风能的开发与利用(概况并与内蒙古、沿海地区相结合)

风能风能

简介优缺点利用（发电、提水、助航、致冷致热）由效益看前景

中国风能分布案例：以内蒙古、沿海风能开发利

用为例世界案例：丹麦、美国简介风能(windenergy)地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐射后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。（风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率）风能是太阳能的一种表现形式，太阳能辐射的2％风能优缺点优点：发电成本低、无污染、可再生资源、能有效遏制温室效应；有效遏制沙尘暴的发生。缺点：

1、风力有地域性和季节性限制

2、往往存在储存和运输问题（风力丰沛地区不一定是人口密集或经济发达地区）

3、能量密度低

4、设备造价成本高

5、需要大量土地兴建风力发电场

6、噪声大风能利用风能利用历史悠久，我国是世界上最早利用风能的国家之一。风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量，用于发电、提水、助航、致冷和致热。风力发电海上风力发电风力涡轮机最普遍的形状像螺旋桨一样有2—3片叶片风力泵水风力泵水自古至今一直得到较普遍的应用。至20世纪下半时，为解决农村、牧场的生活、灌溉和牲畜用水以及为了节约能源，风力泵水有了很大的发展。现代风力泵水机根据用途可以分为两类：一类是高扬程小流量的风力泵水机，它与活塞泵相配提取地下水，主要用于草原、牧区，为人畜提供用水。另一类是低扬程大流量的风力泵水机，它与螺旋泵相配，提取河水、湖水或海水，主要用于农业灌溉、水产养殖或制盐。由效益看前景经济效益：风能到2020年可满足全球12%的电力需求，在2030年更可达至22%。生态效益：风能能够在减少主要温室气体排放的同时，满足全球日渐增长的能源需求。报告预期全球的风能装机容量到2020年可达10亿千瓦，从而可避免每年15亿吨的二氧化碳排放社会效益：风能产业也正在成为经济发展中不可或缺的力量，为当前的60万名“绿领”提供直接和间接工作。报告预计到2030年，风能产业将为全球提供超过300万份工作。区域风能资源开发

——以内蒙古、沿海地区为例分布特点：北方大于南方，沿海大于内陆，内陆高原丰富，内蒙古高原最丰富。内蒙古高原风能丰富原因：临近冬季风源地，冬季风势力强且持续时间较长；地形平坦开阔，无高大山地阻挡；地表植被稀疏。内蒙古发电：可持续发展从何做起？风电发展现状(一)风电建设数质并举。截至2011年底，内蒙古自治区并网运行风电场有150户，风电装机达到1389万千瓦，位居全国第一。内蒙古风电场建设的重点转向规模、质量和效益。以克服风电波动性、间歇性为目标开展电网友好型风电场建设，原有风电场的技术改造成果显著。(二)整机和部件制造基本配套。(三)风电运行呈“量增效减”态势。

(四)电网消纳风电屡创新纪录。

风能发电取得成就的原因

(一)加强规划，积极引导。把工作重点转到提高管理水平和运行效率上来。合理确定年度建设项目对现有企业重组、兼并、联合、托管

(二)加强管理，提高风电场运行水平。管理和技术上保证了电网的科学调度和安全运行。

(三)完善电网基础建设，提高风电接纳能力。开工新建、扩建7项500千伏和多项220千伏风电输电工程项目，解决了部分风电基地的“卡脖子”问题。

(四)攻坚克难，为大容量消纳风电提供技术保障条件。一是建设技术支持体系。二是研究创新调度办法。三是推进省际电网联合调度。四是超前进行前沿技术储备。

(五)探索风电消纳新途径。开展风电供热试点，利用冬季后夜弃风时段的风电为城镇供热，每年节约国家补贴约10亿多元。风力发电运行中存在的主要问题及原因(一)风电装机快速增长和电力外送通道建设滞后并存，风电机组利用时数逐年下降。电力外送增长不快，大量火电和风电机组都窝电限发。蒙西电网近8年来没有新核准和开工建设外送电力通道。蒙东电网受网架建设滞后的影响，2011年风电运行平均下降了502小时。(二)大比例并网创纪录和可再生能源大量损失并存，电网调峰机制不完善。

在外送通道不足，区内窝电严重的情况下，入网风电和入网火电之间是替代关系，吸纳风电必然挤占上网火电的运行空间。(三)火电厂停机限电和风电场弃风限电并存，缺乏鼓励就地就近转化能源的协调政策。目前火电风电都常年限发约30%左右。今年上半年不少风电企业弃风率高达45%。(四)固有不合理限制和技术管理创新并存，风电传输利用潜力难以发挥。

