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2020-05-28 12:55【经济论文发表范文】我国海上风电开发现状分析

摘 要:我国海上丰富的风能资源加上当今技术的可行性以及国家政策的大力支持,预示着海上风电场将成为一个迅速发展的能源市场,而海上风电设备产业也将成为一个重要经济增长点。文中从我国海上风能资源的基本情况出发,阐述了目前海上风电的发展情况及安装、运行环境,总结当前存在的主要问题并给出了若干对策,以期为海上风能资源的有效利用和未来大型海上风电场的建设提供借鉴。
  
  关键词:风力发电;绿色能源;海上风电;低碳环保。
  
  伴随低碳环保成为全球倡导的主旋律,绿色能源与新兴能源持续被人们所关注,海上风电技术的进步,环保事业发展,在政府有力的财政政策支持下,海上风能发电在商业上已经可以与燃煤发电竞争。海上风力发电已成为未来风能利用的必然趋势,市场前景愈为明朗。根据我国在哥本哈根全球气候变化会议中的承诺,到2020 年非化石能源在能源消费中的比例提高达到15%,单位GDP 二氧化碳排放量比2005 年减40%~45%。可以预测,国家迫切需要从海上获得更多的风能,我国的海上风力发电即将进入高速发展的时代。
  
  一、海上风电及我国近海风能情况分析。
  
  海上风电是利用海上风能资源,是一种清洁的可再生能源,与传统的燃煤发电相比,海上风电不依赖外部能源,没有碳排放等环境成本,不会造成大气污染和产生任何有害物质,是理想的绿色能源。相对于陆上风电,海上风电具有诸多优点:离岸10km 的海上风速通常比沿岸陆上高约25%;海上风湍流强度小,具有稳定的主导风向,机组承受的疲劳负荷较低,使得风机寿命更长;风切变小,因而塔架可以较低;风电机组距离海岸较远,视觉干扰很小;允许机组制造更为大型化,从而可以增加单位面积的总装机量;可以大规模开发,受到风电开发商的关注;在海上开发利用风能,受噪声、景观、鸟类、电磁波干扰等问题的限制较少;海上风电场不涉及土地征用等问题,对于人口比较集中,陆地面积相对较小、濒临海洋的城市,较适合发展海上风电。海上风能的开发利用不会造成大气污染和产生任何有害物质,可减少温室效应气体的排放,环保价值可观。
  
  我国近海风能资源丰富。拥有18,000 多公里长的大陆海岸线,可利用海域面积多达300 多万平方公里,是世界上海上风能资源最丰富的国家之一。东部沿海水深2~15m 的海域面积辽阔,全年风速大于或等于3m/s 的时数约7,000~8,000h,大于或等于6m/s 的时数为4,000h。我国5m 到25m 水深线以内近海区域、海平面以上50m 高度风电可装机容量约2 亿kW,70m 以上可装机容量约5 亿kW。更重要的是,我国风电有两个很好的特点:第一,冬春两季,风大水少,风电和水电可以形成互补;第二,我国风速的日变化趋势正好和电力负荷曲线相吻合。仅江苏就有在离岸5km 以外的2.4 万km2 辐射沙洲区域的海上风电场。
  
  该区域具有着优良的风能资源,70m 高以上平均风速达到8m/s 左右。经过9 年的跟踪研究和调研勘察,掌握了大量的现场数据,在该辐射沙洲上可以规划数个千万千瓦级规模的风电场即“海上三峡”,在这里就可以“投1 个三峡的钱,建2~3 个三峡规模的风电场”,且不占用一亩耕地,不产生一个移民,也没有严重的生态安全问题。
  
