【正文】 本已相當(dāng)接近?！? 據(jù)國(guó)際能源署（ＩＥＡ）預(yù)測(cè)，２０２０年，全球風(fēng)電裝機(jī)總量 10 將達(dá)１２ .６億千瓦。單機(jī) 平均１ .５兆瓦，年總電量達(dá)３ .１萬(wàn)億千瓦小時(shí)，占２０２０年全球總發(fā)電量的１２％。要達(dá)到１２ .６億千瓦的風(fēng)電容量，總投資估算約需６３００億美元，這將是全球機(jī)電制造業(yè)和風(fēng)電建設(shè)的一個(gè)巨大市場(chǎng)。 風(fēng)力發(fā)電原理 太陽(yáng)的輻射造成了地球表面受熱不均，引起大氣層中壓力分布不均，空氣沿水平方向運(yùn)動(dòng)形成風(fēng)。各地風(fēng)能資源的多少，主要取決于該地每年刮風(fēng)的時(shí)間長(zhǎng)短和風(fēng)的強(qiáng)度如何。 把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)（包括傳動(dòng)裝置）、調(diào)向器（尾翼）、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝 置等構(gòu)建組成。風(fēng)輪是集風(fēng)裝置，它的作用是把流動(dòng)空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般它由 2～ 3 個(gè)葉片構(gòu)成。風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能通過(guò)傳動(dòng)裝置增速齒輪箱傳遞到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成電能。 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已相當(dāng)成熟 為什么在發(fā)達(dá)國(guó)家中風(fēng)電的年裝機(jī)容量以 ％的發(fā)展速度高速度增長(zhǎng)？一個(gè)重要原因是風(fēng)電技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。目前單機(jī)容量500、 600、 750 千瓦的風(fēng)電機(jī)組已達(dá)到批量商業(yè)化生產(chǎn)的水準(zhǔn)，成為當(dāng)前世界風(fēng)力發(fā)電的主力機(jī)型。 更大型、性能更好的機(jī)組也已經(jīng)開發(fā)出來(lái)，并投入生產(chǎn)試運(yùn)行。如丹麥新建的幾個(gè)風(fēng)電場(chǎng)， 單機(jī)容量都在 2 兆瓦以上；摩洛哥在北 11 方托萊斯建造的風(fēng)電場(chǎng)，采用的風(fēng)電機(jī)組功率達(dá)到 兆瓦；德國(guó)在北海建設(shè)近海風(fēng)電場(chǎng)，總功率在 100 萬(wàn)千瓦，單機(jī)功率 5 兆瓦，可為 6000 戶家庭提供用電，計(jì)劃 2020 年投產(chǎn)。據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，該公司 5 兆瓦的機(jī)組是世界上最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其旋翼區(qū)直徑為126 米，面積相當(dāng)于 2 個(gè)足球場(chǎng)。發(fā)電機(jī)塔身和發(fā)電機(jī)總重 1100 噸，發(fā)電機(jī)由 3 片旋翼推動(dòng)，每片長(zhǎng) 米，旋翼最高點(diǎn)離地面 183 米。該風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)出來(lái)的電量之大，相當(dāng)于常規(guī)電廠，而且可以在幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)建成。 同時(shí) 風(fēng)電機(jī)組葉片設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中廣泛采用了新技術(shù)和新材料。由于現(xiàn)代大部分水準(zhǔn)的風(fēng)電機(jī)組都有三個(gè)葉片，質(zhì)量大，制造費(fèi)用高。為了減輕塔架的自重，有些國(guó)家如瑞典把大型的水準(zhǔn)軸風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)成兩個(gè)葉片。瑞典 Nordic WindpowerAB 公司已完成重量輕的雙葉片 500 千瓦和 1 兆瓦機(jī)組的設(shè)計(jì)。 此外，風(fēng)電控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)方面廣泛應(yīng)用電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。這不僅可以有效地改善并提高發(fā)電總體設(shè)計(jì)能力和水準(zhǔn)，而且對(duì)于增強(qiáng)風(fēng)電設(shè)備的保護(hù)功能和控制功能也有重大作用。 