你见过广袤无垠的大草原上伫立的白色大风车吗?
看似像大型小孩玩具的三片式“大风车”,正是人们日常所需电力的主要来源之一。
而这种通过大自然中吹过的大风来产生人类日常所需电力的装置,早在1930年代的欧洲就出现了。
近些年风电更是随着能源的紧缺和环保的需求,成为全球电力来源的主要供应途径之一。
不过,这样多方面都条件优秀的能源,本是电力发展的主要方向之一,欧美国家建设风力电厂的力度不断下降。
风电为何突然给欧美国家带来如此大的压力?我国为何还在大力建设?
风力发电有弊端吗?首先还是要从风力发电的原理说起。
风力发电依靠风力带动风车叶片,从而将风能转化成电能。
发电装置主要由风轮、变速器和发电机构成。
风轮就如同“巨型风车”,风吹过就可以带动整个“风车”转起来。
但是风吹的速度并不能保证稳定,因此在带动发电机发电之前,还需要一个内置的速度调节器。
我们平时也偶尔能远观到风力发电机的“风车”,那么,这个发电装置大概有多大呢?
他的风轮每片叶片长度在20m到80m之间,大概是六层到二十层楼高!
而这个要支撑风轮的塔,高度则在60米到120米左右。风速越大的地区,建造的风力发电机也就越大。
因此,建造发电机时,两个风电机之间的间隔需要大于500米,才能保证发电机正常工作。
而近年来,逐渐开始兴建海上风电,即利用海上丰富的风能发电,将风电机由陆上平原、山丘等地转移到海岸线附近的浅海区域或海湾、海峡。
海上风电机的体积也较陆上风电机更大,能利用更多的风能资源,但同时制造成本也会更高。
这也间接造成了美国风力发电的“衰败”。
美国近些年受到经济总体低迷、通胀率普遍上涨等因素影响,使得风电开发商在投资方面愈发谨慎,风电行业的“吸金”能力大大减弱。
同时美国港口和船舶基础设施以及本土制造业有限,本土几乎没有工业能组装建设海上风电机组的特殊船只。
那怎么办?是不是只能使用外国船了?
当地法案告诉你:外国船也不行!
原来,美国始终限制外国船只在他们的海域施工作业。
种种原因,加上供应链缺口,早已影响到美国海上风电建设。
但更重要的是美国发展风电时过于复杂的审批监管流程。
在美国,海上风电开发商如果要在美国东海岸各州开发项目,还必须拥有州政府的授权。
以上种种都给美国的海上风电开发带来不少麻烦。
复杂的审批监管流程使得风电建设很难有规模的发展,是资方头疼的原因之一。
再看欧洲,风电行业也面临不少问题。
本身经济条件的不稳定,在遭受到俄乌冲突的影响后,欧洲风电的收益几乎都成了负数,开发商都面临着巨大的压力。
再加上欧洲本身也没有完备的工业产业链,许多设备都需要从海外进口。
而此前全球物流在疫情冲击下屡屡中断,无法按时交付,自然使风电站的建设大幅度延期。
每一天的延缓都是一笔巨大的经济损失,这让欧洲已有的困境雪上加霜。
这些经济原因使得欧美在风电产业建设上面临不少困境和阻力,为可持续发展带来了极大的不确定性。
然而,欧美国家对于风力发电的态度,除了认为其在实际发展上比较困难以外,他们还认为风电本身也存在一些弊端。
欧美国家宣称,风力发电存在一些不稳定性。
由于风本身是一种间歇性可再生资源,风速,方向等都是不可控的因素。虽然年变化不一定会有很大波动,但是在数天内的变化就难以预测了。
倘若某个地区完全靠风力发电,对于当地居民来说,用电情况就会变得极其不稳定了。
因此,风力发电往往需要与其他电力资源一起使用,比如燃气或者水电等,或者由于做为储备电力。
除此以外,为了避免风速的不确定对供电的影响,需要保证电力系统可靠性。因此对于供电设备有较高要求。
其次,欧美国家表示:风电机建造对许多动物的生存也造成了影响。
风力发电机这样不停转动的庞然大物,对于鸟类——特别是对于迁徙鸟类来说,是一种巨大的生存威胁。
在美国加州,每年约有4400只猛禽在该地区的风电场死亡。同时也有研究估计每年约有14万到50万只鸟被风电机伤害。
另外,特朗普的顾问大卫·斯蒂文森还曾公开质疑美国东海岸的海上风电建设项目。
他认为:这个大型风力发电设施将会危使北美濒危海洋生物遭受灭绝的威胁。
那对于人类的生存空间就没有威胁吗?
