我国大力发展风电的前景分析

新华社
　
　　关于我国能源问题，科学家和经济学家目前一致认同的观点是，我国巨大的能源需求不能期望由石化能源来解决，而只能寄希望于可再生能源，期望我国将能由西南地区的水电、东南沿海地区风电和东北西北地区的风电分别实现各个不同地区发展所需电力，在储能方式中值得重视的是锂离子蓄电池储能。

　　风电是电力行业的先进生产力，资源无尽、成本低廉。当前，确立能源领域的科学发展观，将风电提高到战略地位刻不容缓。地处东南沿海、台湾海峡西岸的福建省更有建立大型风电场的特殊条件，海峡两岸共同发展海上大型风电产业不啻为解决我国东南部能源短缺的重要途径。

　　一、常规能源面临发展瓶颈

　　我国现有电力装机约4亿千瓦。其中煤供电约占80％，水能供电约占15％，但风电仅约为50万千瓦，仅占电力装机的0.13％。

　　——煤炭。2003年我国能源消费总量为16.78亿吨标准煤，其中有54％用于发电。如果2020年的电力需求是11.32亿千瓦，可以算出我国的能源需求将至少是40亿吨标准煤。如果在2020年后维持年产40亿吨的开采不再增加，以已知探明可利用的煤炭储量为1145亿吨计算，我国探明可利用的煤炭资源仅能再维持30年。历年来铁路运煤约占煤炭总量的60％，占铁路货运量的40％以上。如果16年间煤炭的运量再增加2倍，必将造成铁路运输的全面紧张，甚至不堪重负。

　　——石油和天然气。严重问题是石油资源不足。已知我国探明的石油储量是33亿吨，而2003年我国原油产量是1.7亿吨，2003年消耗石油达2.7亿吨，进口原油和成品油共1.1亿吨。2004年仅原油至少进口1.2亿吨。我国已经成为世界第二大石油消费国，是第一消费。如果我国石油进口量再增加一倍，将面临和美国以及其他发达国家在国际市场上争夺石油的局面，这必将成为政治和国际经济的头等问题。我国能源发展必须绕过石油能源发展阶段，而这是一个亟待解决的特殊问题。

　　——水能。大力开发水电资源这是当前的奋斗方向。我国水能资源理论蕴藏量约为7亿千瓦，技术可开采量约为7亿千瓦，经济可开采量约为4亿千瓦。也许我国的水电开发可以更快一些，但最终将受到资源的制约。

　　——核能。核能问题和石油相似，关键是我国天然铀资源短缺。大力进口天然铀将碰到和进口石油一样甚至更为严重的困难。现在有关核能的规划是，2020年核电占全部发电比重的4％。一些人建议到2050年核电比重占10％，或占20－30％。但如果我国核能到2050年装机容量占电力总装机的10％，亦即达到120GW（相当于修建120座标准核电站），那么到2050年，累积天然铀供应量将至少达到63万吨，但目前我国并没有这样大的资源，出路之一是发展各种能增值核燃料的新型中子堆。

　　当前的问题是，我国现在部署的钠冷却的快中子堆技术，其增值系数较低，不能满足需求，而较为先进的铅冷却技术却没有掌握。一些人认为由于快中子增值堆的利用，“铀资源状况会趋乐观”，但中国科学院理论物理研究所的何祚麻等教授却认为，现有部署难以“成为现实”。

　　核能面临的另一困难是发电成本较高，不能期望短期内有较大的降价空间。而且如果由核能来解决能源短缺问题，就还将面临处理大量放射性废料，和发电站关闭后仍要长期维持的问题。

　　二、风电领域大有可为

　　我国初步探明风电资源在陆上约为2.53亿千瓦，沿海估计为7.5亿千瓦，总计约为10亿千瓦，但这一风电资源仅计及10米低空范围的风能，如果扩展到50－60米以上高空，将至少再扩展一倍，亦即可期望有20－25亿千瓦的风力资源。如果其中2／3的份额被开发，将能提供约15亿千瓦的电力，再加上约5亿千瓦的水电，就能大幅度补充2050年所需25亿千瓦电力的缺额。

　　我国现有风电装机约为50万千瓦，如果以年平均40％的速度上升，到2020年，将能期望上升至1亿千瓦，即占2020年电力装机10亿千瓦的10％，占发电站总量的5％。

　　风电技术已相当成熟，风电成本已具有市场竞争能力，在国外风电成本已下降到比火力发电略高一些，并仍在不断下降中。参考欧洲各国迅速发展风电的经验，风电年平均增长40％，对于我国来说，这并不是不可设想的发展速度。从2020年到2050年，如果年平均以10％左右的速度上升，将能期望风电由1亿千瓦的装机上升到约16亿千瓦的装机。

