你見過廣袤無垠的大草原上佇立的白色大風車嗎?
看似像大型小孩玩具的三片式“大風車”,正是人們日常所需電力的主要來源之一。
而這種通過大自然中吹過的大風來產生人類日常所需電力的裝置,早在1930年代的歐洲就出現了。
近些年風電更是隨著能源的緊缺和環保的需求,成為全球電力來源的主要供應途徑之一。
不過,這樣多方面都條件優秀的能源,本是電力發展的主要方向之一,歐美國家建設風力電廠的力度不斷下降。
風電為何突然給歐美國家帶來如此大的壓力?我國為何還在大力建設?
風力發電有弊端嗎?首先還是要從風力發電的原理說起。
風力發電依靠風力帶動風車葉片,從而將風能轉化成電能。
發電裝置主要由風輪、變速器和發電機構成。
風輪就如同“巨型風車”,風吹過就可以帶動整個“風車”轉起來。
但是風吹的速度并不能保證穩定,因此在帶動發電機發電之前,還需要一個內置的速度調節器。
我們平時也偶爾能遠觀到風力發電機的“風車”,那么,這個發電裝置大概有多大呢?
他的風輪每片葉片長度在20m到80m之間,大概是六層到二十層樓高!
而這個要支撐風輪的塔,高度則在60米到120米左右。風速越大的地區,建造的風力發電機也就越大。
因此,建造發電機時,兩個風電機之間的間隔需要大于500米,才能保證發電機正常工作。
而近年來,逐漸開始興建海上風電,即利用海上豐富的風能發電,將風電機由陸上平原、山丘等地轉移到海岸線附近的淺海區域或海灣、海峽。
海上風電機的體積也較陸上風電機更大,能利用更多的風能資源,但同時制造成本也會更高。
這也間接造成了美國風力發電的“衰敗”。
美國近些年受到經濟總體低迷、通脹率普遍上漲等因素影響,使得風電開發商在投資方面愈發謹慎,風電行業的“吸金”能力大大減弱。
同時美國港口和船舶基礎設施以及本土制造業有限,本土幾乎沒有工業能組裝建設海上風電機組的特殊船只。
那怎么辦?是不是只能使用外國船了?
當地法案告訴你:外國船也不行!
原來,美國始終限制外國船只在他們的海域施工作業。
種種原因,加上供應鏈缺口,早已影響到美國海上風電建設。
但更重要的是美國發展風電時過于復雜的審批監管流程。
在美國,海上風電開發商如果要在美國東海岸各州開發項目,還必須擁有州政府的授權。
以上種種都給美國的海上風電開發帶來不少麻煩。
復雜的審批監管流程使得風電建設很難有規模的發展,是資方頭疼的原因之一。
再看歐洲,風電行業也面臨不少問題。
本身經濟條件的不穩定,在遭受到俄烏沖突的影響后,歐洲風電的收益幾乎都成了負數,開發商都面臨著巨大的壓力。
再加上歐洲本身也沒有完備的工業產業鏈,許多設備都需要從海外進口。
而此前全球物流在疫情沖擊下屢屢中斷,無法按時交付,自然使風電站的建設大幅度延期。
每一天的延緩都是一筆巨大的經濟損失,這讓歐洲已有的困境雪上加霜。
這些經濟原因使得歐美在風電產業建設上面臨不少困境和阻力,為可持續發展帶來了極大的不確定性。
然而,歐美國家對于風力發電的態度,除了認為其在實際發展上比較困難以外,他們還認為風電本身也存在一些弊端。
歐美國家宣稱,風力發電存在一些不穩定性。
由于風本身是一種間歇性可再生資源,風速,方向等都是不可控的因素。雖然年變化不一定會有很大波動,但是在數天內的變化就難以預測了。
倘若某個地區完全靠風力發電,對于當地居民來說,用電情況就會變得極其不穩定了。
因此,風力發電往往需要與其他電力資源一起使用,比如燃氣或者水電等,或者由于做為儲備電力。
除此以外,為了避免風速的不確定對供電的影響,需要保證電力系統可靠性。因此對于供電設備有較高要求。
其次,歐美國家表示:風電機建造對許多動物的生存也造成了影響。
風力發電機這樣不停轉動的龐然大物,對于鳥類——特別是對于遷徙鳥類來說,是一種巨大的生存威脅。
在美國加州,每年約有4400只猛禽在該地區的風電場死亡。同時也有研究估計每年約有14萬到50萬只鳥被風電機傷害。
另外,特朗普的顧問大衛·斯蒂文森還曾公開質疑美國東海岸的海上風電建設項目。
他認為:這個大型風力發電設施將會危使北美瀕危海洋生物遭受滅絕的威脅。
那對于人類的生存空間就沒有威脅嗎?
