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我國風(fēng)電能源技術(shù)的展望
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http://www.mamogu.com 發(fā)稿日期:2008-8-11
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2001年以來,全球每年風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)速度為20%~30%,僅2007年就增加了20 GW的風(fēng)電裝機(jī)容量,約合310億美元。2007年,全球風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到94GW,且主要為陸上風(fēng)電,圖1為1983~2007年全球風(fēng)電裝機(jī)容量。風(fēng)電裝機(jī)容量的增加有3/4主要來自參加IEA風(fēng)能合作協(xié)議的20個(gè)IEA國家。
圖1 1983~2007年全球風(fēng)電裝機(jī)容量
總之,全球共有40個(gè)國家使用風(fēng)力發(fā)電,有13個(gè)國家的風(fēng)電裝機(jī)容量超過了1000MW,圖2為各國風(fēng)電裝機(jī)容量占有率情況。全球風(fēng)力發(fā)電量前十位國家見表1。
圖2 各國風(fēng)電裝機(jī)容量占有率
表1 全球風(fēng)力發(fā)電量前十位國家
歐洲是全球風(fēng)電裝機(jī)容量最多的國家,達(dá)到57GW,如圖3所示。北美和亞洲風(fēng)電發(fā)展速度也比較快。據(jù)報(bào)道,美國2007年新增風(fēng)電裝機(jī)容量5244MW,是2006年的2倍還要多。印度是全球第四大風(fēng)電市場(chǎng),2007年新增風(fēng)電裝機(jī)容量1730MW。中國2007年新增風(fēng)電裝機(jī)容量3449MW。
圖3 全球風(fēng)力發(fā)電地區(qū)分布情況
二、展望
預(yù)計(jì)到2050年,全球風(fēng)電裝機(jī)容量在ACT系列情景下會(huì)達(dá)到1360GW,在BLUE系列情景下達(dá)到2010 GW,圖4為不同情景下全球風(fēng)電裝機(jī)容量。在ACT系列情景下,2030年,全球風(fēng)力發(fā)電每年增加2712TWh,2050年每年增加3607TWh。在BLUE系列情景下,2030年,全球風(fēng)力發(fā)電每年增加2663TWh,2050年每年增加5174TWh,全球風(fēng)力發(fā)電占總發(fā)電量的12%。在基準(zhǔn)情景下,全球風(fēng)力發(fā)電占總發(fā)電量的2%,每年能夠減少2.14Gt的CO2排放。屆時(shí),在BLUE系列情景下需要4MW以上風(fēng)力發(fā)電機(jī)700000臺(tái),在基準(zhǔn)情景下需要146000臺(tái)。在OECD國家和中國、印度等新興國家,風(fēng)力發(fā)電增長(zhǎng)也比較顯著。在BLUE系列情景下,中國風(fēng)力發(fā)電居世界第一,圖5為2050年BLUE系列情景下不同地區(qū)風(fēng)力發(fā)電占有率。
圖4 不同情景下全球風(fēng)電裝機(jī)容量
圖5 2050年BLUE系列情景下不同地區(qū)風(fēng)力發(fā)電占有率
三、技術(shù)發(fā)展
目前,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得很成熟。圖6為1980~2010年全球風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)裝機(jī)容量變化情況,F(xiàn)在最大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是5~6MW,葉片直徑126米。從以往來看,風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)裝機(jī)容量基本每5年翻一倍,但是由于交通問題和安裝限制,預(yù)計(jì)這一增長(zhǎng)速度會(huì)有所減緩。
圖6 1980~2010年全球風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)裝機(jī)容量變化情況
四、費(fèi)用
2006年,海上風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)費(fèi)用為1224~1707美元/kW。圖7為2003~2006年部分IEA國家陸上風(fēng)電平均裝機(jī)費(fèi)用。2004年以來,風(fēng)力發(fā)電機(jī)價(jià)格增長(zhǎng)了20%,占整個(gè)項(xiàng)目費(fèi)用的75%。2006年,風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用占整個(gè)項(xiàng)目費(fèi)用的2%~3.5%,約13~24美元/MWh。
