风力发电 演绎后工业时代的童话

作者:三联生活周刊

(文 / 一凡)

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新疆达坂城风力发电场  

风力是人类利用的最古老的能源之一,后来随着以廉价的煤炭、石油为动力的工业革命的展开而几乎退出历史舞台。

从19世纪末丹麦建成世界上第一个风力发电装置以来,这个安徒生的故乡再度演绎了后工业时代的一个童话——今天的丹麦,生产着世界上一半的风力发电机,成为其经济的巨大动力。丹麦近十年来经济繁荣程度和美国相差无几,但人均消耗的能源只有美国的一半,而且再生性能源已经占其能源消耗总额的20%,不久这个比值将达到1/3。

今天在欧洲,风能发的电已经能够满足4000万人生活的需要。欧洲风能协会预计,2020年欧洲有将近两亿人会使用完全来自风能的电力,这一人口数量将占到欧洲人口的一半。另一个机构风能利用协会将在近海岸地区开展风能利用,他们估计到2020年欧洲居民的全部用电都将由风能来提供。

风能是一种可再生、无污染的绿色能源。据计算,一台单机容量为1000千瓦的风机与同容量火电装机相比,每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。国外的专家还认为,风力发电能有效遏制温室效应,风能发电场还能因吸收了风能而保护了宝贵的表土,有效遏制了沙尘暴的发生。

大约两年前,在南非约翰内斯堡举行的联合国“世界持续发展高峰会议”上公布了一组有关风力发电成本的数据:以发一度电的成本而论,用煤将花3.11~3.41美分,用油要3.41~5.53美分,用核能是3.31~5.74美分,在良好的风力地点使用风力发电机是5.84美分,在最佳的风力区则是3.89美分。但是,就发一度电对社会和环境的损耗费用(如清理环境污染的费用,医疗费用,但还不包括处理核废料等费用)而言,煤的代价是1.94~14.6美分,油是0.97~3.89美分,核能是0.19~0.58美分,风力发电仅为0.05~0.24美分。两者相加,用煤发一度电的实际费用应是5.05~18.01美分,用油为3.5~7.3美分,用核能为3.5~6.32美分,在风力良好的地点使用风力发电为5.89~6.18美分,在最佳风力的情况下风力发电为3.94~4.13美分。

而在一份由中国资源综合利用协会可再生能源专委会、绿色和平组织和欧洲风能协会联合发布的研究报告《风力12》中则预言,我国的风能资源非常丰富,如被悉数利用,将大大超过中国现今甚至未来数十年的电力能源总需求。到2020年,风力发电将能够满足世界电力需求总量的12%,如果发展得当,届时中国的风力发电将能够占到全球风电总量的14%。

“为了工业化,我们低着头挖了一百多年地球了;文明的涵义要比工业化宽广得多,现在是抬着头发展的时候了。机会就在面前。”中国资源综合利用协会、可再生能源专业委员会主任委员朱俊生在《风力12》中文版的新闻发布会上说。

资料显示,我国风能资源储量居世界首位。据中国气象科学研究院估算,十米高度层实际可开发风能储量为2.53亿千瓦。

实际上,我国利用风能并网发电历时已近20年,尽管风电上网的装机已发展到50多万千瓦,然而从能源结构的比重看,风电仍未走出试验阶段。专家说,早在1995年,原国家电力部就提出到2000年我国风机规模要达到100万千瓦,但截至目前,全国40多个风电场总装机容量只有56.7万千瓦,仅占全国电力装机的0.14%。国内的风力发电,距离产业化还很远。

中国工程院院士倪维斗积极主张中国大力发展风电。他表示,中国目前发展风电的难度,主要在于体制性障碍和缺少市场激励机制,其中包括风电开发的投资体制、国产化风机激励机制、政府风电采购政策等。

