风力发电的现状分析

陈政宇

【摘要】20世纪70年代的能源危机使各国认识到了长期以来依赖化石能源的弊端，越来越多的国家投入到了对新能源与可再生能源的研究、开发与利用工作。风能作为目前最有发展前景、技术最为成熟并且五大气污染物的一种可再生能源，再当今能源短缺及污染严重的时代扮演了重要角色。许多国家把发展风力发电作为改善能源结构，减少环境污染和保护生态环境的一种措施，纳入国家发展规划。

然而风力作为一种受控性较差的能源，具有较大的不可控性，由此确定了风力发电是一种间歇性能源，风电场的输出功率有很强的随机性，目前的预报水平还不能满足电力系统实际运行的需要，所以在作运行计划时风电是作为未知因素考虑的。为了保证风电并网以后系统运行的可靠性，因此需要在原来运行方式的基础上，额外安排一定容量的旋转备用以响应风电场发电功率的随机波动，维持电力系统的功率平衡与稳定。

因此，风电并网一方面分担了传统机组的部分负荷，降低了电力系统的燃料成本；另一方面为了维持电力系统的功率稳定，又增加了电力系统的运行可靠性成本。本文就目前风电现状进行简单分析，说明了当前的风电形势。

【关键词】风电发展成本 ，价值分析

一 风电装机规模

2014年全球风电装机跨过了50GW门槛，自1996年起至今，除了2013年的低谷，全球风电装机的年平均增长率都超过了30%。而中国作为风电装机规模最大的国家，一直驱动着全球风电装机生产量的增长。

如图1-1是2014年全球主要风电装机国家容量扇形图。

图 1-1 2014世界主要风电装机生产国家容量（单位：MW）

二 风力发电成本

投资成本：2009年陆上风电投资成本在1450～2600美元/KW。到了2013年中国的陆上风电投资成本是最低的1100美元/KW， 而国际平均成本在1600～1700 美元/KW。

值得一提的是，虽然总体上风电成本在下降，但在2004～2009年陆上风电投资成本反而上升。主要原因是风机及其零部件供应紧张，钢铁和铜价格上升，。自2009年起，投资成本开始显著下降，风机制造商之间出现激烈竞争。短短的2008～2013年间，全球的风电投资成本至少降低了33%。如图为1-2是陆上风电装机价格的变化趋势。

图1-2 2006～2013陆上风机价格下降趋势

相对于陆上风电，海上风电的投资成本比较高，大约是其2～3倍。 但区别在于，风电机在海上风电成本总量所占比例不到一半，而在陆上风电中则占到了75%。并且近年来海上风电的成本并没有下降，反而有上升趋势。虽然海上风电成本在上升，但其原因是在于海上环境的复杂性与多变性，发电频率难以控制，使得稳定性投资增加。而且我们不难看出风电机本身的生產制造的成本是在下降的。

值得一提的是，海上风电风速要高于陆地，其发电量是陆地的1.5倍，这可以部分抵消其较高的投资成本。

风电运维成本大概占到风电总成本的15%～25%，包括计划或非计划维护，备件，保险，管理，租金等。根据数据统计，运维成本在2009～2013年间降低了大约44%。

三 我国风能资源

我国风能资源丰富，可开发利用的路上风能资源总量约为2.53亿KW。而近海风能资源约为陆地的三倍，即7.5亿千瓦，共10亿KW。我国幅员辽阔、海岸线长，陆地面积约为 960 万平方千米，海岸线（包括岛屿）达 32，000 千米，拥有丰富的风能资源，并具有巨大的风能发展潜力。我国气象局在 2009 年公布了最新的离地面高度为 50 米的风能资源测量数据，其中达到三级以上风能资源陆上潜在开发量为 2，380GW（三级风能资源指风功率度大于 300 瓦/平方米），达到四级以上风能资源陆上潜在开发量为 1，130GW（四级风能资源指风功率密度大于 400 瓦/平方米），而且 5 至 25 米水深线以内的近海区域三级以上风能资源潜在开发量为 200GW。

（a）北部地区风能丰富带：北部地区风能丰富带包括东北三省、河北、内蒙古、甘肃、宁夏和新疆等省（自治区）近 200 千米宽的地带。风功率密度在200-300 瓦/平方米以上，有的可达 500 瓦/平方米以上，如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁、承德围场等。

（b）内陆风能丰富区：风功率密度一般在 100 瓦/平方米以下，但是在一些地区由于湖泊和特殊地形的影响，风能资源也较丰富。

（c）近海风能丰富区：东部沿海水深 5-20 米的海域面积辽阔，但受到航线、港口、养殖等海洋功能区划的限制，近海实际的技术可开发风能资源量远远小于陆上。不过在江苏、福建、山东和广东等地，近海风能资源丰富，距离电力负荷中心很近，近海风电可以成为这些地区未来发展的一项重要的清洁能源。

（d）我国风能资源地理分布与现有电力负荷不匹配。沿海地区电力负荷大，但是风能资源丰富的陆地面积小；北部地区风能资源很丰富，电力负荷却较小，给风电的经济开发带来困难。由于大多数风能资源丰富区，远离电力负荷中心，电网建设薄弱，大规模开发需要电网延伸的支撑。

（4）主要的扶持政策

风力发电作为可再生能源的发展项目，在起步阶段由政府扶持。《中华人民共和国电力法》明确指出国家支持和鼓励利可再生能源发电。此外，政府还进一步在政策与法律上给了风力发电许多支持，为风电的开发和利用创造了很好的发展空间。如风电特许权实施项目，《可再生能源法》及其相关法律的正式实施等。

结束语

中国的风力发电事业经过数十年的摸索前进，已经有了长足的进步，取得了一系列的重大的发展业绩，现已成为世界上最具活力的风电市场。在市场需求的驱动下，我国的风电制造业创建了自己的品牌，部分制造企业还进入了全球十强，成为了具有市场竞争力的优势企业。在自主创新能力发面我们也在不断前进，初步实现了大型风机组技术从引进消化，联合设计，到自主设计的转化，并完成了多兆瓦级风电机组的下线与运行，这都体现着我国风电自主创新能力的进步。相信在不久的将来，我们会攻克现在面临的一系列问题。中国将继续领跑全球风电市场，在推动全球经济发展，确保能源安全，应对气候变化的行动中发挥至关重要的作用。

参考文献：

1 易跃春 风力发电现状、发展前景及市场分析 2004.10 《国际电力》

2 中国风电产业网 中国风能资源分布 2009.11

3 中商情报网 中国风能资源分布概况分析 2014.6

4 李慧兰 我国风电发展现状及前景展望 2013.11