科技前沿丨高潜力、强优势，风能发展前景甚好
科技前沿丨高潜力、强优势，风能发展前景甚好
在当今全球能源转型的大背景下，风能作为一种清洁、可再生的能源形式，正展现出巨大的发展潜力。从陆地到海洋，从地面到高空，风能技术的不断创新正在推动其在全球能源结构中的地位不断提升。本文将为您全面解析风能的优势、全球发展现状以及中国在这一领域的成就。
图1：中国广核集团兴安盟项目，我国最大陆上风电基地
风能的独特优势
风能是一种资源丰富、绿色环保、运用技术成熟的可再生能源。其发展之所以能“风景”甚好，主要得益于以下优势：
环保优势：风力发电过程不需要消耗化石燃料，有利于减少环境污染。据测算，平均每装一台单机容量1兆瓦的风力发电机，每年就可以减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫和6吨二氧化氮。
技术优势：相较其他可再生能源，风电技术已非常成熟。陆上风电最大单机容量已达15兆瓦，海上风电迈入20兆瓦时代。截至2022年，全球风电累计装机容量已达到906吉瓦（一吉瓦=1百万千瓦）。
资源优势：风能资源丰富、分布广泛、永不枯竭。全球风能理论蕴藏量约2000万亿千瓦时/年。对贫油少气的国家来说，发展风电有助于摆脱资源禀赋劣势、提升能源保供能力。
成本优势：陆上风电度电成本最低，比最便宜的化石燃料发电成本便宜一半，海上风电度电成本也持续下降。随着风电规模化发展，叠加科技创新突破，未来风电成本优势将进一步凸显。
全球风电发展现状
在全球能源结构绿色低碳转型的大背景下，风能的地位更加凸显，大力发展风能成为全球能源革命和应对气候变化的核心路径之一。各国纷纷制定发展规划、出台扶持政策，风能建设和应用规模呈加速扩张态势。
- 美国规划到2030年、2050年海上风电累计装机规模分别达到30吉瓦、110吉瓦
- 英国明确到2030年风电占可再生能源发电的一半以上，海上风电规模达到50吉瓦
- 德国计划到2030年将陆上和海上风电装机容量分别扩至115吉瓦、30吉瓦
中国风电产业的崛起
中国风电产业在短时间内实现了从跟跑、并跑到领跑的巨大跨越。2022年，中国风电新增装机4983万千瓦，累计装机容量3.96亿千瓦，风电新增装机容量连续14年、累计装机容量连续13年居全球首位。
中国已成功培育出一条具有国际领先水平和全球竞争力的风电产业链，拥有全球最大的风电设备制造基地。当前中国生产的风电机组占全球市场的2/3以上，铸锻件及关键零部件产量占全球市场70%以上。
中国风电技术已处于国际领先水平。首个可并网的兆瓦级高空风电示范项目成功发电，双转子漂浮式海上风电平台、陆上双风轮风电机组等新产品研发成功，发电机、齿轮箱等关键核心部件国产化率接近100%，长叶片、高塔架应用领跑全球。
风能利用方式的多样化
按风电场部署位置，风电可分为陆上风电、海上风电和高空风电三大类。
陆上风电：起步最早，技术最为成熟。截至2022年，全球陆上风电累计装机841.9吉瓦，占比高达92.9%。高塔、长叶片、大容量成为陆上风电发展的主要趋势，最大单机容量已达15兆瓦，叶轮直径已覆盖240米。
海上风电：由于风能资源更丰富、风速更高，海上风电成为全球风电新一轮规模化发展的主流方向。截至2022年底，全球海上风电总装机容量64.3吉瓦，预计到2032年将增加到447吉瓦。海上风电加速扩张带来大容量机组加快突破，当前海上风电更是迈入20兆瓦时代，叶轮直径已覆盖280米。
高空风电：高空风能资源丰富，理论上高空发电时间可以超过95%。高空风电占地面积仅为传统风电的1/30，可以建在主干电网附近或大城市人口稠密地区周边，非常利于风电就近消纳。目前，高空风电还处于验证阶段，但随着材料技术、浮空器技术和轻量化电力系统技术的发展，其在“风电家族”中的地位作用将逐渐凸显。
图2：我国首个可并网的兆瓦级高空风能发电示范项目在安徽绩溪成功发电
风能作为一种清洁、可再生的能源形式，正展现出巨大的发展潜力。随着技术的不断创新和成本的持续下降，风能在全球能源结构中的地位将不断提升，为世界能源安全稳定供应和绿色低碳发展作出更大贡献。