风电新能源发展现状及开发利用实践探讨
苏文龙
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苏文龙,. 风电新能源发展现状及开发利用实践探讨[J]. 低碳研究,20236. DOI:10.12721/ccn.2023.157008.
摘要: 风电作为一种新兴的清洁能源,具有资源丰富、无污染、可再生、分布广泛等特点,在我国的能源结构调整和环保方面有着重要的作用和意义。然而,目前我国风电新能源的发展还面临着一些困难和挑战,如风电场噪声污染、政策支持不足、市场风险较大、技术瓶颈等问题。因此,本文对风电新能源发展现状及开发利用实践展开研究,以便于促进风电新能源的可持续发展。
关键词: 风电新能源;发展现状;开发利用
DOI:10.12721/ccn.2023.157008
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随着能源危机和环境污染问题的加剧,新能源成为了全球关注的热点之一。其中,风电作为新兴的清洁能源,已经成为了全球发展的重点。近年来,我国在风电领域的发展速度非常快,已经成为了全球最大的风电市场之一。但是,风电新能源在开发利用过程中还面临着诸多问题和挑战,比如资源评价、技术进步、电网接入等。因此,本文旨在探讨风电新能源的发展现状及开发利用实践,以期为我国风电新能源的可持续发展提供有益的参考和建议。

1风电新能源发展现状

风电新能源的发展在全球范围内持续推进。据国际能源署(IEA)最新数据显示,2019年全球新增的风电装机容量超过了60GW,达到了651GW,其中中国的新增装机容量为26GW,成为全球新增风电装机容量最多的国家[1]。在国内,我国风电发展经历了从起步、扩展到升级的过程。根据中国可再生能源产业协会数据,截至2020年底,我国风电总装机容量已经达到了281GW,占全球风电总装机容量的45%,同时,我国的风电技术也在不断进步,包括风机的高效率、大容量化和低成本化等方面都取得了显著进展[2]。此外,随着新能源产业政策的不断完善和优惠政策的出台,我国风电市场的竞争也逐渐加剧。为了实现风电的可持续发展,中国风能协会也提出了一系列的政策建议,包括优化装机容量结构、提高风电电站运营效率等。

2风电新能源发展面临的问题

2.1技术方面的问题

2.1.1风能发电技术的瓶颈

虽然风电新能源在全球范围内发展迅猛,但仍然面临一些问题和挑战。首先,风电资源分布不均衡,导致有些地区的风电开发利用难度较大。其次,风电的发电不稳定,容易受到天气、季节等因素的影响,这也给电网的安全稳定带来一定的挑战。另外,风能发电技术的瓶颈也是制约风电发展的重要因素,比如风电机组的叶片材料、风力发电机组的可靠性等方面仍然需要进一步研发和完善。

另外,在风能发电技术方面,还存在一些问题和瓶颈,如风力发电机组是整个风电系统的核心设备,其可靠性和寿命直接影响风电的经济性和可持续性。目前,风力发电机组的可靠性和寿命仍然需要进一步提高,同时降低维护成本。与此同时,叶片是风力发电机组中最重要的部件之一,目前采用的叶片材料多为玻璃钢复合材料,但其重量较大、易磨损、易老化等问题仍需解决。

2.1.2风电场噪声污染问题

噪声污染是指高于环境噪声水平的声音对人们的生活、学习、工作等产生的负面影响。风电场的噪声主要来自于风力发电机组的旋转和运转过程中产生的机械声和空气声。首先,长期接受高强度噪声刺激可能导致心理压力、失眠、头痛等健康问题,进而影响居民的生活质量和健康状况。其次,风电场建设可能会破坏当地野生动物的栖息地,同时风力发电机组的噪声也会扰乱野生动物的正常繁殖行为,对当地生态环境产生不良影响。

2.2政策和市场方面的问题

2.2.1政策支持不足

尽管国家和地方政府出台了一系列政策措施支持风电发展,但仍存在不足之处,主要表现在以下方面:

