2017年中国小风电发展现状与前景展望

　　2016/11/30 10:24:18来源:中国产业发展研究网【字体：】【收藏本页】【打印】【关闭】

　　中经先略数据中心发布的《2017-2022年中国风电装备市场研究及投资前景预测报告》显示，根据全国900多个气象站将陆地上离地10m高度资料进行估算，全国平均风功率密度为100W/m2，风能资源总储量约32.26亿kW，可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿kW，近海可开发和利用的风能储量有7.5亿kW，共计约10亿kW。如果陆上风电年上网电量按等效满负荷2000小时计，每年可提供5000亿千瓦时电量，海上风电年上网电量按等效满负荷2500小时计，每年可提供1.8万亿千瓦时电量，合计2.3万亿千瓦时电量。中国风能资源丰富，开发潜力巨大，必将成为未来能源结构中一个重要的组成部分。

　　这一地区，有效风能密度大于、等于200W/m2的等值线平行于海岸线，沿海岛屿的风能密度在300W/m2以上，有效风力出现时间百分率达80～90%，大于、等于8 m/s的风速全年出现时间约7000～8000h，大于、等于6m/s的风速也有4000h左右。但从这一地区向内陆，则丘陵连绵，冬半年强大冷空气南下，很难长驱直下，夏半年台风在离海岸50km时风速便减少到68%。所以，东南沿海仅在由海岸向内陆几十公里的地方有较大的风能，再向内陆则风能锐减。在不到100km的地带，风能密度降至50W/m2以下，反为全国风能最小区。但在福建的台山、平潭和浙江的南麂、大陈、嵊泗等沿海岛屿上，风能却都很大。其中台山风能密度为534.4W/m2， 有效风力出现时间百分率为90%，大于、等于3m/s的风速全年累积出现7905h。换言之，平均每天大于、等于3m/s的风速有21.3h，是我国平地上有记录的风能资源最大的地方之一。

　　这一地区，终年在西风带控制之下，而且又是冷空气入侵首当其冲的地方，风能密度为200～300W/m2，有效风力出现时间百分率为70%左右，大于、等于3 m/s的风速全年有5000h以上， 大于、等于6m/s的风速在2000h以上，从北向南逐渐减少，但不象东南沿海梯度那么大。风能资源最大的虎勒盖地区，大于、等于3m/s和大于、等于6m/s的风速的累积时数，分别可达7659h和4095h。这一地区的风能密度，虽较东南沿海为小，但其分布范围较广，是我国连成一片的最大风能资源区。

　　这个地区(除去上述范围)，风能密度在150～200W/m2之间，大于、等于3m/s的风速全年累积为 4000～5000h， 大于、等于6m/s风速全年累积为3000h以上。青藏高原大于、等于3m/s的风速全年累积可达6500h，但由于青藏高原海拔高，空气密度较小，所以风能密度相对较小，在 4000m的高度，空气密度大致为地面的67%。也就是说， 同样是8m/s的风速，在平地为313.6W/m2，而在4000m的 高度却只有209.3W/m2。所以，如果仅按大于、等于3m/s 和大于、等于6m/s的风速的出现小时数计算，青藏高原应属于最大区，而实际上这里的风能却远较东南沿海岛屿为小。从三北北部到沿海，几乎连成一片，包围着我国。上的风能可利用区，也基本上同这一地区的界限相一致。

　　5、云贵川，甘肃、陕西南部，河南、湖南西部，福建、 广东、广西的山区，以及塔里木盆地，为我国最小风能区。

　　有效风能密度在50W/m2以下，可利用的风力仅有20%左右，大于、等于3m/s的风速全年累积时数在2000h以下，大于、 等于6m/s的风速在150h以下。在这一地区中，尤以四川盆地和西双版纳地区风能最小，这里全年静风频率在60%以上，如绵阳为67%，巴中为60%，阿坝为67%，恩施为75%， 德格为63%，耿马孟定为72%，景洪为79%。大于、等于3m/s的风速全年累积仅300h，大于、等于6m/s的风速仅20h。 所以，这一地区除高山顶和峡谷等特殊地形外，风能潜力很低，无利用价值。