風(fēng)能經(jīng)濟(jì) 風(fēng)能產(chǎn)業(yè)在過(guò)去２０年里發(fā)生了巨 大變化，風(fēng)電成本下降的速度比任何其它傳統(tǒng)能源都快。過(guò)去１０年間，建立一個(gè)新的天然氣電廠的成本只降低了１／３。相比較而言，世界上的風(fēng)電裝機(jī)容量每翻一番，風(fēng)電場(chǎng)的成本就下降１５％，而２０世紀(jì)９０年代風(fēng)電裝機(jī)容量 12 翻了三番，現(xiàn)在建立一座風(fēng)電場(chǎng)的成本只及８０年代中期的１／５左右，預(yù)計(jì)到2020年，成本還會(huì)再降３５％～４０％。展望未來(lái)２０年，影響風(fēng)能成本的一些因素還會(huì)迅速變化，風(fēng)電成本還會(huì)繼續(xù)下降。 ①風(fēng)能成本極大依賴風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)速。風(fēng)能正比于風(fēng)速的立方，因此風(fēng)速增強(qiáng)會(huì)引起很大 的電力增長(zhǎng)。 ②大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)成 本下降。風(fēng)機(jī)塔越高、龍骨掃描面積（風(fēng)機(jī)葉片掃描面積正比于龍骨長(zhǎng)度的平方）越大，風(fēng)機(jī)發(fā)出的電力越強(qiáng)。龍骨直徑從８０年代的１０米增加到５０米后，功率則由２５千瓦增加到現(xiàn)在常用的７５０千瓦，電力輸出增加近５５倍，這其中的部分原因是由于現(xiàn)在的掃描面積是原來(lái)的２５倍以上，同時(shí)由于風(fēng)機(jī)離地面更高，風(fēng)速也加強(qiáng)了。 ③大風(fēng)場(chǎng)比小風(fēng)場(chǎng)更具經(jīng)濟(jì)效益。 ④風(fēng)力發(fā)電的電子測(cè)控系統(tǒng)、龍骨設(shè)計(jì)和其它技術(shù)的進(jìn)步，使得成本大大降低。一個(gè)現(xiàn)代常用的１６５０千瓦風(fēng)電機(jī)與以往２５千瓦風(fēng)電機(jī)相比，以２０倍的投資獲得了１２０倍的電力增長(zhǎng)，單位千瓦電 力成本已大大降低。研究表明，優(yōu)化風(fēng)電機(jī)的配置也能改進(jìn)項(xiàng)目的產(chǎn)能。 ⑤風(fēng)電企業(yè)的財(cái)務(wù)成本。風(fēng)電是資本密集型產(chǎn)業(yè)，因此財(cái)務(wù)成本構(gòu)成風(fēng)能項(xiàng)目的重要成本變量。分析表明，如果美國(guó)的風(fēng)電場(chǎng)獲得同天然氣電廠相同的利率貸款，其成本將會(huì)下降４０％。 13 ⑥輸電、稅收、環(huán)境和其他政策也影響風(fēng)場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)成本。輸電和電網(wǎng)準(zhǔn)入限制對(duì)風(fēng)能成本有較大影響。在產(chǎn)業(yè)政策方面，風(fēng)電開發(fā)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家都提供了風(fēng)電的稅收優(yōu)惠政策。美國(guó)聯(lián)邦稅則對(duì)風(fēng)能開發(fā)提供了產(chǎn)品稅返還（ＰＴＣ）和風(fēng)電機(jī)５年加速折舊政策，每千瓦小時(shí)１ .５美分的ＰＴＣ返還政策可根據(jù)年通貨膨 脹率進(jìn)行折算（現(xiàn)在是１ .７美分／千瓦小時(shí)）。ＰＴＣ在１９９２年首次發(fā)布，１９９９年截止后又延長(zhǎng)至2020年，之后又再次延期至2020年底。 ⑦更加嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)條理將增加風(fēng)能的競(jìng)爭(zhēng)力。單位千瓦風(fēng)電對(duì)環(huán)境的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他傳統(tǒng)主流發(fā)電。風(fēng)電既不通過(guò)消耗資源釋放污染物、廢料，也不產(chǎn)生溫室氣體和破壞環(huán)境，也不會(huì)有其他能源的開采、鉆探、加工和運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程成本和環(huán)境成本。更高的空氣質(zhì)量和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)將意味著風(fēng)能將變得更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。相反，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的降低或未將發(fā)電過(guò)程的環(huán)境治理成本計(jì)算在內(nèi)，使不潔凈能源的售價(jià)很低。