政策的稳定性和可预期性不足。风电行业发展需要长期稳定的政策支持,但在实际操作中,政策经常变动,导致企业难以规划长期投资和发展计划。

政策落地执行不到位。政策的具体实施需要各级政府和相关部门的合作,但在实际操作中,政策执行力度不够,导致政策落地效果不佳。

政策刚性和灵活性不足。政策往往存在一定的刚性,难以根据实际情况和行业变化进行调整和优化,同时政策也缺乏灵活性,不能很好地适应市场需求和技术进步。

2.2.2市场风险较大

尽管风电新能源在一定程度上取代了传统能源,具有很好的环保性和可持续性,但由于其投资规模较大、项目建设周期长、发电成本高等因素,导致其在市场上的竞争力相对较弱,市场风险较大。具体表现在以下方面:

技术进步带来的市场风险。随着风电技术的不断发展和进步,风电发电成本逐渐降低,但同时市场竞争也越来越激烈,企业的市场份额难以保证。

市场需求波动导致的市场风险。风电新能源的市场需求存在周期性波动,导致风电产业链上下游企业的经营困难,市场风险加大。

资金成本上升导致的市场风险。由于风电项目建设周期长、投资规模大,资金成本升高会对企业的经营产生影响,加大市场风险。

3风电新能源开发利用实践对策

3.1加强风电资源评估

随着全球能源需求的不断增加和环境保护意识的不断提高,风电新能源已成为未来能源的重要替代品。然而,加强风电资源评估是保证风电新能源可持续发展的关键措施之一。为了充分利用风电资源,需要加强风电资源评估,提高评估精度和可靠性,以有效推进风电新能源的发展。

首先,加强风电资源评估需要建立完善的评估体系。评估体系应该包括风能资源测量、预测、评估、分析等环节,以确保评估数据的可靠性和准确性。例如,中国测绘科学研究院等机构在2016年针对福建省泉州市进行风能资源评估,以确保风电项目的可行性[3]。评估结果显示,泉州市拥有适宜发展风电的条件,可以有效推进风电新能源的发展。

其次,加强风电资源评估需要提高评估技术的水平。评估技术的水平直接影响到评估精度和可靠性。目前,风电资源评估技术已经非常成熟,包括数字地形模型技术、气象学模型技术、风能资源评估软件等。例如,英国公司SgurrEnergy利用其自主开发的风能资源评估软件WindFarmTM,对英国南部地区的风能资源进行了评估,并为英国一些风电项目提供了可靠的风能资源评估数据[4]。

最后,加强风电资源评估需要强化风电发电项目的监管和管理。监管和管理可以确保风电发电项目的合规性和安全性,同时提高风电新能源的开发利用效率。例如,美国国家可再生能源实验室与美国能源部合作开展了风能资源评估计划,并制定了相应的规范和标准,以确保风电发电项目的安全性和可持续性。

3.2提高风电设备性能

随着技术的不断升级,风电设备的性能逐渐得到提高,这为风电新能源的可持续发展提供了坚实的基础。科研和技术创新是推动风电设备性能提高的关键。例如,近年来,随着科技的发展和进步,风电设备的转子直径和塔筒高度不断增加,风能捕捉能力得到了大幅提高。同时,风电机组的发电效率、可靠性和稳定性也得到了不断提高。又或者,西门子公司的5MW风力发电机组,采用先进的磁浮轴承技术,不仅提高了发电效率,还大幅降低了维护成本。另外,维护和保养是确保风电设备正常运行和延长寿命的关键。例如,定期检查设备的润滑油、齿轮、叶片等关键部件,及时发现和排除故障,可以保证设备的正常运行和延长寿命。同时,及时进行设备的保养和维护,可以提高设备的性能和效率,降低运行成本

3.3建立完善的风电运营管理体系

高效的运营管理体系可以提高风电场的发电效率和稳定性,降低运营成本,提高经济效益。首先,建立完善的风电运营管理体系需要制定科学的运营管理规划。运营管理规划是指对风电场的运营管理工作进行规划、安排和管理的工作计划。制定科学合理的运营管理规划可以提高风电场的运营效率,降低运营成本。其次,建立完善的风电运营管理体系需要建立高效的运营管理团队。运营管理团队是指对风电场的运营管理工作进行管理和协调的人员组织。建立高效的运营管理团队可以提高风电场的运营效率和稳定性,确保风电场的正常运营和发电。再次,建立完善的风电运营管理体系需要建立完善的运营管理制度和流程。运营管理制度和流程是指规范风电场运营管理工作的制度和流程。建立完善的运营管理制度和流程可以提高风电场的管理效率和管理水平,降低运营成本。