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风力涡轮机的生产车间  

据了解,内蒙古是我国利用风力发电时间最早、规模最大的省区之一。虽然风力资源得天独厚,设备每年有效利用时间可达到2400小时左右,每度电成本只有0.5元左右,却仍然受电力市场分割的制约,只能在内蒙古蒙西电网内销售。

专家指出,对于一个产业而言,市场是起跑线,因为有关方面重视不够,风电始终没有市场,投资风电无利可图,甚至可能背上沉重的包袱。由于风电市场“无钱可赚”,导致了风电产业陷入“成本高一电价低—市场小—投资少—相关产业滞后一科研投入不足—成本难以下降”恶性循环的怪圈,原地打转。

实际上,目前中国从政府到社会,对风力发电的意义还普遍认识不足。拿与中国处于同等发展水平和人口规模的印度相比,两年前印度的风力发电已经有1600兆瓦的装机容量,中国则只有400兆瓦。如果中国在这方面不能急起直追,中国未来几十年的经济发展,将可能卡在能源和环境的瓶颈之中。

也许正是意识到了这一点,国家发改委、国土资源部和国家气象局正在加紧组织全国风力资源调查,为发改委能源局制订新一轮能源发展政策和科学规划提供依据。此外,《可再生能源开发利用促进法》正在起草中,并向社会各界征求意见。据透露,该法律条例中规定,上规模的电力企业必须发展一定比例的可再生能源发电项目,比如:2010年,发电装机权益容量在500万千瓦以上的企业,可再生能源装机容量不可少于5%。此条例有望于明年提交全国人大审议。

风电的成功故事

丹麦风电制造业是一个商业化成功的事例。丹麦风电产业自20世纪80年代起步,如今已发展为一个营业额达30亿欧元的产业,其风电机组主导着全球的市场。丹麦的风电之所以如此成功,原因之一是每届政府对国家能源计划的立场都非常坚定,务求减少对进口燃料的依赖,尽量做到可持续发展。1981年,丹麦制定了第一个能源计划,提出到2000年风电装机约90万千瓦,满足10%的电力需求,结果提前3年实现目标。最近又提出到2030年风电将满足约一半的电力需求,减少一半的二氧化碳排放量。要达到这个新目标,风电装机容量将超过550万千瓦,其中相当一部分来自近海风电场。

德国在风电发展的世界领先地位是毋庸置疑的。20世纪80年代,政府资助了一系列研究计划。1991年,国会又通过了强制购电法,这使市场出现了重大突破。此立法的依据是,清洁能源需要有足够的激励机制建立起市场,并且还能与那些一直受到补贴的燃料(如煤和核能)竞争。风电之所以得到政治上的支持,归功于环保者的努力,其中包括绿党的成员。另一个重要的决策是,宣布可能在30年,即其有效运行的寿命周期内关闭目前占全国30%供电量的19个核电厂。同时,德国政府采纳了绿色和平组织的建议,设定了到2025年风电至少供应25%发电量的目标。

美国像是一个苏醒中的巨人。经历了20世纪90年代的沉寂之后,美国很快又成为世界最大的风电市场之一。为了使能源结构多元化,美国有些州通过法律,要求电力公司增加可再生能源在能源结构中的比例,如1999年德克萨斯州制定了可再生能源强制性配额,该州风电装机容量已超过100万千瓦。美国风电产业的主要障碍是缺乏稳定的国家政策。1992年颁布的联邦生产税信用额(PTC)政策规定为每度风电提供1.5美分的税收信用额,但国会常常拖延PTC的生效时间,以致政策失效。

印度是发展中国家的先锋。印度发展风电的最初动力来自非常规能源部(MNES),这个部门的目标是鼓励能源的多元化,以避免国家因高速的经济增长而使煤、石油和天然气的需求过分增长。为了找出最有利的地点,MNES在全国建立起风速测量站的网络。此外,它也为投资者提供多种经济上的优惠,包括投资成本折旧和免税等。它在2002年推出的免税计划规定,风电场前10年的收入可享受100%的免税。此外,各省还制定自己的优惠政策,其中包括投资补贴。