海上風(fēng)電裝機(jī)費(fèi)用主要取決于海水深度和離岸距離。英國海上風(fēng)電費(fèi)用為2226~2969美元/kW。相對(duì)來講,海上風(fēng)電裝機(jī)費(fèi)用要高于陸上風(fēng)電裝機(jī)費(fèi)用20%左右。
五、市場(chǎng)
20世紀(jì)80年代,世界主要風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)為北歐的丹麥和美國的加利福尼亞州。到90年代,德國成為世界最大的風(fēng)力發(fā)電國家,風(fēng)電裝機(jī)容量 22GW。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2006年,德國風(fēng)力發(fā)電為本國提供了70000個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì),并為德國增加了70.6億美元的GDP。90年代,美國風(fēng)電裝機(jī)容量為16GW,位居世界第二,領(lǐng)導(dǎo)著全球風(fēng)電市場(chǎng)。西班牙風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)也比較快,位居世界第三,是全球第二大風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商。印度和中國風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展也比較迅猛,風(fēng)電裝機(jī)容量分別位居世界第四和第五。2007年,全球風(fēng)電市場(chǎng)營(yíng)業(yè)額達(dá)到310億美元,共創(chuàng)造了10萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。
全球90%的風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造能力聚集在6個(gè)主要國家,并且歐洲、印度、中國和美國的風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造能力還在不斷增加。2006年,四家主要的風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造廠都在美國投資建廠,包括印度的Suzlon。中國有40家風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造廠,其中Goldwind已位居世界前十位,見表2全球前十位風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商。
表2 各國裝機(jī)費(fèi)用對(duì)比
全球前十位風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商
目前,對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的需求成為風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的瓶頸,以至于從2004年以來風(fēng)電價(jià)格已經(jīng)上漲20%。各國風(fēng)電政策的不確定性,缺乏刺激措施等影響了風(fēng)電投資規(guī)模;此外,銅、鐵等原材料價(jià)格的上漲使風(fēng)電成本上升,也影響了風(fēng)電的發(fā)展;
六、環(huán)境因素
風(fēng)電不排放CO2且不需要水源,屬于清潔能源。但是風(fēng)能有其固有的弊端,如視覺效果、噪音以及對(duì)鳥類和野生動(dòng)物生存環(huán)境的破壞。① 風(fēng)力發(fā)電廠往往由于視覺問題而遭到一些人反對(duì),但是現(xiàn)在已經(jīng)有許多設(shè)計(jì)工具來幫助開發(fā)人員,使這種視覺的影響降到最低。② 風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生兩類噪音--發(fā)動(dòng)機(jī)噪音和葉片噪音。目前利用工程技術(shù)可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音,并且這些技術(shù)已經(jīng)比較成熟;此外,細(xì)致的設(shè)計(jì)、選址和操作也能有效降低葉片噪音。③ 目前,已經(jīng)有大量研究人員對(duì)風(fēng)力發(fā)電對(duì)鳥類遷徙或其他野生動(dòng)物生存環(huán)境的影響進(jìn)行研究,研究人員發(fā)現(xiàn),只要科學(xué)選址,這些問題還是能夠避免的。
海上風(fēng)力發(fā)電會(huì)給環(huán)境帶來更多的負(fù)面影響。1999~2006年,丹麥對(duì)其建造的兩座大型的風(fēng)力發(fā)電廠進(jìn)行了建設(shè)前、中、后期的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明,只要選址恰當(dāng),海上風(fēng)電不會(huì)給海洋環(huán)境帶來很大的負(fù)面影響(丹麥能源署,2005年)。(摘編自IEA《ENERGY TECHNOLOGY PERSPECTIVES》)
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