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我国风力发电能源技术的展望(图表解析)
jiang_0514 发表于 2009/8/13 13:17:51 1246 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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一、现状
2001年以来，全球每年风电装机容量增长速度为20%～30%，仅2007年就增加了20 GW的风电装机容量，约合310亿美元。2007年，全球风电装机容量达到94GW，且主要为陆上风电，图1为1983～2007年全球风电装机容量。风电装机容量的增加有3/4主要来自参加IEA风能合作协议的20个IEA国家。
图1 1983～2007年全球风电装机容量
总之，全球共有40个国家使用风力发电，有13个国家的风电装机容量超过了1000MW，图2为各国风电装机容量占有率情况。全球风力发电量前十位国家见表1。
图2 各国风电装机容量占有率
图3 全球风力发电地区分布情况 二、展望 预计到2050年，全球风电装机容量在ACT系列情景下会达到1360GW，在BLUE系列情景下达到2010 GW，图4为不同情景下全球风电装机容量。在ACT系列情景下，2030年，全球风力发电每年增加2712TWh，2050年每年增加3607TWh。在BLUE系列情景下，2030年，全球风力发电每年增加2663TWh，2050年每年增加5174TWh，全球风力发电占总发电量的12%。在基准情景下，全球风力发电占总发电量的2%，每年能够减少2.14Gt的CO2排放。届时，在BLUE系列情景下需要4MW以上风力发电机700000台，在基准情景下需要146000台。在OECD国家和中国、印度等新兴国家，风力发电增长也比较显著。在BLUE系列情景下，中国风力发电居世界第一，图5为2050年BLUE系列情景下不同地区风力发电占有率。 图4 不同情景下全球风电装机容量 图5 2050年BLUE系列情景下不同地区风力发电占有率 
表1 全球风力发电量前十位国家
欧洲是全球风电装机容量最多的国家，达到57GW，如图3所示。北美和亚洲风电发展速度也比较快。据报道，美国2007年新增风电装机容量5244MW，是2006年的2倍还要多。印度是全球第四大风电市场，2007年新增风电装机容量1730MW。中国2007年新增风电装机容量3449MW。 
表1 全球风力发电量前十位国家
欧洲是全球风电装机容量最多的国家，达到57GW，如图3所示。北美和亚洲风电发展速度也比较快。据报道，美国2007年新增风电装机容量5244MW，是2006年的2倍还要多。印度是全球第四大风电市场，2007年新增风电装机容量1730MW。中国2007年新增风电装机容量3449MW。
图3 全球风力发电地区分布情况
三、技术发展
目前，风力发电技术已经发展得很成熟。图6为1980～2010年全球风力发电机单机装机容量变化情况。现在最大的风力发电机是5～6MW，叶片直径126米。从以往来看，风力发电机单机装机容量基本每5年翻一倍，但是由于交通问题和安装限制，预计这一增长速度会有所减缓。
图6 1980～2010年全球风力发电机单机装机容量变化情况
四、费用2006年，海上风力发电装机费用为1224～1707美元/kW。图7为2003～2006年部分IEA国家陆上风电平均装机费用。2004年以来，风力发电机价格增长了20%，占整个项目费用的75%。2006年，风力发电设备运行和维护费用占整个项目费用的2%～3.5%，约13～24美元/MWh。
海上风电装机费用主要取决于海水深度和离岸距离。英国海上风电费用为2226～2969美元/kW。相对来讲，海上风电装机费用要高于陆上风电装机费用20%左右。
五、市场
20世纪80年代，世界主要风力发电市场为北欧的丹麦和美国的加利福尼亚州。到90年代，德国成为世界最大的风力发电国家，风电装机容量 22GW。据统计，截至2006年，德国风力发电为本国提供了70000个就业机会，并为德国增加了70.6亿美元的GDP。90年代，美国风电装机容量为16GW，位居世界第二，领导着全球风电市场。西班牙风电装机容量增长也比较快，位居世界第三，是全球第二大风力发电机制造商。印度和中国风电市场发展也比较迅猛，风电装机容量分别位居世界第四和第五。2007年，全球风电市场营业额达到310亿美元，共创造了10万个就业机会。
全球90%的风力发电机制造能力聚集在6个主要国家，并且欧洲、印度、中国和美国的风力发电机制造能力还在不断增加。2006年，四家主要的风力发电机制造厂都在美国投资建厂，包括印度的Suzlon。中国有40家风力发电机制造厂，其中Goldwind已位居世界前十位，见表2全球前十位风力发电机制造商。
表2 各国装机费用对比 全球前十位风力发电机制造商 目前，对风力发电技术的需求成为风力发电发展的瓶颈，以至于从2004年以来风电价格已经上涨20%。各国风电政策的不确定性，缺乏刺激措施等影响了风电投资规模；此外，铜、铁等原材料价格的上涨使风电成本上升，也影响了风电的发展； 六、环境因素 风电不排放CO2且不需要水源，属于清洁能源。但是风能有其固有的弊端，如视觉效果、噪音以及对鸟类和野生动物生存环境的破坏。① 风力发电厂往往由于视觉问题而遭到一些人反对，但是现在已经有许多设计工具来帮助开发人员，使这种视觉的影响降到最低。② 风力发电产生两类噪音--发动机噪音和叶片噪音。目前利用工程技术可以降低发动机噪音，并且这些技术已经比较成熟；此外，细致的设计、选址和操作也能有效降低叶片噪音。③ 目前，已经有大量研究人员对风力发电对鸟类迁徙或其他野生动物生存环境的影响进行研究，研究人员发现，只要科学选址，这些问题还是能够避免的。 海上风力发电会给环境带来更多的负面影响。1999～2006年，丹麦对其建造的两座大型的风力发电厂进行了建设前、中、后期的监测。监测数据表明，只要选址恰当，海上风电不会给海洋环境带来很大的负面影响（丹麦能源署，2005年）。（摘编自IEA《ENERGY TECHNOLOGY PERSPECTIVES》） 本期关键词：电能质量 电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质。理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电。同时，在三相交流系统中，各相电压和电流的幅值应大小相等、相位对称且互差120度。但由于系统中的发电机、变压器和线路等设备非线性或不对称，负荷性质多变，加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，这种理想的状态并不存在，因此产生了电网运行、电力设备和供用电环节中的各种问题，也就产生了电能质量的概念。围绕电能质量的含义，从不同角度理解通常包括：电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。 20世纪90年代以来，国际电工委员会（IEC）陆续颁布了IEC 61000系列电磁兼容（EMC）标准文件，对电能质量做出了明确要求。国内相关标准归口"全国电压电流等级和频率标准化技术委员会"。现行标准有《电能质量公用电网谐波 》（GB/T 14549-1993）、《电能质量三相电压允许不平衡度》（GB/T 15543-1995）、《电能质量电力系统频率允许偏差》（GB/T 15945-1995）、《电能质量电压波动和闪变》（GB 12326-2000）、《电能质量暂时过电压和瞬态过电压》（GB/T 18481-2001）、《电能质量供电电压允许偏差》（GB/T 12325-2003）、《电能质量监测设备通用要求》（GB/T 19862-2005）等。