。大型风电机组的制造技术我国已基本掌握,主要零部件国内都能自行制造,如发电机、齿轮箱和叶片等(国际知名的叶片制造商丹麦LM公司独资在天津设厂生产),600 kw机组的本地化率可以达到90%。随着大型风电设备产业的形成,船舶工业的主要认证机构中国船级社开始筹建中国风电机组产品的认证体系。

2 风力发电存在的问题

2.1 对风能资源勘察不够全面

通常风力发电的有效风速为3~25m/s,风电场选址的首要条件是风能资源丰富,因而一般以风资源丰富区和较丰富区为选址对象,具体风电场内风机的选址还应根据测出的年有效风速累计小时数(累计时数越高,投产后风机发电量越大)和有效风能密度确定,在风电场内不同位置的这些数据存在较大差异。所以合理选择场址对提高风力发电的经济效益至关重要。而我国现有的风资源分布图很粗,无法满足现在风电场选址的要求,迫切需要进一步细化。

2.2 风电设备和制造技术落后

风电机组制造技术,这是风电发展的核心。目前我国风电建设远远落后于世界发展,其主要原因是,没有加大力度依靠国内雄厚的机电制造业基础,吸收引进国外先进技术对风电成套设备进行自主开发。随着世界风力发电设备制造水平提高,更大的单机容量已经是全球风能技术发展的趋势。据了解,国外风电机组目前已达到兆瓦级,如美国主流1.5兆瓦,丹麦主流2.0~3.0兆瓦,在2004年的汉诺威工业博会上4.5兆瓦的风电机组也已面世。而迄今为止,我国在这一技术上处于落后位置,尚不具备自行开发制造大型风电机组的能力,且在机组总体设计技术,特别是桨叶和控制系统及总装等关键性技术上落后于欧美发达国家,且机组质量普遍不高,易出现故障。据调查,2004年国产机组只占18%,2005年也只有28%,每年的风电设备进口总额高达60亿元,尤其大型风机设备几乎被丹麦、意大利、德国等发达国家全部垄断。国内整体的风电制造水平比国外发达国家至少晚10年,而且技术差距还在拉大,这就使国产设备的竞争力面临严峻的考验。

2.3 风电成本高

风力发电的成本主要是固定资产投资成本,约占总投资的85%以上。按照我国增值税抵扣政策,固定资产投资的增值税不能抵扣。风力发电执行17%的增值税税率,因为没有购买燃料等方面的抵扣,因此风力发电实际税负明显高于火力发电。另外,国内已经建成的微不足道的风电容量几乎全部为进口的成套设备,导致风电场投资高、电价高,与火电、水电比,缺乏市场竞争能力。国产的风电设备可以显着地降低风电成本,但由于现在国内设备制造水平较低,应用规模小,国产设备的价格并不低于进口设备。

2.4 政策扶持力度不够

风电开发前期投入巨大,而国内的风电项目缺乏正常的投融资渠道。国内商业银行对风电项目的贷款期限远短于火电和水电项目的贷款期限,偿还期限大多为5~8 年,利息也没有优惠,使风电只能上一些小规模项目,导致风电难以普及,电价下降缓慢。对风电投入的科研经费不足,则制约着风电技术向高端发展,并会导致科技人才的稀缺。

尽管于2003年实施了风电特许权示范项目,并于2006年正式实施了《可再生能源法》以促进风电发展,但由于长期给予风电的实际关注力度不够,缺少对风电扶持的长期具体措施,与国外的扶持政策和取得的成效相比,存在着很大的差距。

3 风力发电前景的建议

3.1 做好风能资源的勘察

风资源的测定是发挥风电作用的前提基础,因此将来应该在这方面增大投入,对我国实际的风资源在总体上有细致准确的了解,为和风电的决策者合理地规划风电提供正确的指导。为进一步摸清风能资源状况,必须加快开展风能资源的普查工作。这方面,不仅需要有关部门筹集一定资金用于加大风力资源勘测工作的投入,各地也要自筹资金开展本地区风力资源的勘察,认真调查确定可开发风电场的分布和规模。

3.2 提高风电机组的制造技术

要提高我国风力发电应用的技术水平,需要不断增进与发达国家的交流,学习其先进技术,只有清楚彼此差距,才能不断提升我国的风电技术水平。我国提出,到2010年风电装机要有80%的国产化率,必须在技术上占领竞争制高点。《可再生能源法》规定:国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域,纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划,并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展,促进可再生能源开发利用的技术进步。这一规定为风电技术进步创造了良好的契机。提高风电技术也是降低风电成本和上电价的关键所在。

3.3 依托政策发展风电

2006年国家正式实施了《可再生能源法》,通过减免税收、鼓励发电并、优惠上价格、贴息贷款和财政补贴等激励性政策来激励发电企业和消费者积极参与可再生能源发电。体现了对风电等可再生能源的重视,更重要的是给予了风电在法律上的保护,为风电提供良好的发展空间。

2008年,国家发改委印发了《可再生能源发展十一五规划》。《规划》提出,有关部门要做好可再生能源发电并、上电价及费用分摊有关规定、财政补贴和税收优惠等政策的完善和落实工作。国家有关部门将提出可再生能源发展专项资金的管理办法和使用指南,安排必要的财政资金,支持可再生能源技术研发、试点项目建设、农村可再生能源开发利用、资源评价、标准制定和设备国产化等工作。国家对可再生能源开发利用、技术研发和设备生产等给予税收优惠支持。

这些政策法规的出台为风力发电的发展提供了制度上的支持,在具体的措施和规则上还要细化、规范、便于操作,使风电的发展稳步,快速的发展起来。

4 结束语

中国的风电发展迄今已经有30多年,取得了显着进步。但由于基础薄弱,风电发展的过程中面临的技术落后、政策扶持不够及上电价高等诸多困难。随着和民众对风电的逐步认识、《可再生能源法》正式实施和《可再生能源发展十一五规划》的出台,以及风电设备的设计、制造技术方面不断提高,风能利用必将为我国的环保事业、能源结构的调整做出巨大的贡献。风电产业和相关的科研机构应该抓住这一契机,为风电的全面发展作一个系统可行的规划,逐步解决风电发展中的困难,完善风电机制,在提高风电战略地位的同时,早日使风电普及惠民。

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