美国风能协会日前发表的最新年度报告指出,美国风力发电新增装机容量连续3年排名世界第一,2007年美国风力发电的新增装机容量达5244兆瓦,较上年增加45%,占当年美国新增装机发电总容量的30%。这些新装机容量在2008年将提供1600万兆瓦的清洁电力,满足150万个美国家庭的照明、供暖和家电等日常生活用电。而来自全球风能理事会的统计资料显示,全球风力发电的累计装机容量截至去年底已达9.41万兆瓦,比上一年的7.41万兆瓦增加27%,预计到2012年全球风力发电的累计装机容量将达24.03万兆瓦。全球风力发电风起云涌,方兴未艾,呈现出一派欣欣向荣之势。风力发电已成为世界各国和地区新建发电厂的“主流选择”之一。
全球风能资源蕴藏量巨大,约达27.4亿兆瓦,其中可利用的风能为2000万兆瓦,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风能的利用,主要是风力发电,即利用风力带动风车叶片旋转,再通过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。根据美国能源部的测算,美国风能每年可发电6亿兆瓦时,可供应美国20%的电力。从理论上说,仅美国北达科他一个州的风力发电量就可满足美国1/3的电力供应。
技术日趋成熟产业规模庞大
风力发电的快速发展,在全球范围内催生了一个庞大的风能产业。据全球风能理事会统计,目前全球范围内的风力发电就业人口约23万,市场规模超过370亿美元。一批领先的风电企业逐渐浮出水面,如丹麦维斯塔斯公司、西班牙歌美飒、美国通用电气、德国Enercon公司、印度苏司兰、西门子(丹麦),以及德国的Nordex、Repower、西班牙Acciona和中国的金风公司等已经成为世界十大风能设备提供商,并连续10年占据了全球市场90%以上的份额。而阿尔斯通、阿海珐等国际知名能源设备制造商近来也纷纷宣布要进军风力发电市场,旨在从中分享风能市场的大蛋糕。
随着技术的发展、生产水平的提高以及风机规模的增大,风力发电的成本呈持续降低趋势。全球风能理事会的研究显示,风电成本的进一步下降,40%依赖于技术进步,60%取决于规模化发展。目前世界范围内风电机组单机容量不断增大,2—3兆瓦的风电机组已经商业化,博世力士乐公司生产的世界首台5兆瓦风电机组现已投入运行。为降低成本,提高效率,减少维护,增加寿命,在风电机组的设计中出现了许多创新的理念,采用了许多新工艺,新材料和新技术。同时,传统的失速型风电机组已被变桨变速恒频型风电机组所取代,直驱型风电机组和半直驱型风电机组也具有很好的市场及发展前景。另外,海上风电场已成为国际上风电发展的一个新的领域,例如,欧盟就提出了到2020年海上风电开发达到1.8万兆瓦的战略目标。目前3.6兆瓦级的海上风电场已经研发成功。据经济合作发展组织和国际能源署统计,目前的风力场装机平均成本为1250美元/千瓦,并根据地点、规模和其它因素的不同,在1000—1400美元/千瓦之间波动。在过去的20年里,风力发电成本大幅度降低,即从0.8美元/千瓦降至0.04—0.06美元/千瓦。美国的研究人员认为,技术的进一步改进会使风力发电成本再降低30%。
多国出台风力发电计划
发展风力发电,能够减少温室气体排放,遏制全球气候变暖,减少矿物燃料的进口,增加能源安全,并能创造新的就业机会,增加收入,保护国家的自然资源总量。风电的这些优点,吸引着世界各国和地区纷纷制订风电发展目标。英国贸工部宣布了一项发展近海风力事业的大型计划,拟新建数千座风力发电机,力争2010年前达到向六分之一家庭供电的能力。为遏制全球变暖,英国政府还承诺在2010年前减排10%的温室气体。预计,风力发电计划完成后,英国即能完成一半以上的减排目标。
与英国一海之隔的法国不久前制订了一个中期发展计划,到2010年将有3000兆瓦至5000兆瓦的风力发电机组投入运行。据估计,法国由此每年将减少二氧化碳排放300万吨至600万吨。瑞典政府日前批准了瑞典离岸风力公司开工建设波罗的海地区最大的风力发电园,该园区位于Trelleborg南部海面,将包括128个风力发电站。加拿大制订的计划是到2015年将风力发电量提高到9000兆瓦时。根据日本经济产业省的一项最新计划,到2030年风力、太阳能、水力、生物质能和地热发电将占日总用电量的20%,其中风力、太阳能和生物质能发电的市场规模达3万亿日元。这将使日本对石油依赖程度明显降低,由现在的50%降到40%。到2010年,风力发电将达到2000兆瓦。
美国风能协会执行主任斯威舍表示,“随着电力需求日益增加,美国目前的电力供应已开始渐渐跟不上形势。风能无疑是一种经济划算的能源,它还有助于减轻全球变暖,提高国家能源安全系数。”据报道,美国最近一次性订购了大型风力发电设备443套,订货资金总额超过300亿日元。
各国如何扶持风电产业
风力发电在全球范围内的迅猛发展,离不开各国和地区政府的大力扶持。政府在促进风电技术创新和能力建设中发挥了关键作用。丹麦、德国等国际风电技术领先国家均通过组织和支持开展基础技术研发、示范项目以及对技术创新提供优惠财税政策等手段大大增强了本国风电技术水平和创新能力。例如,丹麦Risoe国家实验室自20世纪70年代以来,就为丹麦风电引领世界的发展打下了坚实的基础。该实验室积极促进风电技术的推广和科技成果向企业的转移,将基础性研究与产业化相结合,将各种领先的研究成果转化为实际的生产力,其拥有的先进实验设施既服务于自身开展基础性研究工作,也按照商业化运行的模式为国内外风电整机和零部件研制企业提供检测和测试服务,有力地促进了维斯塔斯、Bonus等丹麦风电企业的腾飞。丹麦政府还为使用自主开发的新型风机项目提供长期融资和贷款担保,从而显著地降低了选择使用丹麦风机的风电场的风险。
德国政府自20世纪80年代末以来,持续支持开展一定规模的风电示范项目,对所采用的风电机组提供10年的税收返还补贴优惠政策。德国政府对风电设备制造商的每台机组提供不超过机组价格60%的资金补贴。1990年德国议会批准“电力供应法案”,规定电力公司必须允许可再生能源上网,全部收购,以当地电价的90%作价上网,其与常规发电成本的差价由当地电网承担。与此同时,政府对风力发电投资进行直接补贴,450—2000千瓦的机组,每千瓦补贴120美元,对风力发电开发商提供优惠的低息贷款,规定制造商在发展中开发风力发电,最多可获得装备出口价格70%的出口信贷补贴。