我国电网的技术管理规范都是基于火力发电而制定的。传输利用风电必须进行相应的革新和调整。革新和调整的责任在企业，但是有些问题需要国家和自治区有关政府部门出台政策才能解决。例如尽快出台电力多边交易方案，利用市场机制促进可再生能源的利用;明确调峰责任主体和补偿机制，有效发挥风电潜力;出台可再生能源配额制，促进大范围均衡消纳风电;取消大范围、行业性并网风电比例的上限，吸纳风电的最高比例由电网企业根据技术与管理水平自主确定等等。解决措施(一)确立内蒙古自治区为国家可再生能源基地的战略地位，加快电力外输通道建设。(二)尽快出台可再生能源电力配额制和保障性收购的管理办法。(三)制定出台鼓励全社会特别是高载能产业使用可再生能源的政策。(四)鼓励技术和管理创新，拓宽风电的传输利用途径。(五)尽快落实“将内蒙古确定为国家级煤炭深加工试验示范基地的建议”。(一)风电装机快速增长和电力外送通道建设滞后并存，风电机组利用时数逐年下降。(二)大比例并网创纪录和可再生能源大量损失并存，电网调峰机制不完善。

(三)火电厂停机限电和风电场弃风限电并存，缺乏鼓励就地就近转化能源的协调政策。(四)固有不合理限制和技术管理创新并存，风电传输利用潜力难以发挥。

【核心提示】

现状：①截至2011年底，内蒙古并网运行的风电场有150户，风电装机达到1389万千瓦，位居全国第—。②风电装机快速增长和电力外送通道建设滞后并存，风电机组利用时数逐年下降。

问题：①在外送通道不足，区内窝电严重的情况下，入网风电和入网火电之间是替代关系，吸纳风电必然挤占上网火电的运行空间。②火电厂停机限电和风电场弃风限电并存，缺乏鼓励就地就近转化能源的协调政策。③固有不合理限制和技术管理创新并存，风电传输潜力难以发挥。措施：①从能源结构和安全的战略高度加快内蒙古电力外输通道建设，可以大大提高全国的绿色电力比例。②建议出台可再生能源电力配额管理办法，规定各电网企业、电力用户和有自备电厂的企业按指标接纳并使用可再生能源。③鼓励技术和管理创新，拓宽风电的传输利用途径。总结我们却不得不面对一种尴尬与困扰:风电的传输与利用一直不尽如人意。这种尴尬重点来自三个方面:

由于技术创新能力无法满足风电并网的需要，火电机组需要在风电传输利用过程中频繁调峰，以消除风电的不稳定性、波动性可能造成的安全隐患，有时为了电网安全运行，不得不放弃风电，这在一定程度上严重影响了风电企业的效益。

由于电力通道无法满足电力外输的需求，全区风电机组运行时数有所减少，部分火电生产企业和风电生产企业均不同程度地存在窝电限发现象，特别是在用电高峰期，电力外送受制于通道不畅已经成为一个不争的事实。

由于窝电、限电等现象的存在，内蒙古风电由产品到商品的产业化进程较为缓慢，风电机组无法满负荷运行、风电赋闲待岗等已经成为制约内蒙古风电产业发展的最大问题。

实事求是地讲，“十一五”以来，作为国家重点扶持的绿色能源产业，风电在内蒙古的发展势头还是不错的，内蒙古风电装机容量连续多年名列全国第一就是明证。在这一形势下，如何摆脱风电传输之困扰就成了推进内蒙古风电产业发展的关键。从发达国家和地区的风电发展经验看，从技术上寻求突破显然是一种无法回避的选择。只有实现技术上的突破，才能解决风电并网过程中因风电固有的不稳定性带来的一系列隐患与风险，从而保证电力机组运行的安全性与稳定性。只有通过技术攻关不断完善电力外输通道，才能提升电力外输水平与能力，增加风电并网电量，以满足日益增长的社会用电需求与低碳发展、绿色发展的需要。

在现有技术条件下，从两个方面促进风电传输与利用已是刻不容缓:

一是在千方百计提升风电传输稳定性的同时，要建立并完善风电并网运行奖励机制，使电力用户、电网企业乐于接受风电，最大限度地满足风电企业外输风电的需求，进一步优化内蒙古产业结构，增强内蒙古经济的协调发展能力。

