河南省风能资源与风电发展前景

杨飞,陈璐

（1.郑州供电公司,河南郑州450000；2.河南腾龙信息工程有限公司,河南郑州450000）

河南省风能资源与风电发展前景

杨飞1,陈璐2

（1.郑州供电公司,河南郑州450000；2.河南腾龙信息工程有限公司,河南郑州450000）

阐述了河南省的风能资源概况,揭示了河南省在中原崛起中加快风电发展的现实价值和长远意义,提出河南省发展风电存在的问题和对策.

风能资源；风力发电；发展战略；河南省

风能是无污染、可再生的绿色能源,风力发电是目前开发技术相对成熟的清洁发电方式之一.我国风能资源丰富,可开发的风能潜力巨大,2004-2005年第三次全国风能资源普查结果,全国技术可开发（风能功率密度在150 W/m2及其以上）的陆地面积约为20万km2,陆上技术可开发量为6亿～10亿kW.加上近海,总量可达7亿～12亿kW,风电已成为我国未来能源组成的重要资源基础[1].2006年国家气候中心评价结果：除青藏高原外,全国陆地上离地面10 m高度层风能资源技术可开发量为25.48亿kW,大大超过第三次全国风能资源普查的数据[2].因其巨大的商业潜力、环保效益,新世纪以来全国风电发展迅速.2003年底全国风电总装机仅50万kW,2013年发展到7 700万kW,10年间风电装机排名从世界第十上升至第一,成为仅次于火电和水电的第三大电源.第13届世界风能大会今年春季在上海举行,第二次当东道主的中国已成为世界排名第一的风电市场.可以预见在未来追求非化石能源征途中,风电将成为我国新能源的绿色支柱.

国家《风电发展“十二五”规划》提出,全国风电并网装机容量2015年将达到1亿kW、2020年超过2亿kW.河南省作为中原经济区规划的主要支撑地域,正处在工业化、城镇化加速推进和产业结构转型升级的发展阶段,用电的数量增加和发电的环保要求呈同步提升,在资源和环境约束持续强化的现状下,实现中原崛起、强省富民的中原梦,必须挖掘后发优势,实现后发赶超,以创新促崛起.从能源发展战略上,要更加注重风能资源的利用,加速风电的开发,为新型工业化节能减排、新型城镇化和谐发展奠定基础.

1 河南省风能资源概况

河南省大部分区域属于大陆性季风型气候区,四季分明,冬春多风,极具发展风电潜力.一方面是风能资源具备良好的开发价值,另一方面与国内其他省份相比河南省风电发展相对滞后.卢明华等对河南省风能资源研究表明,虽然在全国来看河南省属于风能资源贫乏省份,但豫东北、豫中、豫南三大风能高值区,具备风能开发的极大潜力（表1）[3].同时,将全省划分为季风风能较丰富区、季风风能可利用区和风能贫乏区三个板块.风资源最好的是豫东北黄河冲积平原,常年有效风能密度在100 W/m2以上,年均有效年有效风能总时数/h（风速v=3～20 m/s）在3 500～4 500 h（145.8～187.5 d）之间,其中风速≥6 m/s的时数在1 000 h左右.风能主要集中在12月到次年的5月冬春两季,约占全年储量的50%,可利用时间达7个月以上.张红卫等从地力信息系统、利用1971年—2000年30 a的气候资料对河南省风能资源时空分布研究结果,风能资源地域分布与卢明华的研究结果近似.全省不同区域、不同时间单位截面积的风能值有较大差异：单位面积春季最大值（0.083 7 kW）与最小值（0.007 1 kW）差值达0.076 6 kW,冬季次之（0.073 8 kW）,夏秋较小.风能最大值区域与平均风速地理分布基本一致[4],最大风能区域依次在豫北、豫东、豫中、豫南的平原区,最小区域在豫西山区,这为河南省风能利用、风电场布局、选址提供了科学参考.