　　有的在冬、春季可以利用，有的在夏、秋季可以利用。这一地区，风能密度在50～100W/m2之间，可利用风力为30～40%，大于、等于3m/s的风速全年累积在2000～4000h，大于、等于6m/s的风速在1000h左右。

　　风能利用，已有数千年的历史。最早的利用方式是“风帆行舟”，利用风力使船只在海面上航行。哥伦布、麦哲伦以及中国的郑和等的远洋航行使用的船只都是帆船，古老的风帆助航业得到了发展。在现代，随着电子计算机和自动化技术的发展, 用计算机自动控制风帆的操纵及风帆与动力装置的优化配合已经成为现实, 为风帆船的发展提供了有力的支持。80年代, 日本建造的“新爱德丸”风帆油船是世界上第一艘实现非人工操帆的风帆船, 该船投入营运以来, 取得了节省燃料费50% 的目标。我国近年来所研制的风帆船, 也已取得了初步的成果。

　　我国现有耕地18亿亩，灌溉面积仅为耕地面积的一半左右，因为干旱缺水等原因，60%的耕地属中低产田。中低产田的现状都是靠天，风调雨顺则好，一遇到连旱则大幅欠收或绝收。利用当地丰富的风力资源，用风力提水设备将井里或低洼地的水提升到田里，既不用油又不用电，政府一次性投资，百姓终身收益，可谓一举两得。

　　近百年来，荷兰、西班牙和希腊等国的乡村居民都会利用风车来发电。但是利用风车做风力发电既不稳定也不可靠，所以，当其他有效动力资源一出现，风车的地位随即被取代了。

　　近年来，由于传统燃料价格上涨，导致工程师们尝试发展其他更好的方法利用风力。风力虽不很稳定，但是比其他动力资源要来得便利，因为；风向自由、清洁、不会产生不良的副作用，例如，产生有毒的废物等。而且风可以推陈出新、供应不断，这是由于太阳照射局部的地球表面，使大气压力因地球表面的温差而异，已知空气因压力差而流动；所以只要有太阳的照射，风就会不断地吹。现代风力机使得持续稳定地利用风能成为可能。

　　小型风力发电系统一般是指单机容量小于100kw的风力发电系统。由于小型风力发电的清洁效应和减碳效应，世界各国不断丰富支持小风电产业发展的法律法规和经济激励政策。在优惠政策刺激下，全球小风电产业快速发展。2001-2014年全球小型风电产业累计装机容量从24053MW达到35万MW，年均复合增长率为26.50%。

　　参照国外的发展，我国小型风电产业按保守的增长率估计到2015年和2020年，其累计装机容量可分别达到997MW和2955MW。到2020年小型风力发电机的累计产量占大型风力发电机的1.97%。如果在强力政策的激励下，我国小型风力发电产业能按最高年增长55%（年增长率递减5%）的速度发展，则到2015年和2020年，我国小型风力发电机的累计装机容量可分别达到2261MW和10038MW。到2020年小风机的装机容量占大风机的6.69%。

　　小型风力发电机应朝着专用性路线发展。其实，小型风力发电机的应用范围比大风机广泛。大风机主要用于大风电场，其目的是集中发电，并入大电网：而小型风电机一般应用于离网型风电、分布式发电、风光互补发电系统，主要用户分布在无电区、海岛、渔船和移动通讯等地区，这些地区有着各自的特殊要求，不能用一种小型发电机去适应所有的特殊环境。加之，小型风力发电机的技术难度比大风机大，他需要适应不同的、复杂的环境，如低温，台风，盐雾等。但即使设计出一台能够适应各种特殊环境的小型风力发电机，受成本影响它也不会有大发展的可能，所以未来小型风力发电必须走专用性路线。