二是在保证电网安全输电的基础上，要通过政策杠杆的作用建立健全内蒙古风电产业化的市场运行机制，利用不断完善的市场机制促进风电的利用，通过优化电力资源配置来实现风电传输的市场化和推进风电的产业化。沿海地区广东南澳发电厂上海东海风力发电厂江苏如东风力发电厂沿海地区风能开发的有利条件自然原因：海陆热力性质差异，季风与海陆风都存在；夏秋有台风；邻海地区摩擦力小，所以沿海地区风能资源丰富社会经济因素：与陆上风电场远离电力负荷中心不同，我国东部沿海地区经济发达，能源需求大，电网结构强，风电接网条件好，因此，我国发展海上风电具有得天独厚的优势。问题一是近海风能资源探测不够，导致海上风电项目前期工作准备不足。二是风力发电机组在陆上安装和使用技术已经很成熟，但海上风力发电机组，因没有足够的可靠度，维修难度高、费用大。三是由于风能的自身特性，导致风电的波动性、间歇性和不规则性，使风电对电网的贡献率较低。四是海上风电场由于基建、安装以及维护难度的增加，投资成本远高于陆地风电场，这也是阻碍其大规模商业应用的主要因素之一。措施首先是协调海上风电开发与电网建设。实现风电与火电、水电、核电等电源的电网接入同时规划，提前施工。同时，转变电网发展方式，大力建设坚强智能电网，优化电力资源配置，提高电网吸纳风电的配比，从而推动清洁能源发展。其次是出台适合海上风电合理发展的财税政策和电价政策，推动海上风电商业化示范工作的开展。在税收和电价政策上给予企业一定的优惠空间，借助市场的力量推动海上风电的大规模发展，通过市场的作用鼓励企业积极参与创新。再次，以海上风电示范项目为契机，加强海上风电开发关键技术的研发。重点提升核心设备的研发能力，力争形成具有自主知识产权的海上风能资源评价、风电场设计施工和风力发电机组制造技术，为我国大规模开发海上风电打下坚实的技术基础。总之，我国海上风电还处于起步发展阶段，“十二五”期间，我国每年将安排150万~200万千瓦的总体开发规模，我国应积极稳妥推进海上风电开发，推动海上风电技术进步，在机组制造、工程设计、施工安装、运行维护等全产业链培育海上风电工程技术能力，提高海上风电产业整体竞争力，促进我国海上风电健康发展。

现状：今朝，丹麦的风电装备占了世界市场的40%以上，是世界第一。丹麦已成为风能占发电量比例最高的国度，2006年到达23%，到2030年将到达75%。依照计划，到2030年丹麦能源组成将是风能占50%，太阳能15%，生物能和其它可再生能源35%。届时，丹麦将成为靠风“驱动”的国度。

丹麦风能的成长过程：丹麦的风力发电研讨和利用始于1891年，是世界上最早的。但到了1970年月初丹麦能源花费的94%仍是石油，须要入口，第一次石油危机的爆发，迫使丹麦当局寻找替换品。跟着1972年北海油田的开辟，丹麦能源实现了自给，而且成为欧洲第三大石油输出国，可是，丹麦仍然致力于新能源的开辟和利用。一开端丹麦当局选择的新能源并不是风能，而是核能，但由于平安题目和核废物的处置题目，核电扶植遭到了民众的剧烈否决，到1985年，核电站彻底从丹麦领土消散了，丹麦转而开辟风能。丹麦自然优势：1、气候：为温带海洋性气候，终年受强劲的西风带控制，风力资源雄厚。2、海陆位置：位于海边，海陆热力性质显著，多海陆风。3、地形：地势低平，多平原，无高山阻挡，利于风的深入；有狭长的海峡，易形成狭管效应，风力强劲。社会经济优势：1、人口众多消耗的能源多且本地缺乏常规能源需要发展新能源2、资金和技术雄厚3、政策保障发展风能发电的优势区位世界上最大的“风车场”设在加利福尼亚州旧金山东部的阿尔塔蒙特山口，这里207.2平方千米的区域内有7000多台风力涡轮机，该“风车场”每年生产100万兆瓦小时的电能，足以满足像旧金山这样的大城市需要。（2008年上海卷）能源是现代人类生存发展的重要资源，作为清洁能源的风能具有重要的利用价值。完成4-6题4．下列与风能有关的叙述，正确的是：

A．风能属于来自太阳辐射的能源B．风能是一种非可再生资源

C．撒哈拉沙漠是风能开发最好的地区D．风能发电投入少，效益好5．我国内蒙古高原和东部沿海都是风能资源丰富的地区，两地利用风能最佳季节分别是：

A．秋季、春季B．冬季、夏季C．冬季、春季D．夏季、秋季6．塔里木盆地内部是我国风能资源相对贫乏的地区，其主要原因是：

A．距海遥远，深居大陆的腹地B．岩石裸露，下垫面摩擦力大

c．盆地地形，周围有高山阻挡D．海拔较高，气温日较差较小4.A5.B6.C(2009·上海高考)积极开发新能源已经成为世界各国的共识。读有关图文资料，回答问题。东海大桥风电场位于东海大桥以东，将由34台巨大的白色大风车组成，形成一片14平方公里的海上风电示范区，装机容量达100兆瓦，通过海底电缆传回电力，可为10万户家庭提供全部用电，年减排二氧化碳效应相当于5万辆汽车停驶。(1)按照可再生与不可再生能源分类，太阳能、风能、水能属于能源，其中属于新能源的是从协调人地关系的角度看，人类积极开发新能源的意义是