風(fēng)電,傳統(tǒng)能源的替代能源
風(fēng)電,即風(fēng)力發(fā)電,是指把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能,再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電方式。其原理是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn),再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)現(xiàn)有的風(fēng)車技術(shù),每秒三米的微風(fēng)速度便可以開始發(fā)電。由于風(fēng)能是一種清潔無公害的可再生能源,且取之不盡,用之不竭,而且風(fēng)力發(fā)電也不需要使用燃料,不會產(chǎn)生輻射或空氣污染,所以被列入新能源,備受推崇。
所謂“新能源”,就是指風(fēng)能、水能、太陽能、核能等非傳統(tǒng)能源,它們并不一定都很“新”,所以更準(zhǔn)確的叫法是“替代能源”,而替代的就是以煤和石油為主體的化石能源。對現(xiàn)代社會而言,化石能源的作用就像氧氣對人一樣重要,是生產(chǎn)生活的必要基礎(chǔ),少了它,社會經(jīng)濟(jì)只能退回到農(nóng)耕時(shí)代。
但煤炭和石油畢竟屬于不可再生能源,儲量受限,而且還是化工產(chǎn)業(yè)的重要原料,所以便需要?jiǎng)e的能源作為替代。而風(fēng)能,在缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區(qū)、山區(qū)和高原地帶,因地制宜地利用起來發(fā)電,非常適合,大有可為。
得天獨(dú)厚的中國風(fēng)電
據(jù)估算,地球上可用來發(fā)電的風(fēng)能約有100億千瓦,幾乎是全世界水力發(fā)電量的10倍,而全世界每年燃燒煤所獲得的能量,也只有風(fēng)能的三分之一。而中國的風(fēng)能資源不但儲量大,分布也很廣。據(jù)國家氣象局資料,全國陸上50米高度層年平均風(fēng)功率密度大于等于300瓦/平方米的風(fēng)能資源理論儲量約73億千瓦,80米高度的風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量為91億千瓦。
于是風(fēng)電以新興的綠色能源之名在中國急遽興起。1986年第一座風(fēng)電場--馬蘭風(fēng)電場在山東榮成并網(wǎng)發(fā)電,到了2010年中國風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到4182.7萬千瓦,全世界風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)占到世界總發(fā)電量的近2%,首次超過美國,躍居世界第一。而截至2023年4月底,中國風(fēng)電裝機(jī)3.8億千瓦,約為16.7個(gè)三峽電站的總裝機(jī)容量。
據(jù)全球風(fēng)能理事會(GWEC)發(fā)布的《全球風(fēng)電發(fā)展報(bào)告》顯示,中國風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量居世界首位,占比超過35%。目前,中國陸上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)主要集中西北、東北、華北和華東地區(qū),特別是西北的新疆。按照風(fēng)能資源的分布,新疆大致可分為9大風(fēng)區(qū):達(dá)坂城、阿拉山口、十三間房、小草湖、塔城、老風(fēng)口、額爾齊斯河谷、三塘湖—淖毛湖、哈密東南部和羅布泊,其中達(dá)坂城的風(fēng)能資源更是得天獨(dú)厚。
新疆九大風(fēng)區(qū)的可利用風(fēng)能約240億千瓦時(shí),可裝機(jī)容量約8000萬千瓦,相當(dāng)于四個(gè)半三峽水電站的裝機(jī)容量,占全國陸上風(fēng)能資源總量近4成,僅次于內(nèi)蒙古。比如達(dá)坂城就建成了亞洲最大的風(fēng)力發(fā)電站,總裝機(jī)容量12.5萬千瓦,每年可以生產(chǎn)近10億度電,相當(dāng)于80萬戶現(xiàn)代家庭一年的用電總量。
要知道,這片位于中天山和東天山之間的谷地,西北起于烏魯木齊南郊,東南至達(dá)坂城山口,是南北疆的氣流通道,常年肆虐的大風(fēng),瞬間風(fēng)力有時(shí)候會達(dá)到13級,甚至可以在茫茫戈壁灘上掀翻火車。但隨著達(dá)坂城風(fēng)電廠建立,大片的現(xiàn)代風(fēng)車,仿佛是一組組美麗的翅膀,讓原本冷酷的“魔鬼風(fēng)區(qū)”變得溫潤而多情。
西方摒棄,中國親睞
但復(fù)雜的地形、多樣的氣候類型,一方面使中國的風(fēng)能資源極其豐富,但另一方面也使得中國的風(fēng)能資源開發(fā)難度比歐美等國家要大。比如在西歐,風(fēng)車之國的荷蘭,擁有豐富的風(fēng)能資源,但有風(fēng)并沒有沙,而中國的西北、華北則是風(fēng)沙伴存,這種情況下,風(fēng)電設(shè)備受風(fēng)沙磨損很大,比如說風(fēng)能發(fā)電風(fēng)機(jī)正常的壽命是20年,但在有強(qiáng)烈風(fēng)沙的侵蝕下,在5-10年后便會出現(xiàn)問題。
此外,風(fēng)電也被認(rèn)為會影響鳥類生存,甚至?xí)鷳B(tài)氣候,因此率先發(fā)展風(fēng)電的歐洲多國開始撇棄風(fēng)電。其實(shí)這種情況也可以理解,一來西歐國家面積較小,而風(fēng)電要占用大量土地,這也放大了風(fēng)電對鳥類影響的后果;二來風(fēng)能雖然永不枯竭,但是并不穩(wěn)定也不可控,一旦處于低風(fēng)速,風(fēng)力發(fā)電機(jī)就成了擺設(shè)。
不過這兩點(diǎn),對于國土面積廣袤的中國來說,基本算不上多大的影響。至于對氣候的作用,曾有中國專家做過預(yù)測,影響率尚不足0.01%。所以在歐洲國家風(fēng)電發(fā)展舉步維艱之時(shí),中國的風(fēng)電走入快車道,從25年前的試水風(fēng)電到今天的世界第一,中國的風(fēng)電增長了1150多倍,風(fēng)電裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到了歐盟風(fēng)電總裝機(jī)的1.4倍、美國的2.6倍。
上期回顧:核電之殤:切爾諾貝利、美國三哩島、日本福島核事故,給世人的警示
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