探析我国风能资源开发利用现状、存在的问题及对策

摘要：本文根据我国风能资源开发利用现状，得出了我国风能开发利用存在的问题，如延迟风电场接入电网时间和已并至电网风电场弃风等问题，且这些问题的驱动因素均包含有技术、管理和经济层面，严重制约着风力发电工作的顺利推进，最后分别从这些驱动因素出发，提出了对应的解决对策，以最大限度的开发利用现有风能资源。

关键词：风能资源;现状;问题;对策

引言

风能是气候能源，在自然资源中占据重要地位，是典型的新能源。根据世界气象组织的估计，全球风风能总储备量在3×1017kW，而可以开发和利用风能量为2×1010kW，全球开发利用的风能总量是水能总量的十倍，若是地球上开发利用的风能在1%左右，基本可以满足全球能源需求。现阶段，人类利用风能的形式主要有风力发电、风力提水、风力制热等，而风力发电对风能资源的应用最为广泛。在将风能转化成电能时不会对环境造成污染，再加上风能资源丰富、无需运输、发电成本同常规能源接近，使得风力发电速度不断加快。在我国，风力发电是仅次于火力和水利发电的第三大能源，且储存量极为丰富。在三北、新疆北部和甘肃酒泉三地是陆地上风能资源最为丰富的区域，云贵高原、东南沿海则是风能资源较为丰富的地区。近年来，我国各级政府部门高度重视风电事业发展，并取得了一定成效。当前，在所有的能源中，我国对风能的开发和利用比例仍旧较小，如何加快推动风能发展是我国能源发展中急需要解决的关键问题。

1、我国风能资源开发利用现状

在太阳能、水能、海洋能、生物质能等众多可再生能源资源中，由于风能储量丰富、容易获取、分布范围较广和成本低等特征，其在世界可再生能源资源利用中发展速度不断加快。早在5000年前我国就有对风能利用的记录，而现实生活中风力发电起步时间则相对较晚，主要在上世纪50年代后期出现。之后，国家出台了一系列同风力发电相关的激励政策和鼓励措施，通过多项工程计划项目的实施，再加上多年的发展，我国对风能资源的开发利用取得了阶段性进展，风力发电量、装机容量和风电场数量均在世界遥遥领先。

1.1风电装机容量和风发电规模不断扩大

从2005年开始，我国风电装机容量每年增长速率较大。据中国风能协会的统计，2021 年，我国新增装机容量再创新高，其中陆上风电新增装机容量 4,144 万千瓦，占全部新增装机容量的 74.1%，海上新增装机容量 1,448 万千瓦，占全部新增装机容量的 25.9%，共累计装机超过 17 万台，容量超 3.4 亿千瓦，同比增长 19.2%，连续多年保持高速增长。近年来，我国风电发电量占总发电量的比重逐年上升，2021年全年风电发电量达到 6,526 亿千瓦，同比增长 40.5%，占全部发电量的比例达到 8.04%；2021年，非化石能源发电量占总发电量比重为 34.6%，这一数据距离 2030年非化石能源发电占比达到 50%的目标仍有较大差距，风电作为重要的非化石能源发电方式，未来仍有很大的增长空间。

1.2消纳弃风问题持续改善

我国风电初期发展主要集中在“三北”地区，当地经济发展水平较弱，电力需求不旺盛，消纳空间相对有限；同时，国家电网建设滞后于风电资源开发速度，对风电外送条件影响较大影响，导致风电产地与消纳地的空间错配。风电的进一步发展，客观上需要扩大风电消纳范围，大容量的电网能够显著提高风电消纳能力。自十三五规划实施以来，国家对特高压电网等基础设施持续建设投入，截至目前，国网已累计建成“八交十直”特高压工程，2018 年 9 月国家能源局印发《关于加快推进一批输变电重点工程规划建设工作的通知》，共规划了 12 条特高压工程，包括 5 条直流特高压项目，7 条交流特高压项目，主要集中于西电东送，将进一步提高风电消纳能力。在装机容量不断扩大的过程中，我国对可再生能源的利用水平随之增强。2021年，全国风电行业弃风量和弃风率不断降低，进一步推动了中国能源行业的发展。2021年风电平均利用小时数 2,246 小时，全国平均弃风率下降至 3%左右，已连续 5 年保持下降趋势。在大部分已弃风限电的区域这种情况也得到了改善，说明我国风能等可再生能源开发技术水平不断增强。