表1 河南省各地有效风能密度Tab.1 The effective wind energy density of Henan Province aroundW/m2

2 加快风电发展的现实价值和长远意义

2.1 需电量增加的需求

河南省是人口大省,近年来提出了以城镇化为引领的“三化”协调发展战略,随着城镇化的快速推进,三产发展和居民生活提升为主要载体的内需增长,必将带动用电量增加需求的日益高涨,无论一产、二产处于什么样的发展态势,用电总需求持续增长的态势、三产用电比重持续增长的态势不会改变.资料报道[5]：2005年河南省一、二、三产业和居民生活用电结构为3.9∶78.7∶8.1∶9.3,2012年演变为2.8∶74.9∶8.5∶13.8,到2013年上半年为2.7∶72.9∶9.1∶15.3.从中可以看出,近10 a全省三产和居民生活用电呈现持续快速增长的态势.

2.2 节能减排的需求

愈演愈烈的雾霾问题,已成为国人深恶痛绝的话题,各级政府、社会各界对发展清洁能源、恢复蓝天碧水发出强烈渴求.通过增加风电比重,减少火电产量直接减少碳排放,同时减少汽车燃油碳排放,能够最大限度地降低城市PM2.5及PM10含量.国家能源消耗规划将煤炭比例从2012年的66.8%降低至2017年的65%,与将风电能源在供电比例中从目前的2%提高到2020年的5%的计划相向而出.河南省在国内属于经济欠发达地区,在后发赶超中,不能亦步亦趋,要走创新之路,新型工业化的能源战略,要从提升能源数量、质量做起.

2.3 突破资源约束瓶颈的需求

全国资源制约日益加剧,能源安全形势严峻.油气人均剩余可采储量仅为世界平均水平的6%,石油对外依存度从本世纪初的26%上升至2011年的57%,煤炭超强度开采.国家能源发展战略目标明确提出,必须能源优化结构,“十二五”末石油对外依存度要控制在61%以内,非化石能源消费比重提高到11.4%,非化石能源发电装机比重达到30%,煤炭消费比重要逐年降低[6].河南省煤炭资源有限,目前火电靠外省调入煤炭比重大.随着国家煤炭限采政策力度加大、西部开发进程加快,其他省份煤炭就地加工转化比重增大,加之运输成本提升,河南省以煤炭为原料的传统发电,成本势必不可控地上涨,对河南省电力行业造成巨大压力,发展风电是突破资源瓶颈的最佳选择.

2.4 河南省持续发展的长远需求

河南省是传统的农业大省,正在向工业大省、工业强省的转变,目前以及未来一个时期内,区域GPP增速必然超过经济发达地区,用电量增长速度势必在高于全国经济发达地区.在经济持续较快增长、同时提升发展质量的双重要求下,扩大清洁能源比重是实现“又好又快”发展的有效途径.发展风电既增加能源总量,又优化能源质量,是科学谋划河南可持续发展的长远需求.

3 对策与途径

3.1 将风电开发列入河南省可持续发展的重要内容

虽然我国风电总量全球领先,但风电发电量仅占总发电量的2%,低于全球平均水平（2.5%）,更远低于丹麦（30%）、欧盟（7%）、美国（3.5%）等其他发达国家,这说明我国的风电增长存在着巨大空间.国家《能源发展“十二五”规划》要求[6]：坚持集中与分散开发利用并举,以风能、太阳能、生物质能利用为重点,大力发展可再生能源.优化风电开发布局,有序推进华北、东北和西北等资源丰富地区风电建设,加快风能资源的分散开发利用.尽管在国家能源规划中,河南未被列入风电发展重点区域,但在全球能源危机、环境恶化的大背景下,在风电发展的兴盛时期,河南更应该主动谋划,积极争取清洁能源、特别是风电的发展.河南省发展风电的优势是,风电产能过剩、电网滞后、接网输送消纳困难等问题,在用电负荷高,风电比重低的河南省变得相对较轻,风电项目弃风比例会相应较低,经济上可行.同时,符合国家产业政策,争取到国家层面的扶持和支持.