但這是具 有欺騙性的，這表明，政府和市場(chǎng)忽視了健康和環(huán)境成本，從而給了不潔凈能源隱形補(bǔ)貼，而此補(bǔ)貼卻遠(yuǎn)高于顯性的對(duì)風(fēng)能的補(bǔ)貼。 ⑧風(fēng)能提供了輔助性的經(jīng)濟(jì)效益。風(fēng)能開發(fā)不依賴化石能源，因而其經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)比較穩(wěn)定；風(fēng)能為土地?fù)碛姓邘?lái)穩(wěn)定的收入；風(fēng)能為邊遠(yuǎn)地區(qū)帶來(lái)稅收。 ⑨風(fēng)電和其它類型能源成本比較。早在２０世紀(jì)９０年代初，ＰＧ＆Ｅ公司和美國(guó)電力研究所ＥＰＲＩ就曾預(yù)言，風(fēng)能將會(huì)是最便宜的能源。這并非癡人說(shuō)夢(mèng)，如今風(fēng)能可以與其它主流能源技術(shù)相競(jìng)爭(zhēng) 14 已成事實(shí)?；诂F(xiàn)在市場(chǎng)條件，美國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)估計(jì)，大一點(diǎn)的風(fēng)場(chǎng)風(fēng)電的平均成本已經(jīng)小于５ 美分／千瓦小時(shí)，這還不包括ＰＴＣ補(bǔ)貼的１ .５美分／千瓦小時(shí)，此項(xiàng)１０年期的補(bǔ)貼，對(duì)３０年運(yùn)營(yíng)期的風(fēng)場(chǎng)可以降低風(fēng)能成本０ .７美分／千瓦小時(shí)。 風(fēng)能資源十分豐富 為什么發(fā)達(dá)國(guó)家會(huì)競(jìng)相大力發(fā)展風(fēng)電呢？另一個(gè)重要原因就是風(fēng)力資源非常豐富。按目前技術(shù)水平，只要離地 10 米高的年平均風(fēng)速達(dá)到 5～ m/s（四級(jí)風(fēng)速為 — ）以上，風(fēng)力風(fēng)電就是經(jīng)濟(jì)的?？萍歼M(jìn)步可能把可利用風(fēng)能的風(fēng)速要求進(jìn)一步降至 5m/s 以下。 據(jù)估計(jì)，世界風(fēng)能資源高達(dá)每年 53 萬(wàn)億千瓦時(shí)，預(yù)計(jì)到 2020 年世界電力需 求會(huì)上升至每年 億千瓦時(shí)。也就是說(shuō)，全球可再生的風(fēng)能資源是整個(gè)世界預(yù)期電力需求的 2 倍。 對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，我國(guó)擁有可供大規(guī)模開發(fā)利用的風(fēng)能資源。據(jù)初步探明結(jié)果，陸地上可開發(fā)的風(fēng)能資源即達(dá) 億千瓦；加上近海（ 15 米深的淺海地帶）的風(fēng)能資源，全國(guó)可開發(fā)風(fēng)能資源估計(jì)在 10 億千瓦以上。與之對(duì)照，我國(guó)水能資源可開發(fā)量?jī)H為 億千瓦！我國(guó)2020 年的裝機(jī)容量已為 億千瓦，所以國(guó)外專家評(píng)論，中國(guó)單靠風(fēng)力發(fā)電就能輕而易舉地將現(xiàn)有的電力生產(chǎn)翻上一翻。 我國(guó)風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在西北、華北和 東北的草原和戈壁，以及東部和東南沿海及島嶼，這些地區(qū)一般都缺少煤碳等常規(guī)資 15 源。在時(shí)間上冬春季風(fēng)大、降雨量少，夏季風(fēng)小、降雨量大，與水電的枯水期和豐水期有較好的互補(bǔ)性。 中國(guó)的風(fēng)能資源主要集中在兩個(gè)帶狀地區(qū) ,一條是“三北 (東北、華北、西北 )地區(qū)豐富帶” ,其風(fēng)能功率密度在 200 瓦 /平方米～ 300 瓦/平方米以上 ,有的可達(dá) 500 瓦 /平方米以上 ,如阿拉山口、達(dá)坂城、輝騰錫勒、錫林浩特的灰騰梁等 ,這些地區(qū)每年可利用風(fēng)能的小時(shí)數(shù)在 5000 小時(shí)以上，有的可達(dá) 7000 小時(shí)以上。“從新疆到東北 ,面積大、交通方便、地 勢(shì)平 ,風(fēng)速隨高度增加很快，三北地區(qū)風(fēng)能在上百萬(wàn)千瓦的場(chǎng)地有四五個(gè) ,這是歐洲沒(méi)法比的。其中青海、甘肅、新疆和內(nèi)蒙可開發(fā)的風(fēng)能儲(chǔ)量分別為 1143 萬(wàn)千瓦、 2421 萬(wàn)千瓦、 3433 萬(wàn)千瓦和 6178 萬(wàn)千瓦，是中國(guó)大陸風(fēng)能儲(chǔ)備最豐富的地區(qū)。另一條是“沿海及其島嶼地豐富帶”，其風(fēng)能功率密度線平行于海岸線。沿海島嶼風(fēng)能功率密度在 500 瓦 /平方米以上，如臺(tái)山、平潭、東山、南鹿、大陳、嵊泗、南澳、馬祖、馬公、東沙等島嶼，這 些地區(qū)每年可利用風(fēng)能的小時(shí)數(shù)約在 70008000 小時(shí)，年有效風(fēng)能功率密度在 200 瓦 /平方 米以上。 