原標題：這里“風景”甚好

來源：解放軍報

原標題：這里“風景”甚好

來源：解放軍報

●風能是一種資源豐富、綠色環保、運用技術成熟的可再生能源

●我國風電產業在短時間內實現從跟跑、并跑到領跑的巨大跨越

●從陸上、海上再到高空，風電將為能源安全供應作出更大貢獻

“風起電涌”

風能將成為推進碳中和及能源革命的主力軍

如今，當我們坐在列車上望向窗外，空曠的原野上，一座座聳立的“白色大風車”在乘客眼中早已司空見慣、屢見不鮮。據國際能源署發布的《2023年可再生能源》，2023年中國風能新增裝機容量比上年增長66%，風能裝機容量位居世界第一。

在世界能源危機和全球生態環境惡化的雙重壓力下，風能取之不盡、用之不竭，已成為全球公認的最具潛力、最具經濟優勢的清潔能源之一。

風能發展之所以能“風景”甚好，是由于其具備一些獨特優勢。

——環保優勢。風力發電過程不需要消耗化石燃料，有利于減少環境污染。據測算，平均每裝一臺單機容量1兆瓦的風力發電機，每年就可以減排2000噸二氧化碳、10噸二氧化硫和6噸二氧化氮。

——技術優勢。相較其他可再生能源，風電技術已非常成熟。陸上風電最大單機容量已達15兆瓦，海上風電邁入20兆瓦時代。據全球風能協會《全球風能報告2023》數據，截至2022年，全球風電累計裝機容量已達到906吉瓦（一吉瓦=1百萬千瓦）。

——資源優勢。風能資源豐富、分布廣泛、永不枯竭。有研究發現，全球風能理論蘊藏量約2000萬億千瓦時/年。對貧油少氣的國家來說，發展風電有助于擺脫資源稟賦劣勢、提升能源保供能力。

——成本優勢。國際可再生能源署《2022可再生能源發電成本》報告顯示，陸上風電度電成本最低，比最便宜的化石燃料發電成本便宜一半，海上風電度電成本也持續下降。隨著風電規模化發展，疊加科技創新突破，未來風電成本優勢將進一步凸顯。

在全球能源結構綠色低碳轉型的大背景下，風能的地位更加凸顯，大力發展風能成為全球能源革命和應對氣候變化的核心路徑之一。各國紛紛制定發展規劃、出臺扶持政策，風能建設和應用規模呈加速擴張態勢。

2022年初，美國能源部發布《海上風能戰略》，規劃到2030年、2050年海上風電累計裝機規模分別達到30吉瓦、110吉瓦。2022年4月，英國發布《英國能源安全戰略》，明確到2030年風電占可再生能源發電的一半以上，海上風電規模達到50吉瓦。德國計劃到2030年將陸上和海上風電裝機容量分別擴至115吉瓦、30吉瓦。

一場“能源革命”已經在世界范圍內掀起。

2020年，我國承諾力爭在2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和。國務院在相關文件中明確，到2060年，我國非化石能源在能源消費中的比例將超過80%。有專家估算，風電將貢獻最大發電量，成為推進碳中和及能源革命的主體電源。

“乘風而上”

我國風電產業達到國際先進水平

東南沿海，全球首臺超大容量16兆瓦海上風機并網發電，我國海上風電大容量機組研發制造及運營能力再上新臺階；東北草原，興安盟300萬千瓦風電項目全容量并網，成為我國在運最大陸上風電基地；西部高原，世界超高海拔地區最大風力發電場，克服高原空氣稀薄的困難，持續穩定送電……近年來，新紀錄新突破捷報頻傳，是我國風電產業“乘風而上”強勁發展的縮影。

實際上，在風力發電這場世界級馬拉松賽道上，我國并沒能與世界同時起跑。

人們關于風電的研究始于19世紀末。1887年，蘇格蘭科學家詹姆斯設計建成世界第一臺風力發電機，用于蓄電池充電和房屋照明。1891年,丹麥氣象學家庫爾設計建造出世界上第一臺現代意義的風力發電機。此后，歷經半個多世紀的探索，少數國家開始小規模利用風電。到20世紀70年代，兩次石油危機讓各國高度關注“化石燃料依賴”問題。丹麥、德國、瑞典、英國和美國對風能的重視空前加強，紛紛出臺政策促進風電發展。

我國直到1986年，才建成了第一座陸上風電場——馬蘭風電場。當時使用的還是從丹麥引進的3臺55千瓦電機，總裝機容量165千瓦，最高年發電量33萬千瓦時。這個發電量在如今以兆瓦為單位的時代看來，著實有些落后。但是，當時那一座座聳立在山東省榮成市的巨大“風車”，吸引了全國人的目光，傾注著一代人的期待。

2006年是我國風電規模化發展的起點。這一年，《中華人民共和國可再生能源法》正式實施，全國新增風電裝機量達133.7萬千瓦，超過此前裝機量總和。

在持續有效的政策支持下，依托規模化開發和持續創新，僅用30多年，我國風電產業就實現了從跟跑、并跑到領跑的巨大跨越。

當前，我國已成為全球最大的風電市場。據國家能源局公開的最新消息，2022年，我國風電新增裝機4983萬千瓦，累計裝機容量3.96億千瓦，風電新增裝機容量連續14年、累計裝機容量連續13年居全球首位。