　　当然，仅靠风电和水电并不能充分满足我国未来的巨大能源需求。在2050年以后，也许用到太阳能电池技术，这需要大幅度降低太阳能发电成本，太阳能发电成本当前约是风电成本的5－8倍。

　　我国将能期望由西南地区的水电、东南沿海地区风电和东北西北地区的风电分别实现各个不同地区发展所需电力。

　　三、风电产业两大重点地区

　　从风能资源分布来看，内蒙古边界和台湾海峡两岸地区是我国主要的风口子，也将是我国发展风电产业的两大重点地区。

　　我国的沙尘暴有60％的份额来自内蒙古以北地区，可以期望在蒙古人民共和国境内，有比内蒙古地区更为丰富的风电资源。所以，我国风电产业进一步的发展方向之一是，和蒙古人民共和国合作开发属该地区的风电资源。风力发电还能有效遏制温室效应和沙尘暴灾害，风力发电也是解决西北部边远农村独立供电的重要途径。

　　此外，地处东南沿海、台湾海峡西岸的福建省风力发电条件也较为优越。根据福建省气象局今年4月完成的陆地（含岛屿）风能资源评价初步估算，该省陆地风能资源总储量（10米高度）为4131万千瓦，技术开发量为607万千瓦。福建省风能开发起步较早，1977年就是国家重点资助的首批开发风能省份之一，同时在风能开发利用方面也积累了许多宝贵经验。

　　上世纪80年代中期试制出的国产55千瓦风电机组在福建省东部岛县平潭并入电网成功，是当时国内自行设计制造并运行的最大风力发电机组，后来又试制了200千瓦风电机组投入运行，状况良好。1986年，我国与比利时政府合作，由对方赠送4台200千瓦风电机组，在平潭莲花山建设示范风电场。2000年，福建省电力局引进20台西班牙制造的MK－IV600千瓦定浆距失速调节型风电发电机组，总容量1.2万千瓦，在平潭长江澳风电场及东山澳仔山风电场各安装10台，目前都已顺利投产。

　　但是，目前福建省的风电开发利用率仍然较低，截至2004年底，该省风力发电装机仅1.2万千瓦，还不到全省发电机组装机容量的千分之一。在该省常规能源短缺，水能资源开发过度的背景下，发展风电等新能源已是势在必行。

　　能源短缺是世界经济面临的重大课题。不仅困扰我国大陆地区，也困扰着台湾地区的经济。专家建议，海峡两岸应携手合作，共同发展海上大型风电产业，这不啻为解决我国东南部和台湾岛内能源短缺的重要途径。

　　四、风电发展有两大障碍

　　当前，我国规划风电的大力发展需突破两大障碍。

　　第一，政策障碍。从当前来看，首先是缺乏大力发展风电的战略意识。

　　第二，技术障碍。具体涉及风电与电网的连接和储能问题，如果风电的比重超过整个电力的10％，需要进一步考虑储能问题。

　　目前可供解决的方案有以下几种途径：1、修建抽水蓄能发电站。这种方式的缺点在于转化效率不是很高（约为80％），并且受地域限制，但是在福建地区，这一储能方式有特殊的地理条件。2、蓄电池储能。如具有高能量密度的锂离子蓄电池等。3、在风能丰富地区，利用便宜的风电电解海水生产氢，用氢来储存风能，通过燃烧电池发电并生产高纯度的水，这也是解决我国淡水紧缺的一个重要途径。

　　从我们的认识来看，三种储能方式中，最值得重视的是锂离子蓄电池储能。锂离子蓄电池有高达90％以上的充放电转化率，这比抽水储能发电站的转化率还要高出一些，甚至也比氢燃料电池80％的发电率高。当前我国锂离子蓄电池正在大力推进动力电池的研究和开发，已取得较好的初步成果。由于重量体积以及安全因素等限制，开发车用动力电池要比开发大型动力储能电池的难度要大出很多。开发大型动力储能电池可不必过分计较单位重量和体积的储能量，其安全性的要求也较小，重要的是价格低廉、有较长循环寿命和长期稳定的充放电性能。这些技术都有望短期内获得解决。

　　值得注意的是，含钒（V）的废渣将对建造大型锂离子电池储能发挥重要作用，锂离子电池储能也是有效利用我国大量废料的战略途径。

　　大型动力储能电池的开发还能为广大农村提供经济而持续稳定供应的小型电源。在解决农村现代化的问题上，大型动力储能电池的开发无疑也是要解决的关键问题之一。遗憾的是，这一领域的开拓，尚未引起有关部门的关注，甚至也还没引起业内人士的重视。需要强调的是，在未来的大规模太阳能发电的阵列中，也需要解决大型蓄电池储能问题。但是以上这些技术方面的障碍都不是原则上的困难，关键是必须大力增加研究和开发技术上的投入，大力培养风电人才。