1.3海上风电行业持续发展

根据安装地点不同，可将风电划分为风电和海上风电，海上风电覆盖面积较广、资源禀赋好、输送成本不高，有巨大发展潜力，随着陆上风电平价时代到来和海上政策的持续推进，装机规模有望超过预期。2021年我国海上风电新增装机量达1690万千瓦，同比2020年增长452.29%，是此前累计建成总规模的1.8倍。截至2021年底，我国海上风电累计装机规模达到2638万千瓦，超越英国跃居世界第一，渗透率也从2016年的1.1%增长至2021年的8.0左右。随着陆上风电政策补贴转向海上补贴，加之海上风电大叶片等趋势推进，预计我国海上风电渗透率将持续提升。另外，海上风电相较陆上风电更加开阔，有利于大型风机的安装和使用，技术持续发展背景下，我国风机朝着大型、高容量增长，截至2021年底,所有吊装的海上风电机组中，5MV以下仍占比国内四成以上， 4.0MW（不含4.0MW) 以下和4.0MW-5.0MW《不含5.0MW)机组分别同比2020年下降10%、19%。

2、风能开发利用存在的问题

近年来中国风电的发展出现了一些挑战性的问题，如延迟风电场接入电网的时间和已并至电网的风电场弃风等问题，严重制约着风能发电工作的顺利推进。通过分析后，不难看出延迟接入的驱动因素主要有技术层面、管理层面和经济层面方面的问题：①技术层面，国家风电资源的扩张速度已经超过了风电并网设施的建设速度。②管理层面，地方上风电场和电网的建设规划不协调，2011年之前风电场规划和建设的批准机构不一致。③经济层面，对负责风电并网的电网运营者的支持力度小于对电力发展的支持力度。

风电场弃风现象的驱动因素也涵盖了技术层面、管理层面和经济层面：①技术层面，欠发达地区电力供应增长速度超过电力需求的增长，多出的电量输送至外省存在技术难度的情况下，只能选择限制发电能力。②管理层面，风能的发展规划没有有效整合到电力行业的发展规划中，并缺乏对电网基础设施的战略性规划。③经济层面，没有为电网运营者提供经济激励，鼓励其优先调度风电，也没有为燃煤电厂提供激励措施，鼓励其灵活运行。

政府已经意识到这些问题并采取了系列应对措施。“十二五”规划也提到了需要协调发展电网与发电量，并建议“十三五”规划解决规划、发展和整合问题，解决风电场弃风。中国目前在风电方面的挑战可以被认为是在承担成功的后果。风电场弃风和延迟接入的挑战主要是让供需平衡，而不是解决供应不足的问题。对致力于扩大可再生能源的许多国家来说这是令人羡慕的问题，但仍然需要解决。

3、相关对策

3.1管理层面对策

①电力体系设计中需要考虑燃料的全部成本，尽量降低燃料对环境的影响，最终激励优先调度可再生能源发电。②接入电网的可再生能源发电占比大幅增长的情况下，需要考虑和调整管理资源调度的规则和激励措施，确保优先调度可再生能源发电。③设定基于装机容量的目标，帮助实现风力涡轮机部署和促进汽轮机行业增长的目的。设定基于能源生产的目标，提供激励确保所有的风电场被连接到电网，所有的电量都可以被调配。④制定有效的综合规划，协调发电量和输电基础设施的发展，推动可再生能源的有效集成利用。

3.2技术层面对策

①设计基于市场的定价系统，在需求高峰期提高电价，或实行两部收费制，部分电价取决于发电能力，以此为可再生能源资源具备的灵活性提供激励。②根据外界环境变化不断调整可再生能源的补贴政策，以此减少可再生能源装机容量过多冗余的问题。 

3.3技术层面对策

①保证风电的装机容量发展与配套基础设施的发展协调一致，特别是在那些资源供应和需求不配套的地方。有必要开展研究，解决如电力储存、转换和长距离输送等问题，还需要通过提供培训和鼓励知识传递提高相关人员的能力。②连接和扩大平衡区域，促进可再生能源的整合。③更新政策和推广观念，宣传可再生能源是能源系统重要组成部分的观点。

参考文献：

[1]刘梅娟.中国风能利用现状、制约因素及未来发展[J].资源开发与市场,2013,29(8):855-858.

[2]赵志强.中国风电发展现状与未来展望[C].//中国电力企业联合会 全国风力发电技术协作网.中国电力企业联合会全国风力发电技术协作网第七届年会论文集.2013:74-86.

作者简介：张醇（1986.10），男，汉族，河北辛集，本科学历，工程师，从事自然资源管理工作。