在美國麻薩諸塞州,2010年建成了兩臺風力發電機,部分當地居民反復投訴噪音問題,最終導致這兩臺風電機在2015年停止運行。
當地居民表示:風電機的工作不僅會傷害到野生動物,在工作時對周圍居民生活也會帶來負面影響。
因為風電機工作時會發出巨大的噪音。
通常來說,風電站距離居民區有200至500米的距離,但是仍然會有噪聲引起當地居民不滿投訴。
同時,當地漁民們大多也都不歡迎海上風力發電站。
在美國第一個商業化海上風力發電站開始建設時,華盛頓聯邦法院就收到了多個州的漁民提交的訴訟請求。
他們表示風力發電站會干擾漁船的定位和導航,也會影響魚類的繁殖和生長。
這項訴訟最終得到了得克薩斯州公共政策基金會的支持。
但這不是海上風電場第一次受到當地居民的反對,之前曾因為占地問題也收到起訴。
如此種種,在歐美看來,給風電業發展都帶來了極大阻力,這也是近年來歐美風電業發展滯緩的主要原因。
那既然風電業發展存在如此多阻力和弊端,為何中國仍在堅持發展風電呢?
首先,歐美在建設風力發電站上所面臨的經濟與設備問題,在中國卻不成問題。
目前國際市場上的許多風電設備產品都是“中國制造”,在原材料和設備零件的需求上我國有著較為寬裕的選擇空間。
并且作為清潔能源和可持續能源,風力發電有著超越傳統火電和水電的優勢。
不過我國風力發電起步較晚,目前的發展比另外兩種還有些差距,這也是我國目前仍在大力推廣建設風電的一大原因。
國家的政策支持力度也將越來越大,風電業的市場需求不斷增加,市場增長潛力巨大。
2021年3月29日國內首臺陸上5.5兆瓦永磁直驅風力發電機在東方電機山東風電電機制造基地下線,標志著目前國內陸上最大的永磁直驅風力發電機研制成功。
這也是中國風電發展不斷進步的成果。
而中國地大物博,風能資源是極其豐富的。
東南沿海,新疆北部,內蒙古,甘肅北部,東北地區都有著豐富的風能資源,有效風能密度在200瓦/平方米以上,青藏高原地區的風能資源也在150-200瓦/平方米左右,全年能有效利用的風能時數在3000到8000小時不等。
而這些地區不僅風能分布集中,地形也都有利于風電建設,并且遠離居民區,在不影響人類和動物生存的前提下,中國正是發展風電產業的好時候。
對于中國而言,自1992年電力體制改革后,中國電力系統發生了巨大變化,開始從水電燃煤燃油轉向水電,核電,風電等多種方式發電。
在電網建設大力推進下,電力供需有較好的平衡。此時的風電作為清潔的新能源,越來越深入電力發展中,無疑是為環保做出巨大貢獻。
中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海巖在接受專訪時表示:
“風電是實現‘雙碳’目標的主力軍,同時,由于風電的成本已經與傳統化石能源發電持平甚至更加經濟,并具有進一步降本潛力,風電的大規模應用會降低全社會用能成本,實現更經濟的能源轉型。”
過去火力發電占比不斷減少,對于對環保高度重視的我國來說,是在減少碳排放道路上的重要一步。
風電作為一種優良的替代品,無疑是對環保事業的大力支持。
中國如今正逢風電發展的大好時機,中國風電設備制造業也將會持續欣欣向榮的發展下去。