風(fēng)電成本已具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 長(zhǎng)期以來(lái)，人們以風(fēng)電電價(jià)高于火電電價(jià)為由，一直忽視風(fēng)電作為清潔能源對(duì)于能源短缺和環(huán)境保護(hù)的意義，忽視了風(fēng)電作為一項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)而將帶來(lái)的巨大的產(chǎn)業(yè)前景，更忽視了風(fēng)電對(duì)于促進(jìn)邊遠(yuǎn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所能帶來(lái)的巨大作用。但近 10 年來(lái)，風(fēng)電的電價(jià)呈快 16 速下降的趨勢(shì)，并且在日趨接近燃煤發(fā)電的成本。 以美國(guó)為例，風(fēng)電機(jī)組的造價(jià)已由 1990 年的 1333 美元降至2020 年的 790 美元，相應(yīng)地發(fā)電成本由 8 美分 /千瓦時(shí)減少到 4 美分 /千瓦時(shí)，下降了一半，預(yù)計(jì) 2020 年可降至 — 美分 /千瓦時(shí)，達(dá)到與常規(guī)發(fā)電設(shè)備相競(jìng)爭(zhēng)的水準(zhǔn)。 美國(guó) 1980 年代初期第一個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電成本高達(dá) 30 美分 /千瓦時(shí)。目前，美國(guó)政府為所有新建風(fēng)電場(chǎng)的前十年運(yùn)行提供 美分 /千瓦時(shí)的發(fā)電稅收減免，使的一些新建風(fēng)電場(chǎng)的合同電價(jià)已降至3 美分 /千瓦時(shí)以下。 據(jù)《人民日?qǐng)?bào)》 2020 年 11 月 07 日第十一版最新報(bào)道，“我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電的成本已降至每千瓦時(shí) 元左右，與火力發(fā)電的成本已相當(dāng)接近，具有相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)力”。 風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計(jì)壽命通常為 20～ 25 年，其運(yùn)行和維護(hù)的費(fèi)用通常相 當(dāng)于風(fēng)電機(jī)組成 本的 3～ 5％。 風(fēng)電成本已經(jīng)可以和新建燃煤電廠競(jìng)爭(zhēng)，在一些地方甚至可以和燃?xì)怆姀S匹敵。 上述比較只計(jì)算了風(fēng)電和化石燃料發(fā)電的內(nèi)部成本（即本身發(fā)電的成本），尚未將社會(huì)承擔(dān)的污染環(huán)境這些外部成本計(jì)算在內(nèi)。更為科學(xué)、更為平等地比較風(fēng)電和其他燃料發(fā)電成本的話，還應(yīng)該計(jì)算不同發(fā)電方式的外部成本。 關(guān)于化石燃料或核能發(fā)電的外部成本，由于存在大量的不確定因 17 素，一般難以被具體確認(rèn)和量化。但是歐洲最近公布了一個(gè)歷時(shí) 10 年的研究項(xiàng)目的成果（在歐盟 15 個(gè)成員國(guó)進(jìn)行評(píng)估包括計(jì)算一系列燃料成本的“ Extern E”計(jì)劃），給出了不同燃料的外部成本，整個(gè)研究的結(jié)論是，如果把環(huán)境和健康有關(guān)的外部成本計(jì)算在內(nèi)，來(lái)自煤或石油的電力成本會(huì)增加一倍，而來(lái)自天然氣的成本會(huì)增加 30％，核電則要面對(duì)更大的外部成本，如公眾的責(zé)任、核廢料和電廠退役等。而風(fēng)電的外部成本最小，與現(xiàn)行價(jià)格比較幾乎可以忽略不計(jì)。 我國(guó)風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展歷程 我國(guó)的風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)大體分為三個(gè)階段。 第一階段是 1986～ 1990 年我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電項(xiàng)目的探索和示范階段。其特點(diǎn)是項(xiàng)目規(guī)模小，單機(jī)容量小，最大單機(jī) 200Kw，總裝機(jī)容量 千千瓦。 第二階段 是 1991～ 1995 年示范項(xiàng)目取得成效并逐步推廣階段。共建 5 個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，安裝風(fēng)機(jī) 131 臺(tái)，裝機(jī)容量 萬(wàn)千瓦，最大單機(jī) 500Kw。 