长汀县红山乡中坪村、铁长乡洋坊村等地风能发电项目

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是建设风力发电项目的优良场地。

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福建风力发电应向经济实用方向发展
福建省罗源县电力公司张 力  
摘 要 福建风场特点与内蒙古等不同，大型风力发电机情况风力发电机成本分析 中国能源结构面临深刻危机，传统增长方式已到尽头   风力发电应走向经济实用。
关键词 中小型风力发电 成本分析 能源危机

1、福建风场特点与内蒙古等不同
我国幅员辽阔，陆疆总长达2万多公里，还有18000多公里的海岸线，边缘海中有岛屿5000多个，风能资源丰富。我国现有风电场场址的年平均风速均达到6m/s以上。一般认为，可将风电场风况分为三类：年平均风速6 m/s以上时为较好；7 m/s以上时为好；8 m/s 以上时为很好。可按风速频率曲线和机组功率曲线，估算国际标准大气状态下该机组的年发电量。我国相当于6 m/s以上的地区，在全国范围内仅仅限于较少数几个地带，就内陆而言，大约仅占全国总面积的1/100，主要分布在长江到南澳岛之间的东南沿海及其岛屿是我国最大风能资源区以及风能资源丰富区。资源丰富区有山东、辽东半岛、黄海之滨，南澳岛以西的南海沿海、海南岛和南海诸岛，内蒙古从阴山山脉以北到大兴安岭以北，新疆达坂城、阿拉山口，河西走廊，松花江下游，张家口北部等地区，以及分布各地的高山山口和山顶。根据全国气象台风能资料的统计和计算，绘制出中国风能分布和中国风能分区及占全国面积的百分比，分别见图2-1和表2-1。
表2-1 中国风能分区及占全国面积的百分比
指标     丰富区     较丰富区     可利用区     贫乏区
年有效风能密度（W/m2）     ＞200     200-150     ＜150-50     ＜50
年≥3m/s累计小时数（h）     ＞5000     5000-4000     ＜4000-2000     ＜2000
年≥6m/s累计小时数（h）     ＞2200     2200-1500     ＜1500-350     ＜350
占全国面积的百分比（%）     8     18     50     24 太阳辐射的能量到地球表面约有2%转化为风能，风能是地球上自然能源的一部分，我国风能潜力的估算如下：
风能理论可开发总量R，全国为32.26亿kW，实际可开发利用量R'，按总量的1/10估计，并考虑到风轮实际扫掠面积为计算气流正方形面积的0.785倍（lm直径风轮面积为0.52×π=0.785m2），故实际可开发量为：
R' = 0.785R/10 = 2.53亿kW。


来自中国气象学家朱瑞兆<中国风能资源分布 >
从上面数据看出：
1.1、福建风能集中的沿海和岛屿一带，风能与内蒙古自治区相比少得又少。全国只有1%，那福建只有千分之一。
1.2、海岛屿开发风力发电不是理想的地方，南奥岛政府现在后悔开发风力发电了，因为现在南奥岛旅游资源上升到了很高价值，风机的晃影使南奥岛不适宜建设宾馆。
1.3、我省东南沿海虽然资源较好，但福建沿海人口集中在沿海，都是寸土寸金，或人口集中地方，人机冲突严重。就是可开发风电，也影响将来工商业发展的。
1.4、我省山地多，一个50米高的山包会影响5公理的气流，地型对风的湍流影响很大。大型风机对风场要求稳定的气流。
2、大型风力发电机情况
随着风电的发展，风电场规模和单机容量越来越大，陆上风电场因受环境因素的制约(占地、运输、吊装、噪声等)，一般认为2．0MW是陆上风电机发展的极限。巨型风电机其桨叶长度将达到60—70m，陆上运输极为困难，安装用的吊车容量将超过1200—1400吨，大部分地区不具备这个条件。人们很自然把目光放到海上风电场。但单位成本上升1.5倍。对与中国国情来说，那只是望梅止渴。购买国外成熟的风电技术，在国内进行许可生产。失速型定桨定速机型，不是目前市场的主流技术，但技术成熟，运行维护经验相对丰富，设备性能和产能比较稳定。如金风科技和浙江运达的600kW、750kW机组等。
3、风力发电机成本分析
一台风力发电机由8000多种不同部件构成, 那每一部件的成本占整台风机成本的百分比是多少呢?
以下是以德国Repower MM92机型为例子说明(该机型叶片长度为45.3米, 塔筒高度为100米).
3.1、福建发展风力发电不需要宝马需要吉利：风力发电不必贪大求洋，应开发出上网电价在0.4元的风力发电机组，只有这样才能达到用市场经济，走向中国国情的风力发电。
3.2、风力发电场建设的60％～70％投资又在风机设备上。中国近年风力发电单位造价约为人民币8000～9 000元／k W，这个费用为燃煤火力发电单位造价的2～2．5倍。从单机容量为0．25 MW到2．5 MW的各种机型中，单位千瓦造价随单机容量的变化呈指数趋势，随着单机容量的增加或减少，单位千瓦的造价都会有一定程度上的增加。如600 kW以上大，风轮直径、塔架的高度、设备的重量都会增加。风轮直径和塔架高度的增加会引起风机疲劳载荷和极限载荷的增加，要有专门加强型的设计，在风机的控制方式上也要作相应的调整，从而引起单位千瓦造价上升。据了解，目前的1．3 MW风力发电机还不十分成熟，某风场在选择了1.3 MW风机后，仅调试就用了长达4个多月的时间，投运后发电量和设备可利用率情况并不理想，故障较多。
3.3、3 MW风机需使用3 MN标称负荷的吊车，叶片长度达29 m，运输成本相当高，相关资料见表1所示。由于运输转变半径要求较大，对项目现场的道路宽度、周围的障碍物均有较高要求。起吊重量越大的吊车本身移动时对桥梁道路要求也越高，租金较贵。一旦发生部件损坏，需要较强的专业安装队伍及吊装设备，更换部件、联系吊车，会造成较长的停电时间。单机容量越大，机组停电所造成的影响也越大。目前情况下选择兆瓦机风机所本需要的运行维护人员的技术条件及装备相应也高，有一定的难度。
3.4、目前国内尚未形成兆瓦级主流机型，选择兆瓦机风机所需要的零部件供应难度也较大，将来备品备件问题很难解决。
塔架大量油迹，机组漏油严重，机组在大风时由于电机、齿轮箱温度过高，频繁停机，机组可利用率不高，经济效益不理想。
3.5、欧洲土地面积有限，政府有明确的政策支持，鼓励单机容量大的风机项目。国外风力发电市场的趋势是发展海上风力发电场，因此鼓励大型风机的研制。欧洲工业制造基础、风力发电技术服务基础和资金环境能够支持大型风机的长期稳定运行。运输、吊装能力能够支持大型风力发电机组的市场动作。欧洲的制造商都十分清楚兆瓦级风机的性能价格比是不如600 k W级风力发电机的。600 k W以上的机型并不会由于单机容量的增加而引起单位千瓦造价的降低，但是由于它不同的背景情况，大型风机仍然发展的很快，所以在不同情况、不同时间，要注意背景的差异是必要的。
四、中国能源结构面临深刻危机，传统增长方式已到尽头
近3年来，世界石油的“价格”飞涨，石油价格始终在高价位盘旋，从二三十美元一桶涨到一百一十五美元一桶。中国电力企业联合会调研部主任沙亦强指出：