3.2 加快全省风能资源全面普查和系统评估

建议河南省人民政府牵头,组织全省气象、电力、地质、水利、高校与科研单位的相关专业专家,与县级人民政府的有关职能部门,共同对全省风能资源普查评估,以县市区为单元,细化到乡镇、到重点地势地貌,为全省风能资源科学有效利用提供技术基础.

3.3 坚持规模与档次并重,走大中小并重的发展模式,勿一概求大

发展模式上,要坚持坚持规模与档次并重,走大中小并重的发展模式,勿一概求大.坚持“县为基础,市为区域,全省调控,外延国家电网”的原则,科学部署风电消纳市场,统筹风电和其他电源建设协调发展.首先在2014年河南省政府工作报告提出实施“三山一滩”（大别山、伏牛山、太行深山区、黄河滩区）扶贫工程的地区,立足改善民生,科学勘探、布局中小型风力发电工程,及早改善这些地区人们的用电条件,提升生活质量.

3.4 注重风电场与电网的配套、协调,立足区域消纳,减少输送,降低成本

解决风电开发规模大与电网系统消纳能力小之间的矛盾需要多措并举[7].一方面要“调峰”.要加快调峰电源建设,提高系统运行灵活性,鼓励现有常规火电机组开展技术改造,深度挖掘火电机组调峰能力,能够快速反应限电节煤措施的落实；同时建设抽水蓄能电站等快速调节电源.另一方面要“储藏”,要加快研究压缩空气蓄能、电化学储能等大规模蓄能技术及应用.三要注重区域性、适度开发,减少外送,避免大风电基地建成后出现严重的弃风问题.

3.5 注重自主创新与人才培养

依据风能资源普查,规划全省风电发展基地.要立足自主设计、研发,系统部署建设一批重点实验室、工程技术研究中心等,在不同类型风电场设计、并网消纳与先进运营管理等方面进行全面创新突破,率先建立不同规模的风电标准、检测和认证体系,为风电场发展提供技术支撑.为此要采取行业主体培训、高校定向培养等,加快风电科研人员、技术工人的系统培养,鼓励企业聘用高层次科技人才,培养优秀科技人才,吸引海外高层次优秀科技人才和团队来豫工作,为风电快速、持续发展提供人才支撑.

3.6 完善配套政策,鼓励风电发展

风电产业是一种新兴产业,其生态效益、社会效益远大于经济效益.要坚持优化能源结构、改善环境质量、节能减排、提升民生为主的发展思路,制订和完善与之配套的相关扶持政策,引导和鼓励企业、地方、个人投资风电建设,加快风电发展.

[1]李俊峰,高虎,施鹏飞,等.中国风电发展报告[M].北京：中国环境科学出版社,2007.

[2]中国气象局风能太阳能资源评估中心.中国风能资源评价报告[M].北京：气象出版社,2006.

[3]卢明华,康艳,刘国顺.河南省风能资源及其开发应用[J].新能源,1999,21（6）：28-32.

[4]张红卫,陈怀亮,张弘.基于CIS的河南省风能资源时空分布及利用[J].自然资源学报,2011（6）：1025-1028.

[5]刘跃新.从今年上半年用电量增长看河南产业结构调整[N].河南日报,2013-08-06（2）.

[6]国务院关于印发《能源发展“十二五”规划》的通知[S].国发〔2013〕2号,2013-01-01.

[7]林伯强.风电发展遭遇软硬挑战[N].人民日报,2013-02-25（22）.

（责任编辑：卢奇）

Wind energy resources and prospects of wind power in Henan Province

Yang Fei1,Chen Lu2
（1.Zhengzhou Power Supply Company,Zhengzhou 450000,China；2.Henan Tenglong Information Engineering Co.Ltd,Zhengzhou 450000,China）

The general situation of wind energy resource in Henan Province was expounded in this paper,the real value and logn-term significance of accelerating the development of wind power in rise of Central China was revealed,the problems and countermeasures in the development of wind power in Henan Province was put forward.

wind energy resources；wind power generation；development strategy；Henan Province

TP386

A

1008-7516（2014）04-0075-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2014.04.018

2014-05-08

杨飞（1986-）,男,河南新乡人,助理工程师.主要从事电力自动化与控制研究.