第三階段是 1996 年后擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模階段。其特點(diǎn)是項(xiàng)目規(guī)模和裝機(jī)容量較大，發(fā)展速度較快，平均年新增裝機(jī)容量 萬(wàn)千瓦，最大單機(jī)容量達(dá)到 1300Kw。 截止 2020 年底，全國(guó)共建 32 個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，總裝機(jī)容量達(dá)到 萬(wàn)千瓦。在所有風(fēng)電場(chǎng)中，裝機(jī)容量居前三位依次為新疆達(dá)坂城二場(chǎng)、廣東南澳風(fēng)電場(chǎng)和內(nèi)蒙古惠騰錫勒風(fēng)電場(chǎng)。 18 隨著我國(guó)《可再生能源法》的頒布實(shí)施和一 系列優(yōu)惠政策出臺(tái)，風(fēng)電的發(fā)展依法得到鼓勵(lì)，風(fēng)電的發(fā)展在未來(lái)幾年內(nèi)必將進(jìn)入爆炸性的增長(zhǎng)的階段。根據(jù)最新資料， 2020 年 1～ 9 月，國(guó)家發(fā)改委審批同意開工的風(fēng)電場(chǎng)達(dá)到 8 個(gè)，總裝機(jī)容量達(dá)到 80 萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)全年將會(huì)達(dá)到 120 萬(wàn)千瓦。 2020 年底，我國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)容量 10 萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量 57 萬(wàn)千瓦； 2020 年底，新增風(fēng)電裝機(jī)容量 20 萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量 76 萬(wàn)千瓦，年新增風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)近 2 倍。根據(jù)政府提出的最新風(fēng)電發(fā)展目標(biāo)，到 2020 年全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量要達(dá)到 3000 萬(wàn)千瓦，而到 2020 年底我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量?jī)H有 56 萬(wàn)千瓦，占全國(guó)電力總裝機(jī) 容量的 ％。這表明在今后的 17 年中，年均要新增風(fēng)電裝機(jī)容量170 多萬(wàn)千瓦。按每臺(tái)風(fēng)機(jī) 800kw 計(jì)算，其每年的市場(chǎng)容量在 2125 臺(tái)以上。 我國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)自 1983 年山東引進(jìn) 3 臺(tái)丹麥 Vestas 55kW 風(fēng)力風(fēng)電機(jī)組，開始了并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的試驗(yàn)和示范。“七五”、“八五”期間國(guó)家計(jì)委、國(guó)家科委都開列了研制并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。1994 年全國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)容量為 萬(wàn)千瓦，年裝機(jī)容量首次突破 萬(wàn)千瓦大關(guān)， 2020 年年裝機(jī)容量首次達(dá)到 10 萬(wàn)千瓦。特別是進(jìn)入“九五”期間，在國(guó)家有關(guān)優(yōu)惠政策和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委“雙加工程”的推動(dòng)下，全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量得到了快速的發(fā)展。在 1994～ 1999 年期 19 間，全國(guó) 21 個(gè)風(fēng)電場(chǎng)共裝機(jī)容量為 萬(wàn)千瓦，年裝機(jī) 萬(wàn)千瓦。表明我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)在這 6 年間已步入產(chǎn)業(yè)化階段。在后來(lái)的發(fā)展中，又能及時(shí)跟上國(guó)際大中型風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展步伐。如德國(guó)從1993 年開始安裝 500kW 風(fēng)電機(jī)組，而我國(guó)新疆達(dá)坂城 2 號(hào)場(chǎng)于 1993 年也在國(guó)內(nèi)率先安裝了 4 臺(tái) 500kW 的風(fēng)電機(jī)組。特別 是在“九五”期間， 450～ 750kW