“根据最新统计，我国探明可利用的煤炭总储量接近1900亿吨，人均探明煤炭储量17.36吨，这已经比我们过去经常采用的数字高出将近1倍。即便如此，以2003年17.36亿吨的煤炭产量，除以40%的煤矿资源回收率，每年所耗储量仍将达50亿吨，1900亿吨可利用储量也支撑不到40年。”（《中国能源结构面临深刻危机，传统增长方式已到尽头》）
随着我国经济发展驶入快车道，油荒、煤荒、电荒几乎是在一夜之间凸现在人们面前。
国土资源部原副部长蒋承菘最近的危言震动了很多人，他说，一直以为中国地大物博，其实，物却是稀薄的“薄”，而不是广博的“博”。按人均资源拥有量计算，中国的资源状况确实令人心忧，但在此基础上，我们的资源消耗仍在超速增长。一般而言，GDP增长8%，能源消耗增长约为5%，而我国2002年和2003年的能源相应增长为14.5%和13.5%，相当于2年时间耗尽了5年的能源供应。中国的能源结构正面临深刻危机，传统的经济增长方式已走到尽头。风电是未来稳定电价唯一的出路。

五、风力发电应走向经济实用
运用经济倒推方法，利用现有技术，设计经济实用风力发电机组。
占总造价75%风力发电机三大部件：发电机（含齿轮箱）25%、叶片25%、塔架25%
     定位每千瓦投资成本2千元，上网电价0.33元，均衡设计出发电机、叶片、塔杆、控制器、电器各部分造价。
1、将发电机的增速齿轮省掉，使用永磁发电机。它使发电机故障率降低。成本可控制到每千瓦300~400元。
2、叶片成本可控制到每千瓦200~300元。
3、塔杆成本可控制到每千瓦200~300元。
4、并网逆变器成本可控制到每千瓦300~400元。
的小型、高效、具有不用保养维修特点的
永磁式同步发电机。电力控制装置使用安装电机的高性能转换器，用独创的控制方式，实现
高效、稳定的电力转换。
六、中小型风力发电必将走向世界
火电成本50%是煤炭，福建火电上网电价0.378元/度，煤炭价格近两年来上涨150%，随着其它能源上涨，火电上网必将越过0.50元/度，风电上网电价在50分/度，差价为12分/度，当风电成本下降25%就可与火电竞争了，风力发电机三家毛利在33%，风机组占风电投资的60%。风电的成本一样能相有与火电竞争了。看看美国的风力发电场也有大也有小，

充分利用空间风力资源，大型风机五十米以以下空间风力资源没有利用，非常有利于中小型风力发电机发电。从抗击雪灾中能否悟出道理？
6.1、大电网不堪一击，过分依附大电网使社会抗击战争、自然灾能力下降，会对社会稳定带来影响。一定要发展一定比例分布式电源，提高社会抗击战争、自然灾能力。
国外分布式电源很早就发展很好了，家庭用电就才用双向计费，当家庭里的电源有剩余时就卖给电网，
参 考 文 献
1．我国风力发电政策的技术经济分析，周篁:国家发改委能源局，《国家电力》2003-9
2．中国风力发电社会成本收益分析李钢：中国社科院工业学济研究所 《经济研究参考》2009-52

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