傳感器

中國風(fēng)電瓶頸:不能承受的電網(wǎng)與昂貴技術(shù)

ainet.cn   2009年08月19日

  就在風(fēng)力發(fā)電蒸蒸日上,駛?cè)肟燔嚨赖耐瑫r(shí),除了惱人的臺(tái)風(fēng),一系列的問題也隨之出現(xiàn),它們給風(fēng)電的開發(fā)澆筑了一堵堵的“擋風(fēng)墻”。

  《新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》的出臺(tái)一拖再拖,除此之外,其“大名”也在更替,據(jù)悉日前已更名為《新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》。這似乎預(yù)示著能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與規(guī)劃并沒有預(yù)期的那么順利。然而,即便如此,也不能阻擋風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展。

  2009年8月8日,甘肅酒泉。

  千萬千瓦級風(fēng)力發(fā)電站一期工程開工儀式隆重舉行,國家能源局局長張國寶在儀式上表示,酒泉風(fēng)電基地是中國規(guī)劃建設(shè)的第一座千萬千瓦級風(fēng)電示范基地,已核準(zhǔn)建設(shè)規(guī)模500萬千瓦。同時(shí),該風(fēng)力發(fā)電站也是世界上首座千萬千瓦級風(fēng)電基地。

  該風(fēng)電基地預(yù)計(jì)將于2010年底投入運(yùn)營。至此,中國已確定了河北、內(nèi)蒙古、甘肅、江蘇、吉林等地的千萬千瓦風(fēng)電基地,內(nèi)蒙古東部、西部地區(qū)合計(jì)規(guī)劃總裝機(jī)容量突破5000萬千瓦,河北、甘肅等地的規(guī)劃總裝機(jī)容量也都已達(dá)到1000萬千瓦。

  據(jù)中投顧問最新發(fā)布的《2009-2012年中國風(fēng)力發(fā)電行業(yè)投資分析及前景預(yù)測報(bào)告》顯示,2009年上半年中國風(fēng)力發(fā)電達(dá)到126億千瓦時(shí)。此外,截至2009年6月底,中國全國風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)1181萬千瓦,同比增長101%。風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量連續(xù)三年實(shí)現(xiàn)“翻倍增長”,總裝機(jī)容量目前已居世界第四位。

  對于風(fēng)力發(fā)電在中國如此迅速的發(fā)展,中國氣象局風(fēng)能太陽能資源評估中心的高級工程師張秀芝認(rèn)為,主要原因在于國家政府鼓勵(lì)可再生能源的發(fā)展,而風(fēng)能相對于核能和太陽能來說技術(shù)較為成熟、成本更低、更安全。

  中國可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)副理事長施鵬飛向《科學(xué)新聞》表示:“中國80%以上的電量來自燃煤火電,迫切需要清潔電源作為氣候變化的對策??稍偕茉捶ㄒ?guī)定了上網(wǎng)電價(jià)與火電標(biāo)桿電價(jià)差價(jià)的分?jǐn)?,電網(wǎng)接入系統(tǒng)和收購上網(wǎng)電量等原則,可再生能源中長期規(guī)劃又明確了發(fā)電投資者的強(qiáng)制性市場份額的數(shù)量目標(biāo),投資商和銀行的資金不短缺,有風(fēng)電項(xiàng)目的地方政府也能受益。同時(shí),風(fēng)電設(shè)備制造能力強(qiáng)也是推動(dòng)風(fēng)能發(fā)展的因素之一?!?/FONT>

  據(jù)了解,在今年即將出臺(tái)的《新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》中,風(fēng)力發(fā)電是一項(xiàng)重點(diǎn)。據(jù)施鵬飛介紹,在之前的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中,對風(fēng)電發(fā)展的指標(biāo)是到2020年全國風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到3000萬千瓦,但在調(diào)整后的《新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃》中風(fēng)電的指標(biāo)可能達(dá)到1億至1.5億千瓦。