  二、我国海上风电开发与规划。
  
  我国的风能资源主要分布在东北、华北、西北和东南沿海地区。东南沿海距离电力负荷中心近,并且土地资源紧缺,海上风电正可以缓解这些问题。
  
  2007 年11 月8 日,中海油在距离陆地约70km 的渤海湾,建成我国第一个海上风电站“中海油绥中36-1”风电站。风电站通过长约5km 的海底电缆送至海上油田独立电网。2009 年9 月4 日,我国东海大桥海上风电场示范项目首批3台机组正式并网发电,总装机容量为102MW。截至2010年2 月底,先行试运转的3 台风机在5 个月里累计发电735万kW?h。另外,上海奉贤、南汇海上风电场以及江苏响水、浙江慈溪海上风电场等项目也都处于筹备或前期实施中。2010 年,上海东海大桥102MW 项目全部并网发电,并开始供电;同年国家能源局正式启动了总计100 万kW 的首轮海上风电招标工作,分别为滨海和射阳的两个30 万kW 的近海风电项目、大丰和东台的两个20 万千瓦的潮间带项目。
  
  截至2010 年底,中国以13.8 万千瓦的海上风电装机容量位列全球第七,与丹麦、英国、德国等共同成为全球风电大国。上海、江苏、浙江、山东、福建5 省的海上风电规划已然出炉,装机规模为1,010 万kW。江苏将达到700 万kW,浙江为270 万kW。其中,江苏省已基本完成了海上风电开发布局,在发展海上风电行业中取得先机。为了抓住机遇,国内各大能源公司“跑马圈地”,几乎将我国适合海上风电的海域瓜分完毕。中国海上风电市场呈现蓬勃发展的景象。目前,我国沿海由北至南已经规划的海上风电项目总计约有24 个,总装机容量超过2,500 万kW,预计到2020年我国有望成为全球海上风电第一大国。
  
  根据“十二五”可再生能源规划,2015 年中国海上风力电装机500 万kW,业内预计将带来800 亿元海上风电蛋糕,我国海上风电已进入加速发展期。
  
  三、问题及对策。
  
  首先,我国对近海风能资源探测不够,导致海上风电项目前期工作准备不足。国内企业的抢风圈海行动多依据当地的风能资源,缺乏合理的规划指导。我国相对发达国家在近海风能资源探测评估方面相当薄弱。虽然相关部门已经根据观测、卫星资料等可利用数据对近海风能资源进行了初步评估,但不确定性很大,很难用于准确估算项目发电量,还需要加强实地测风工作。
  
  由于风能的自身特性,导致风电的波动性、间歇性和不规则性,使风电对电网的贡献率低于10%。(贡献率在3%左右对电网没有影响;在5%左右时可通过适当的技术措施减少影响;在10%时将给电网运行带来隐患。)由于海上风电场施工难度和集中输变电、建设费用高等经济性问题,难以像陆上那样建成分布式风电场,必须大规模开发,而大规模海上风电场的开发,所发电能有可能让电网难以承受。目前,我国陆上风电因并网、限电等问题造成经营困难的不在少数,这也对大规模开发海上风电提出了警示。在关键设备研制上,我国海上风机研究还不够成熟,虽然借鉴了国外设计单位的技术和经验教训,并采用了有效地防范措施,但不得不承认国外先进水平仍有十年的差距。针对海上风机的安装、运行、维护较陆地困难且成本高,风机应向方向发展,从而增大单机发电功率、减小单机数量。为了节约材料,降低成本,可选用高叶尖速设计参数,以减轻塔顶机舱和叶片的重量。在叶片制造中应不断开发新材料、新工艺、新技术。
  
  此外,当前对专业人才的培养严重滞后于风电产业发展,特别是风电机组研发专业人员,制造专业人员和高级技术工人,风电场运行和维护人员,以及高级管理人员严重匮乏。
  
  因此,必须加大力度培养海上风电领域的高水平复合型人才,以加强我国在国际海上风电领域的竞争力。
  
  四、结语。
  
  海上风电的开发对缓解沿海地区用电紧张局面,有效应对气候变化具有十分重要的作用。我国海上丰富的风能资源加上当今技术的可行性以及国家政策的大力支持,预示着海上风电场将成为一个迅速发展的能源市场,而海上风电设备产业也将成为一个重要经济增长点。论文对我国海上风电的发展现状进行分析,阐述了目前海上风电的发展情况及设备安装、运行环境以及存在的问题,给出了相应的对策,为后续大型海上风电场的建设提供理论依据。
  
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