在美国麻萨诸塞州,2010年建成了两台风力发电机,部分当地居民反复投诉噪音问题,最终导致这两台风电机在2015年停止运行。
当地居民表示:风电机的工作不仅会伤害到野生动物,在工作时对周围居民生活也会带来负面影响。
因为风电机工作时会发出巨大的噪音。
通常来说,风电站距离居民区有200至500米的距离,但是仍然会有噪声引起当地居民不满投诉。
同时,当地渔民们大多也都不欢迎海上风力发电站。
在美国第一个商业化海上风力发电站开始建设时,华盛顿联邦法院就收到了多个州的渔民提交的诉讼请求。
他们表示风力发电站会干扰渔船的定位和导航,也会影响鱼类的繁殖和生长。
这项诉讼最终得到了得克萨斯州公共政策基金会的支持。
但这不是海上风电场第一次受到当地居民的反对,之前曾因为占地问题也收到起诉。
如此种种,在欧美看来,给风电业发展都带来了极大阻力,这也是近年来欧美风电业发展滞缓的主要原因。
那既然风电业发展存在如此多阻力和弊端,为何中国仍在坚持发展风电呢?
首先,欧美在建设风力发电站上所面临的经济与设备问题,在中国却不成问题。
目前国际市场上的许多风电设备产品都是“中国制造”,在原材料和设备零件的需求上我国有着较为宽裕的选择空间。
并且作为清洁能源和可持续能源,风力发电有着超越传统火电和水电的优势。
不过我国风力发电起步较晚,目前的发展比另外两种还有些差距,这也是我国目前仍在大力推广建设风电的一大原因。
国家的政策支持力度也将越来越大,风电业的市场需求不断增加,市场增长潜力巨大。
2021年3月29日国内首台陆上5.5兆瓦永磁直驱风力发电机在东方电机山东风电电机制造基地下线,标志着目前国内陆上最大的永磁直驱风力发电机研制成功。
这也是中国风电发展不断进步的成果。
而中国地大物博,风能资源是极其丰富的。
东南沿海,新疆北部,内蒙古,甘肃北部,东北地区都有着丰富的风能资源,有效风能密度在200瓦/平方米以上,青藏高原地区的风能资源也在150-200瓦/平方米左右,全年能有效利用的风能时数在3000到8000小时不等。
而这些地区不仅风能分布集中,地形也都有利于风电建设,并且远离居民区,在不影响人类和动物生存的前提下,中国正是发展风电产业的好时候。
对于中国而言,自1992年电力体制改革后,中国电力系统发生了巨大变化,开始从水电燃煤燃油转向水电,核电,风电等多种方式发电。
在电网建设大力推进下,电力供需有较好的平衡。此时的风电作为清洁的新能源,越来越深入电力发展中,无疑是为环保做出巨大贡献。
中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩在接受专访时表示:
“风电是实现‘双碳’目标的主力军,同时,由于风电的成本已经与传统化石能源发电持平甚至更加经济,并具有进一步降本潜力,风电的大规模应用会降低全社会用能成本,实现更经济的能源转型。”
过去火力发电占比不断减少,对于对环保高度重视的我国来说,是在减少碳排放道路上的重要一步。
风电作为一种优良的替代品,无疑是对环保事业的大力支持。
中国如今正逢风电发展的大好时机,中国风电设备制造业也将会持续欣欣向荣的发展下去。