风发电运行效益的探讨

谭洋

摘 要：随着全球气候问题和能源危机的出现，为了提高能源供应安全、积极面对气候变暖问题、实现可持续发展，各国开始大力发展可再生能源发电。本文从风力发电的原理入手，叙述了风电并网对电网系统的影响；分析风力发电的成本结构，建立成本计算模型；通过建立经济数学模型，从环境效益和经济效益两方面，分析风力发电运行效益。

关键词：能源危机；风电场；成本；效益分析

1.1 风力发电的现状

全球风能理事会（GWEC）统计数据显示，2015年全球风电新增装机容量为63.01GW，创历史新高，截至2015年底，全球风电累计装机容量达到432.42GW。表1-1给出了2008年至2015年的全球新增及累积风电装机容量及其增长率统计情况。

2 风力发电的成本分析

风电项目是一项工程量大，涉及专业范围广发的工程建设项目，其建设必须按照一定的工程建设流程进行。

风电场的成本主要是分为建设成本和运营成本。其中建设成本主要是有上述的风电场建设过程中所产生成本，包括前期的选址测算成本、工程建设成本、后期的维护运营成本，以及其中产生的不确定性成本等，相比较现在的火力发电厂建设而言，风电场的建设比较具有竞争力，一是来自风电技术的日益成熟，风电场建设的成本逐年降低。而是火力发电厂建设成本低，但是发电成本高昂，并且随着节能减排的意识，火力发电厂的建设优势越来越低。

通过调查1981-2010年的风电场建设成本，并且对2020年的成本进行推算。风电成本可谓一路降低。如图3-2

风电成本的研究我国从上世纪末期就开始，研究初期，我国研究主要从层次综合分析法，主要是按照层次结构，以某一个角度进行成本分析测算。初期，我国建立了风速分布模型，社会成本分析模型，单千瓦发电量模型。

3、风力发电的环境效益和社会效益

3.1风电发电的环境效益

2016年底，根据美国能源局的报告，采用对比火力发电造成的环境的效益为依据，估算了风电平均每千万时对于环境污染物排放的方面的效益。据估计，风电每亿瓦时可以节省750-1000t二氧化碳的排放量，可以节省二氧化硫7.5-10t，氮氧化物3-5吨。据估计，中国在2020年，装机容量可以到达20-30GW，年发电量约为可以达到400-600TWh，也就是说，我国在2020年，每年就可以减少二氧化碳的排放量2.4g*107-3.6g*107t的二氧化碳的排放，对我国环境的改善极具意义

3.2风电与二氧化碳减排

分析风电项目对于环境的效益，其主要是你分析相对于火力发电项目来说，风电发电容量的提供，对于污染物二氧化碳排放的减少。风电项目建设的意义很大程度上分担现有的火力发电容量，改善环境。其中，最具有代表性和重量级最大就是二氧化碳的排放量。据国际各国政府的气候专门委员会报告指出，在过去的20年里，人类的能源的利用剧增，燃烧一次化石能源满足发展需求，由此产生大量的二氧化碳，其产生的二氧化碳总量占人类活动产生的二氧化碳总量的3/4。

3.3风电与二氧化硫减排

煤炭的燃烧，尤其是不充分的燃烧，会造成大量的二氧化硫的排放。SO2是一种无色的气体，并且具有强烈的刺激性气味，对人类的感官和生活环境都有非常大的影响和毒害作用，是大气的污染物之一。自然界中也会产生二氧化硫气体，但是数量有限，一般为火山喷发的时候会产生，产生原因为自然界化石能源的燃烧。

3.4 风电与其他排放污染物的效益

火力发电的污染物的排放主要是二氧化碳和二氧化硫，二氧化碳是所有工业企业都会排放的温室气体，二氧化硫是火力发电排放的首要污染物，占比达到我国国内工业排放量的50%以上，严重危害生存環境和社会环境。火力发电还有其他污染物的排放，比如氧化氮、一氧化碳、粉煤灰、工业废水、粉煤灰、悬浮颗粒物等，造成雾霾或者其他的生态现象。

由此可见，在污染物的排放控制上，风电项目具有局对的优势，运行发电的过程几乎不产生任何的污染物的排放，对环境具有良好的保护作用。

4、结论

风电作为清洁的二次能源利用，其价值的体现还在于对能源结构的优化，在量化处理上就是风电的环境价值体现了对于环境保护的货币化处理。在不引入外部成本的概念下，火力发电的经济成本要比风力发电的经济成本要低，因为风力发电的技术和设备的限制，造成这部分成本的增高。但是考虑外部成本，引入环境成本，风电建设的意义和效益要明显的高于火力发电厂。

参考文献

[1]全国人民代表大会常务委员会关于修改《中华人民共和国可再生能源法》的决定[EB/OL].[2009-12-26].http：//www.gov.cn/flfg/2009-12-26/content_1497462.htm.

[2]迟永宁，刘燕华，王伟胜，等.风电接入对电力系统的影响[J].电网技术，2007，31

[3]戴慧珠，迟永宁.国内外风电并网标准比较研究[J].中国电力，2012，45（10）：1-6，11.

（作者单位：广西大学电气工程学院）