中国的未来能源需求或将由风力满足

风力发电在中国正突飞猛进地发展,并可能在未来满足该国相当一部分的电力需求——但这需要克服一系列挑战

仅经过四年的快速发展,中国已拥有世界第四大的风力发电 capacidad:超过12吉瓦。然而,风力发电的普及速度如此之快,以至于这个国家正努力利用它。

例如,甘肃省的酒泉风电基地——更广为人知的名称是“陆上三峡”——预计到2020年达到峰值容量时,将供应10吉瓦的电力。该风电场正在甘肃走廊建设中,甘肃走廊是穿过戈壁沙漠、祁连山脉和阿拉善高原的狭窄自然通道——这只是中国政府批准的七个此类巨型综合体之一。

根据9月11日《科学》杂志上的一项研究,结合中国其他风电场,酒泉风电场或许能够满足中国到2030年的全部电力需求。事实上,研究人员估计,未来20年内投资9000亿美元建设覆盖50万平方公里的风力发电厂网络,可以提供近25拍瓦时的电力,是该国目前消耗量的七倍多。


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中国似乎决心实现这一未来,仅在2008年就安装了6.25吉瓦的风力涡轮机,目标是到2020年达到100吉瓦。“风力发电在这里刚刚起飞,”国家发展和改革委员会(发改委)能源研究所副所长李俊峰说。发改委是负责经济发展的政府部门。但“与美国(42%)和欧洲(43%)相比,去年中国新增电力生产能力中,新的风电项目仅占7%。” 而且,风力发电目前仅占中国总发电量的0.4%。

中国风电场目前面临的更大、更严峻的挑战包括:电网与更大网络的连接存在严重问题、涡轮机质量低下以及风电场选址不当。所有这些因素的另一个后果是,当前的繁荣尚未给许多风电场带来利润。

盈利问题 中国风力发电 capacidad据估计,到2009年底可能达到20吉瓦,中国风能协会(CWEA)的数据显示,2008年底为12.15吉瓦。相比之下,全球范围内,截至2008年底,运行中的风力发电 capacidad 为120.6吉瓦;布鲁塞尔全球风能理事会(GWEC)的数据显示,欧洲占66吉瓦,美国占总量的25吉瓦。

然而,中国政府国家电力监管委员会7月份发布的一份报告显示,中国的风电场“普遍存在运营困难,甚至亏损”。首先,到目前为止,实际产生的风电量低于CWEA之前的估计。该报告指出,由于政府指令将目标设定为涡轮机的数量,而不是它们可以产生的电量,因此中国2008年的风力发电 capacidad 实际上应计算为8.94吉瓦,而不是12.15吉瓦,因为一些涡轮机已安装但未使用。

无论如何,中国风电场目前在电网连接方面面临困难,造成电力输送问题。例如,许多风电场位于欠发达的北部和西部省份,如甘肃省,那里的电网不够完善,无法管理风力发电固有的电力生产波动

此外,为了盈利,生产的电力必须输送到数千英里外人口稠密的沿海高能源需求地区,但这在今天是不可能实现的,因为缺乏长距离输电技术或安装资金。一个解决方案是国际援助。“美国也必须长距离输送风电。两国可以进行技术合作,”自1980年以来一直致力于推广风能的CWEA主席、工程师贺德馨说。

美国也存在基础设施问题,例如老化的和区域受限的电网,欧洲有时在将涡轮机连接到电网时也会遇到延迟。但全球风能理事会的通讯主管安杰利卡·普伦表示,使间歇性风力涡轮机与现有电网正常配合工作“在中国确实是一个问题,比欧洲和美国严重得多”。

发改委的李俊峰表示,从长远来看,电网协调“不是真正的障碍”。中国一半的电网是在过去四年内建成的(本世纪以来为70%)。它们可以用更好的技术进行升级。“我们将改进我们的电网并建设新的电网,以赶上风电繁荣的步伐。我们可以解决这个问题,”他说。

涡轮机问题
李俊峰说,中国的一个优势是——在那里生产一台涡轮机的成本是国际成本的70%。中国制造的风力发电设备在2008年中国风电场安装的技术中占75%,高于2007年的57%,这部分归功于中央和地方政府的指令,这些指令要求在中国风电场中,国产设备的比例不断增长。例如,国家发改委在2005年的一项规定中规定,当国产化率低于70%时,不得建设风电场。

但国产风力涡轮机的质量是一个严重问题。中国大约70家涡轮机制造公司中的许多家都是在过去四年内成立的。“涡轮机生产商需要试用他们的产品,尤其是他们的第一批产品,但有些人没有给这个步骤时间,”贺德馨说。一些涡轮机安装后无法使用,一些涡轮机在开始运行几周后就出现叶片断裂或轴裂。

贺德馨补充说,一些风电场建在风力不足以确保持续发电的地方。“风电行业发展太快了。它需要稳定一段时间,以便长期可持续发展,”他说。

尽管存在这些问题,但政府仍在继续追逐风力,在7月份将可再生能源电价设定为每千瓦时0.61元人民币,比目前此类装置的电价高出约10%。风电场还以每千瓦时6至12美分的价格出售碳信用额度。“它们是中国碳交易的主要参与者,”李俊峰说。

而且,替代能源、经济发展和气候变化之间的联系在中国和世界其他地方同样重要。利用风力发电可能是控制中国温室气体排放的关键。“我们的研究表明,在经济上,风能作为中国发电能源的重要替代煤炭来源是可行的,”北京清华大学环境科学与工程系副教授王玉珣说,他是9月11日《科学》杂志论文的合著者。“中国有可能大规模利用风力发电,并消除电力部门在可预见的未来预计排放的大部分甚至全部二氧化碳。”

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