　　大风场一般建造在风况资源相对比较好的区域，大风机适应能力比较简单，后期维护也比较方便。小风机发电情况不同，由于客户量总体相对较少，维护方面肯定做不到大风机那样，集中管理，专人维护。所以对于小风场来说，其建造是就要考虑后期的维护成本，对于风电系统来说，锈蚀导致的机械性能变坏，需要维护或更换零部件是很常见的，因此做好风电系统的防腐就显得很重要了。“锌镍渗层”防腐技术，运用的是化学置换原理。是在一定温度和活化剂的作用下，将渗层金属向待渗金属表面内扩散达到的冶金结合的表面处理技术，其加工的金属制件中性盐雾试验可达6000小时，并且金属制件硬度也会提高30%50%左右。

　　另外，小风电机目前发展遭遇最大的困难是，大风电机技术成熟，但是小风电机不能直接把大风电机的控制技术直接移植过来，因此，研发人员必须开动脑筋，去研发一套适合小风电机的控制系统。风是随机的，时大时小，如果功率控制系统不够完善，不能及时跟踪风速。当大风吹过时，控制系统承受不住过多功率，在这种情况下，风机很容易被销毁。因此，控制系统对于小型风力发电机的安全性和可靠性至关重要。

　　由于小型风力发电的清洁效应和减碳效应，世界各国不断丰富支持小风电产业发展的法律法规和经济激励政策。在优惠政策刺激下，全球小风电产业快速发展。为实现减少碳排放的目标，我国政府在《可再生能源中长期发展规划》中明确提出：到2020年达到15%左右。除了核电和水电外，实现这些宏伟目标主要依靠风电。而目前由于大风电面临多重问题：电网接入存在瓶颈、大电网对风电的消纳问题、拥有良好风资源的土地的缺乏及近海、深海风电成本和技术障碍等方面的影响，大风电的发展受到了一定的制约。而小型风力发电并网(分布式)正是对大风电的有效补充。

　　第一，人类历史上每一次工业的核心都是能源，并且都会催生一个大国的崛起。第一次工业中煤炭替代了木柴，推动了英国的崛起，第二次工业中传统石化能源大规模地替代了煤，带动了美国的崛起。第二，新能源的核心竞争方式与传统能源完全相反。传统能源时代，只要哪里有煤或者油田，大家都去打仗和争抢，例如中东战争、伊拉克战争等都是为了油。新能源则不同，例如太阳能，对于谁来说都一样，谁拥有了核心技术谁就拥有了新能源。新能源可以改变人类未来的能源格局甚至是地缘格局，所以，新能源与以前的两次有很大区别。第三，新能源大规模替代传统能源时代已经来临。有很多朋友和业内人士都认为新能源确实好，但是离我们非常遥远，其实不然。对于传统能源来说，新能源不是一种补充而是替代，以前是阶段性的替代，现在特别是以太阳能为代表的新能源将会变成终极替代。第四，新能源是实现生态文明的主要路径，如果离开了新能源，生态文明是不可能实现的。我在商场上摸爬滚打20年，总结出一句话，对于未来一到两年的变化，我们所有人都会高估，它总是让我们失望，但是五到十年以上的变化总是让我们惊喜、比我们想象得好。我相信，到2035年，全球可再生能源将占到一次性消耗能源的50%以上，那一天将会是新能源大规模替代传统能源的里程碑。

　　小型风力发电系统一般是指单机容量小于100kw的风力发电系统。我国小型应用到“风光互补”领域，毛利率为40%左右，而出口到国际市场，毛利率基本为100%。中国出口的小型风机在技术上保持领先的同时，在国外市场上具有明显的价格优势，约是欧美当地产品价格的2/3，在世界上处于“一枝独秀”的地位。在国内市场，由于大面临的瓶颈不能得到有效解决，小型风是对大风电的有效补充。小型已被纳入《可再生能源“十二五”规划》内容，我国小型风电产业有望迎来政策及时雨，发展空间巨大。