  同時(shí)專家們表示,中國在發(fā)展風(fēng)電的客觀條件上占有優(yōu)勢。

  中國氣象局風(fēng)能太陽能資源評估中心高級工程師江瀅告訴《科學(xué)新聞》,“中國地域廣闊、風(fēng)能資源豐富,可利用土地面積充足。但是中國的地理環(huán)境和氣候狀況與其他國家有所不同,在占據(jù)優(yōu)勢的同時(shí)也存在一些不利因素。如:中國沿海地區(qū)多臺(tái)風(fēng),臺(tái)風(fēng)的直接襲擊會(huì)造成風(fēng)電機(jī)的損壞?!薄 《驮陲L(fēng)力發(fā)電蒸蒸日上,駛?cè)肟燔嚨赖耐瑫r(shí),除了惱人的臺(tái)風(fēng),一系列的問題也隨之出現(xiàn),它們給風(fēng)電的開發(fā)澆筑了一堵堵的“擋風(fēng)墻”。

  不能承受的電網(wǎng)

  在專家們看來,中國風(fēng)力發(fā)電所面臨的第一座“擋風(fēng)墻”可能便是不堪重負(fù)的電網(wǎng)。

  “在當(dāng)前的電網(wǎng)狀況下,一旦千萬千瓦的風(fēng)電場齊發(fā)電,當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)將立即癱瘓?!睆埿阒ジ嬖V《科學(xué)新聞》,中國風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要分布在“三北”(西北、東北、華北)地區(qū)和東南沿海。而“三北”地域廣漠,適合于發(fā)展大型風(fēng)電場,目前在“三北”規(guī)劃了6個(gè)千萬千瓦風(fēng)電基地,但這些地方又是電網(wǎng)最弱的地區(qū),因此中國風(fēng)力發(fā)電將面臨著電網(wǎng)不堪重負(fù)的問題?!霸跉W洲幾個(gè)國家的電網(wǎng)是聯(lián)網(wǎng)的,他們有較完善的風(fēng)電量預(yù)測,風(fēng)力發(fā)電很容易被消納,并且他們沒有這樣大的風(fēng)電場,所以在這個(gè)問題上沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒。合理規(guī)劃、精心設(shè)計(jì)、電網(wǎng)跟進(jìn)、風(fēng)電量預(yù)測將是大型風(fēng)電場開發(fā)的關(guān)注點(diǎn)和研發(fā)鏈,值得我們投入。而東部沿海是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),電力負(fù)荷集中,能源資源相對貧乏,需要外電送入,因此開發(fā)近海風(fēng)電列入了國家風(fēng)電開發(fā)的日程?!?/FONT>

  “風(fēng)電的負(fù)面影響主要是風(fēng)電上網(wǎng)對電網(wǎng)帶來的沖擊。原則上,風(fēng)電占總電網(wǎng)不能大于5%,如果超過5%,就會(huì)干擾電網(wǎng)質(zhì)量。風(fēng)電不像火電、水電比較穩(wěn)定,時(shí)有時(shí)無,并不是很穩(wěn)定,但是又不能不上網(wǎng),所以電力管理部門并不是很喜歡風(fēng)力發(fā)電。但是作為國家要求的一部分,國家要求必須上網(wǎng),所以只能接受?!北本┖愠縿P翔風(fēng)電技術(shù)有限公司董事長袁兵告訴《科學(xué)新聞》。

  國家能源局的一位工作人員也告訴《科學(xué)新聞》,在國外是不存在這種問題的。因?yàn)閲獾哪切╇姀S發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)叵{,只有中國才有如此大的風(fēng)力發(fā)電場。

  瑞能北方風(fēng)電設(shè)備有限公司采購部經(jīng)理郭振明告訴《科學(xué)新聞》:“并網(wǎng)技術(shù)是風(fēng)電的瓶頸所在,原因很多,但風(fēng)電的發(fā)展依賴風(fēng),由于風(fēng)的不穩(wěn)定性,必會(huì)對電網(wǎng)造成沖擊。對此必須大力發(fā)展電網(wǎng)并電技術(shù),開展最廣泛的合作,集中各個(gè)企業(yè)的優(yōu)勢,爭取取得突破性發(fā)展?!?/FONT>

  施鵬飛對此表示認(rèn)同:“通過出臺(tái)對電網(wǎng)企業(yè)激勵(lì)機(jī)制的法律和政策可以解決。非水電可再生能源中長期規(guī)劃的電量目標(biāo)要作為電網(wǎng)企業(yè)的強(qiáng)制性市場份額,在經(jīng)濟(jì)上要使電網(wǎng)企業(yè)看到風(fēng)電越多、效益越好,才有激勵(lì)作用。”