我國已成功培育出一條具有國際領先水平和全球競爭力的風電產業鏈，擁有全球最大的風電設備制造基地。當前我國生產的風電機組占全球市場的2/3以上，鑄鍛件及關鍵零部件產量占全球市場70%以上。

我國風電技術已處于國際領先水平。中國首個可并網的兆瓦級高空風電示范項目成功發電，雙轉子漂浮式海上風電平臺、陸上雙風輪風電機組等新產品研發成功，發電機、齒輪箱等關鍵核心部件國產化率接近100%，長葉片、高塔架應用領跑全球。

一系列風電產業關鍵核心技術的不斷突破，助推我國風電建設大幅度提速。風電企業已能夠很好地滿足沙漠、海洋、低溫、高海拔、低風速、臺風等各種環境氣候區域風電的設計、研發、制造、安裝、調試和運行需求，支撐國家陸上和海上風電基地規模化建設，推動風電裝機由“三北”地區逐步向中東南地區發展，由陸向海、遍布全國。

技術突破還帶來風電成本持續下降。國際可再生能源署報告指出，過去10年間，全球風電平均度電成本累計下降超過60%，其中很大一部分歸功于中國創新、中國制造、中國工程。

正是憑借豐富的風電機組產品譜系和明顯的價格優勢，我國風電企業正加快“乘風出海”，全面參與國際市場競爭。據中國可再生能源學會風能專委會統計，截至2022年底，國產風電機組出口的國家和地區已超過49個，遍布五大洲，累計出口容量達1193萬千瓦，成為帶動我國出口貿易的重要新生力量。

“風馳電掣”

利用風能的方式越來越多樣

按風電場部署位置，風電可分為陸上風電、海上風電和高空風電三大類。

其中，陸上風電起步最早，技術也最為成熟。陸上風電主要由風力發電機組、集電線路、升壓站、送出線路等4個大部分組成，設計相對簡單，便于運輸和安裝。得益于技術成熟度、建設難度、建造成本等方面優勢，多年來陸上風電得到各國優先發展，累計裝機容量獨占鰲頭。全球風能理事會《2023全球風能報告》數據顯示，截至2022年，全球陸上風電累計裝機841.9吉瓦，占比高達92.9%。

高塔、長葉片、大容量成為陸上風電發展的主要趨勢。當前，陸上風電最大單機容量已達15兆瓦，葉輪直徑已覆蓋240米。

不過，經過持續多年的規模化發展，陸上優質風能資源日益稀缺，土地資源限制影響越來越大，這促使人們把目光聚焦到了海上。

海上風能資源豐富，風向改變頻率較陸上低，平均風速高，離岸10千米的海上風速通常比沿岸高20%，且很少有靜風期，同等發電容量下海上風機的年發電量比陸上高70%。

“向海爭風”成為全球風電新一輪規模化發展的主流方向。據全球風能理事會發布的《2023年全球海上風電報告》數據，截至2022年底，全球海上風電總裝機容量64.3吉瓦，預計到2032年，全球海上風電總裝機容量將增加到447吉瓦。

海上風電加速擴張帶來大容量機組加快突破。從我國海上風電機組單機容量發展看，從1.5兆瓦增至5兆瓦用了整整10年，而從5兆瓦增至16兆瓦的用時僅6年。當前，海上風電更是邁入20兆瓦時代，葉輪直徑已覆蓋280米，有專家預測，未來幾年或突破30兆瓦。

目前已建成的海上風電場基本在灘涂和近海，然而全球海上風能資源約80%集中于水深超過60米的海域，在近海風能資源開發趨近飽和背景下，遠海風電將成為海上風電發展新的增長點。

在改進陸上和海上風電技術提高低空風能資源利用效率的同時，一些國家把注意力放在了空中。

有研究顯示，高空中蘊藏的風能超過人類社會總需能源的100多倍。由于高空風的流向穩定、強度更大，理論上高空發電時間可以超過95%。此外，高空風電占地面積僅為傳統風電的1/30，可以建在主干電網附近或大城市人口稠密地區周邊，非常利于風電就近消納。

高空風電按發電機位置不同分為空基和陸基兩種。其中，空基高空風電原理與傳統風電模式類似，區別在于其利用飛艇、高空氣球、無人機等將發電機懸浮在高空中，發電通過電纜傳到地面。

陸基高空風電則是把飛行器系在纜繩上，像風箏一樣放飛到高空，飛行器在風力作用下帶動纜繩往復牽引地面發電機轉盤旋轉，進而產生電能。據媒體消息，今年1月上旬，我國首個可并網的兆瓦級高空風能發電示范項目在安徽績溪成功發電，總裝機容量2×2.4兆瓦，能夠利用500米至3000米的高空風能進行發電，采用的就是該技術路徑。

整體看，當前高空風電還處于驗證階段，但是隨著材料技術、浮空器技術和輕量化電力系統技術的發展，高空風電在“風電家族”中的地位作用將逐漸凸顯。

風馳電掣，賦能未來。隨著一個個風電項目落地投產，風電在新型能源體系中的地位作用更加凸顯，將為世界能源安全穩定供應和綠色低碳發展作出更大貢獻。

上圖：我國最大陸上風電基地：中國廣核集團興安盟項目。

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