3.4促进风电新能源与其他能源的融合发展

随着能源转型的加速推进,风电新能源的开发利用已经成为能源结构调整的重要方向之一。然而,风电新能源发展仍然面临一系列问题,包括电网接入、储能技术、调峰能力等方面的挑战。为了充分发挥风电新能源的优势,我们需要探索与其他能源的融合发展,提高能源的利用效率和系统的稳定性。比如,在风电发电能力不足或电网负荷较高时,可以通过联合燃气或热力发电等方式来满足需求,减少能源的浪费,提高能源的利用效率。

目前,风电发电量与气象条件相关,波动性较大,难以与电网实时平衡,因此储能技术的应用可以有效地解决这一问题。比如,采用风能-电化学储能联合系统,可以实现风能储存与平稳输出,提高风电发电效率,同时减少对传统能源的依赖。

3.5推进风电新能源国际合作

通过国际合作,不仅可以实现资源共享、技术交流,还可以降低风电新能源的成本、加快推广应用进程,同时也有利于推动全球能源转型和应对气候变化等全球性挑战。具体来说,在技术研发方面,国际合作可以促进各国之间的技术交流和资源共享,加速新技术的研发和应用,提高风电新能源的性能和效益。例如,中国与欧洲在风电领域的技术研发、设计、制造等方面展开广泛合作,共同推进风电新能源技术的发展。或者,在市场合作方面,各国可以开展贸易合作,实现风电新能源的跨境输送和互通互用。例如,欧洲联合电力交易所的成立,促进了欧洲不同国家之间风电新能源市场的联通和交流。除此之外,在政策合作方面,各国可以分享政策经验,相互借鉴,建立起可持续的政策框架和机制。例如,欧盟《2030气候与能源框架》提出的可再生能源指标,为欧洲各国实现能源转型提供了可行的政策方向。

3.6加强政策支持

政府需要制定出切实可行的政策措施,以促进风电新能源的开发和利用。例如,政府可以加大对风电新能源的财政支持,降低风电新能源的建设和运营成本,鼓励企业加大对风电新能源的投资。此外,政府可以加强对风电新能源技术研发的支持,提高风电设备的效率和可靠性,促进风电新能源的技术进步。同时,政府也可以通过建立健全的政策法规体系,为风电新能源的开发和利用提供更好的制度保障。

除此之外,政策支持还应考虑到市场化运作的需要,鼓励企业在市场竞争中更好地发挥优势,推动风电新能源的市场化发展。例如,政府可以通过政策支持,鼓励企业建立更加完善的风电发电体系,提高风电发电的市场化水平。此外,政府还可以通过优化电力市场和电网运营模式,推动风电新能源的更好融入电力系统,提高风电新能源的市场竞争力。

4结论

风电新能源作为清洁能源之一,在我国的发展前景非常广阔,但同时也面临着诸多挑战和问题。为了促进风电新能源的可持续发展,需要进一步加强对风电资源的评估、提高风电设备的性能、建立完善的风电运营管理体系、推进风电新能源与其他能源的融合发展、加强国际合作、以及加强政策支持等多个方面的努力。只有在政府、企业、科研机构以及社会各界共同合作的支持下,才能够推动风电新能源的健康、快速、可持续发展。

参考文献

[1]黄志军.风电新能源的现状与发展策略[J].电子技术,2023,52(01):292-293.

[2]齐博.浅谈风电新能源发展现状及开发利用的策略[N].科学导报,2022-08-12(B02).

[3]王建强.风电新能源发展现状及技术发展前景研究[J].智慧中国,2021(06):92-93.

[4]陈嘉霖,周宏志,周星驰.风电新能源发展现状及技术发展前景研究[J].中国新通信,2020,22(19):146-148.