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风能:永不枯竭的明星能源

风,是人们习以为常的自然现象。但你可知道,风其实是人类最早利用的能源之一,对人类社会发展而言是极其庞大的、重要的可再生能源。整个地球的风能约为2.74万亿千瓦,其中能够利用的差不多有200亿千瓦,是当今全球电力装机总量的3倍多。中国是世界上风能资源较为丰富的地区。现在就让我们来追溯风能发展历史,了解这个永不枯竭的明星能源吧。

最早的风能利用始于公元前

人类利用风能的历史可以追溯到公元前。我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元前数世纪我国人民就利用风力提水、灌溉、磨面、舂米,用风帆推动船舶前进。埃及尼罗河上的风帆船、中国的木帆船,都有两三千年的历史记载。唐代有"乘风破浪会有时,直挂云帆济沧海"诗句,可见那时风帆船已广泛用于江河航运。到了宋代更是我国应用风车的全盛时代,当时流行的垂直轴风车,一直沿用至今。

在国外,公元前2世纪,古波斯人就利用垂直轴风车碾米。10~11世纪,中东地区开始广泛使用风车来提水;13~14世纪,风车传到欧洲,随后成为文艺复兴时期欧洲不可缺少的动力设备;18世纪,荷兰曾利用近万座风车将海堤内的水排干,造出的良田相当于其国土面积的1/3,成为了著名的风车之国;19世纪中晚期,美国大规模开发当时荒凉的西部,为了解决人畜饮水问题,人们利用风车驱动活塞泵用于提水。

随着第二次科技革命的展开,电力成为了促进工业发展的主力时,人们开始思考“如果将风能转化为电能传输,是不是可以规避电力分布不均匀的缺点,满足所有工业用电需求”。这时“风电”的概念被提出,拉开了风能利用的新帷幕。

石油危机后风能发电兴起

风力发电真正得到世界各国的重视,是在1973年石油危机以后。这时人们终于意识到化石能源终有一天会消耗殆尽,同时燃料燃烧引起的空气污染和气候变化问题也逐步得到了重视。风能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源重新回到了主流工业界的视野,并得以快速发展。自1980年以后,风力发电机叶片不断加长,单机容量不断增大,从80年代的100千瓦,到90年代200千瓦,再到新世纪的兆瓦,目前最新的主流机组已经达到了5~6兆瓦。

我国风力发电的研究与世界基本同步,自20世纪70年代以来,在内蒙古、甘肃、青海及东南沿海的海岛上安装了许多单机容量在50~500瓦的微型风力机,用来给牧民和岛民提供照明、提水、娱乐、畜群电栅栏、饲料粉碎等服务。到了20世纪80年代,我国开始研制大、中型风力发电机组,在新疆、内蒙古的风口及山东、浙江、福建、广东的岛屿建立了8座示范性风力发电场,到1992年装机容量已达8000千瓦。2006年1月1日,《中华人民共和国可再生能源法》正式实施,风电迎来了飞速发展的历史机遇。到2016年底,中国累计风电并网装机总量1.49亿千瓦,当年发电2410亿千瓦时,提供了全国4%的电力。

经过40多年的现代化发展,风力发电以其技术可靠、成本低廉的优势,已被全球公认为最实用的可再生电力来源。同时,由于风电巨大的商业潜力和环保效益,让方兴未艾的海上风电也引发了世界的关注。

转战海上开启风能利用新篇章

海上风电,是利用海上风力资源发电的新型发电方式。世界上已经有海上风电场的国家包括英国、德国、瑞典和法国、中国等。在海上风电场的建设方面,德国的规划可谓气势宏伟,累计安装容量排名全球第一,称得上是欧洲地区的主阵地。丹麦在风力发电领域占有领导地位,丹麦有世界上最大的海上风电场。

中国首个海上风电场建设项目——广东南澳总投资达2.4亿元的海上2万千瓦风电场项目,于2004年批准立项。2005年,河北省沧州市黄骅港开发区管委会与国华能源投资有限公司签署协议,合作建设总装机容量约100万千瓦的国内第一个大型海上风力发电场。2007年11月28日,地处渤海辽东湾的中国首座海上风力发电站正式投入运营,标志着中国风电发展取得新突破。2010年,上海市东海大桥10万千瓦风电场启用。目前,中国海上风电市场共有12个项目处于在建状态。据风能咨询机构MAKE最新发布的《全球海上风电市场报告》预测,2018年,全球有望新增3.9吉瓦海上风电并网容量,中国海上风电项目的实施速度加快,并将于2020年前后迎来爆发期。

从公元前到石油危机,从石油危机到陆上风电,再从陆上风电到海上风电,历经三千多年的发展与洗礼,风能已在世界能源供应的战略结构中占据一席之地,越来越受到各国政府的重视。因此,积极开发风能资源,加快风电发展速度是解决全球能源危机的一项重要措施。风能发展全球看好。


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