  《科學(xué)新聞》從風(fēng)能協(xié)會(huì)了解到,目前許多電廠進(jìn)行裝機(jī)但是卻無法進(jìn)行并網(wǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),有些風(fēng)電場平均三個(gè)月以上才能上網(wǎng)。甘肅省為了適應(yīng)酒泉的千萬瓦級風(fēng)電場,西北電網(wǎng)正在計(jì)劃架設(shè)750千伏的高壓輸電線。

  據(jù)了解,由于酒泉風(fēng)電基地位于甘肅電網(wǎng)末端,遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,無法就地消納。為解決這一困境,國家電網(wǎng)開展了西北電網(wǎng)消納風(fēng)電能力、酒泉風(fēng)電基地輸電規(guī)劃和接入系統(tǒng)設(shè)計(jì),以及酒泉風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)等專項(xiàng)研究工作。目前,正在開展永登—金昌—酒泉—安西送出工程的前期工作,并同步開展了750千伏新疆與西北主網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的前期工作。

  風(fēng)能相對與其他能源來講,最大的劣勢是具有不穩(wěn)定性,這也是對電網(wǎng)的考驗(yàn)。對此,風(fēng)能協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人認(rèn)為,除了在區(qū)域之間、國家電網(wǎng)公司之間進(jìn)行綜合靈活調(diào)度外,風(fēng)能開發(fā)商應(yīng)該與氣象部門合作對風(fēng)能發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測,這樣便于電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)配。

  昂貴的技術(shù)

  2009年7月底,中國國家發(fā)展和改革委員會(huì)出臺(tái)了《關(guān)于完善風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》,將全國分為四類風(fēng)能資源區(qū),相應(yīng)制定風(fēng)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。對于這一規(guī)定的出臺(tái),風(fēng)能協(xié)會(huì)表示贊許。

  “電價(jià)的確定將會(huì)促進(jìn)風(fēng)能開發(fā)商的投資,繼而帶動(dòng)風(fēng)能制造業(yè)。在我看來,每度0.60元左右的電價(jià)趨向合理,有些地區(qū)還會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)貼,同時(shí)CDM(清潔發(fā)展機(jī)制)基金還會(huì)有0.1元左右的補(bǔ)貼。如果上網(wǎng)電價(jià)低,將會(huì)造成回收率低。而目前回收率低的另一個(gè)原因是,中國風(fēng)電場的平均等負(fù)荷運(yùn)行小時(shí)數(shù)不到2000?!敝袊L(fēng)能協(xié)會(huì)一位不愿透露姓名的理事長表示。

  新能源的成本相對于傳統(tǒng)能源較高,一直是新能源在推廣過程中面臨的難題。而一個(gè)電價(jià)的高度意味著成本的高度,成本的高度取決于技術(shù)的成熟度。

  《科學(xué)新聞》從風(fēng)能協(xié)會(huì)了解到,2004年中國僅有風(fēng)能企業(yè)6家,到2008年迅速增長至70多家。在此之前企業(yè)多是購買國外風(fēng)機(jī),目前這70多家風(fēng)電企業(yè)中,雖有金風(fēng)科技、華銳和大連重工等20余家有成熟產(chǎn)品下線。但在一些企業(yè)實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)的同時(shí),仍有一些需要引進(jìn)外來技術(shù)的企業(yè)。

  國家能源局不愿具名的某官員表示,在風(fēng)機(jī)的技術(shù)上中國目前大都可以實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn),只有一些企業(yè)由于引進(jìn)國外技術(shù)需要繳納技術(shù)轉(zhuǎn)讓金。而中國的風(fēng)電技術(shù)并不是十分落后于國外,目前技術(shù)發(fā)展迅速,有望縮小差距甚至是趕超它們。

  上述風(fēng)能協(xié)會(huì)理事長表示,雖然現(xiàn)在中國風(fēng)電企業(yè)進(jìn)行了對國外技術(shù)的消化和轉(zhuǎn)化,但是在核心技術(shù)上還缺乏足夠的自主創(chuàng)新能力。

  同樣,對于企業(yè)來說,發(fā)展風(fēng)電的最大障礙目前并不完全是電網(wǎng)。瑞能北方風(fēng)電設(shè)備有限公司物流專員裴文元告訴《科學(xué)新聞》:“我認(rèn)為最大的阻礙主要是設(shè)備的可靠性,雖然近幾年中國風(fēng)電設(shè)備大量上馬,但設(shè)備還沒有經(jīng)過長時(shí)間的并網(wǎng)運(yùn)行。尤其是1.5~2MW的大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)?!?/FONT>

  對于設(shè)備性能的可靠性,專家們也表示了同樣的顧慮?!皬目蒲袠訖C(jī)到生產(chǎn)樣機(jī)需要足夠的時(shí)間進(jìn)行檢測,在國外,一般都要進(jìn)行半年到一年的檢驗(yàn)。由于中國風(fēng)電發(fā)展局部過熱,風(fēng)電機(jī)組批量化生產(chǎn)前缺少這一環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)。在我看來這是沒有完全按照科學(xué)的程序來做事情?!鄙鲜鲲L(fēng)能協(xié)會(huì)理事長告訴《科學(xué)新聞》。

  環(huán)境之憂

  “嗡嗡嗡,這是風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)的時(shí)候低頻的聲音?!币晃辉竭^風(fēng)電場參觀的專家向《科學(xué)新聞》記者模仿道。“如果是憑著好奇前去觀光還好,但是如果居住在附近簡直是太恐怖了。”

  風(fēng)車帶來的噪音被認(rèn)為是發(fā)展風(fēng)能帶來的環(huán)境影響之一。張秀芝說,海上風(fēng)電場遠(yuǎn)離居民區(qū),噪聲不是問題。還沒有相關(guān)的研究證明噪聲會(huì)影響魚類,但在施工期間對魚類是有影響的,工程完成后,風(fēng)電場可能成為魚類活動(dòng)的漁礁,有利于魚類繁殖和生存。

  蘇格蘭西部大學(xué)環(huán)境中心的王珊介紹說,在2009年1月,一個(gè)英國政府環(huán)境研究結(jié)果表明:在調(diào)查范圍為5000至7000個(gè)海風(fēng)力發(fā)電渦輪的安裝都沒有對海洋環(huán)境造成什么負(fù)面影響。在采訪中,專家們都表示說,雖然會(huì)有噪聲污染,但是由于風(fēng)電場的選址要求是遠(yuǎn)離居民區(qū),所以并不會(huì)對周圍居民造成影響?! ⊥跎焊嬖V《科學(xué)新聞》,除了噪聲外,現(xiàn)在大家對風(fēng)電發(fā)展帶來的環(huán)境顧慮主要是對鳥類和視覺的影響。

  據(jù)了解,美國有報(bào)告稱,每年會(huì)有鳥類因撞上風(fēng)機(jī)葉片而身亡。對此,上述風(fēng)能協(xié)會(huì)理事長表示,鳥類撞風(fēng)葉死亡幾率與其他意外死亡幾率相比很小。但是換言之,即使沒有風(fēng)機(jī),鳥類也會(huì)因撞上建筑物而死亡。所以在進(jìn)行風(fēng)電場選址的時(shí)候要避開候鳥遷徙的路線,減少鳥類與葉片相撞的危險(xiǎn);同時(shí)對于一些珍惜鳥類保護(hù)區(qū)也是禁止修建風(fēng)電場的。能源局一位不愿具名的官員也表示在風(fēng)電場選址的時(shí)候會(huì)避開自然保護(hù)區(qū)、候鳥遷徙地。

  而對于風(fēng)電場造成的地貌或是視覺上的影響,眾人的看法存在爭論。有人認(rèn)為是一種景觀,有人則認(rèn)為是一種視覺障礙。

  施鵬飛認(rèn)為,風(fēng)電對周邊環(huán)境的負(fù)面影響主要是景觀影響。而在江瀅的記憶中,自己曾經(jīng)到內(nèi)蒙古考察的風(fēng)電場是一片優(yōu)美的風(fēng)景區(qū),“一些原本荒山野嶺的地區(qū)因?yàn)殚_發(fā)風(fēng)能現(xiàn)在成為旅游地,為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造了收入。”她說。

  在輝騰格勒草原一望無際的大草原上,內(nèi)蒙古輝騰格勒風(fēng)電場成千上萬臺(tái)風(fēng)車已經(jīng)取代了天蒼蒼野茫茫、風(fēng)吹草低見牛羊的景象。在酒泉風(fēng)電場發(fā)電之前,這里是亞洲最大的風(fēng)力發(fā)電站。

  在旅行社的行程中,參觀亞洲最大的風(fēng)力場往往是其中的一個(gè)組成部分。

  不過,《科學(xué)新聞》記者在輝騰格勒草原隨機(jī)采訪時(shí)發(fā)現(xiàn),游牧民說會(huì)對草的生長造成影響。大型的風(fēng)機(jī)下面,的確可以看到草的生長比遠(yuǎn)離風(fēng)車的地方稀疏。牧民們也反映,有時(shí)候羊會(huì)從隔開風(fēng)車田(wind farm)的網(wǎng)圍欄中鉆進(jìn)去吃草,被電打死。

  對此,一些專家都紛紛表示,風(fēng)機(jī)本身并不會(huì)對草地造成影響,對草地的影響主要是在施工期間?!霸谑┕て陂g對環(huán)境、道路確實(shí)會(huì)有損壞。但是我們正在努力減少,或在法律上給予約束。”上述風(fēng)能協(xié)會(huì)理事長表示。

  雖然在沙漠、戈壁建風(fēng)電場會(huì)增加成本、縮短風(fēng)機(jī)壽命,但是在專家們看來,風(fēng)車的堅(jiān)立、風(fēng)電場的建設(shè)在一定程度上有益于沙漠化治理,也有利于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)的發(fā)展,一舉兩得。

  張秀芝則認(rèn)為,風(fēng)是造成沙漠化的重要推手,建立風(fēng)電場后風(fēng)機(jī)吸收了大量風(fēng)的能量,對當(dāng)?shù)厣衬挠绊懹写M(jìn)一步研究。

  變小的風(fēng)

  在電網(wǎng)、電價(jià)、技術(shù)輪番對快速發(fā)展的風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行阻擋的同時(shí),風(fēng)本身也放慢了自己的腳步。

  中國氣象局風(fēng)能太陽能資源評估中心的一項(xiàng)名為“近50年中國風(fēng)速變化及其可能原因”的研究發(fā)現(xiàn),近50年來,除河套至云南、廣西等風(fēng)能資源相對匱乏的地區(qū)外,中國大部分地區(qū)風(fēng)速平均每10年減小0.12米/秒,最大風(fēng)速每10年降低1.46米/秒,大風(fēng)日數(shù)每10年減少3天[1]。

  該文還指出“中國區(qū)域城市化發(fā)展、測站遷址及測風(fēng)儀器的變更都對中國年平均風(fēng)速的長期變化產(chǎn)生了一定影響,但都不是近50年來中國年平均風(fēng)速呈顯著減小趨勢的主因;大氣環(huán)流的變化才是造成中國年平均風(fēng)速呈顯著減小趨勢的最可能原因?!?/FONT>

  文章作者之一的江瀅說:“對于風(fēng)速變化的相關(guān)研究存在較大不確定性,還有待于進(jìn)一步研究”。

  上述中國風(fēng)能協(xié)會(huì)的理事長對此研究有些不同的看法。他認(rèn)為該研究采用的是氣象臺(tái)站10m高度的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),由于50年間周圍建筑環(huán)境發(fā)生的變化將會(huì)導(dǎo)致風(fēng)速的變化,所以該結(jié)論還有待考證。他建議,采用測風(fēng)塔或是周圍地貌變化較小的氣象臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究是比較合適的。另外,也可以采用數(shù)值模擬方法計(jì)算氣象臺(tái)站周圍建筑對風(fēng)速的影響。

  袁兵表示,企業(yè)在對風(fēng)電場進(jìn)行選址的時(shí)候風(fēng)速是第一評估要素,“首先要先測風(fēng),只有拿到一年的測風(fēng)記錄,才能決定是否可建,如果年平均風(fēng)速小于6米/秒,估計(jì)就做不成了,因?yàn)榻?jīng)濟(jì)效益是必須考慮的問題。如果年風(fēng)速有效時(shí)間小于2000小時(shí),也是不利于風(fēng)電場建設(shè)的。在小于2000小時(shí)的情況下,如果平均風(fēng)速高,電價(jià)較高,再加上CDM的補(bǔ)貼,在這個(gè)前提下,可以繼續(xù)建設(shè)”。(本文來源:科學(xué)新聞 作者:閆巖 徐治國)

(轉(zhuǎn)載)

標(biāo)簽:風(fēng)電 我要反饋