21世纪人类理想的替代能源
21世纪人类理想的替代能源 摘要:在简单回顾人类对风能的认识及风能开发史的基础上,重点介绍了当 前世界上风能资源开发利用 的现状、风电业发展特点及趋势,以及国际上一些主要风能开发国家的风 能开发利用政策、实施特点及启示;最后基于当前世界风能开发业发展形势,认为 风能将是21世纪人类理想的替代能源。关键词:风能;开发现状;开发政策 1风能及其特点 风是一种自然现象。由于不同地表(如海洋、森林、田野、山岳和沙漠等) 在白天受太阳照射以及晚上吸放热的特性不同,对空气加热(或放热)的差异,造成 了空气的流动,通常人们将垂直上下的流动称为“气流”,将水平流动称为“风”。由 于空气是有一定质量的,因而其流动时必然具有一定能量,这就是风能。它可通过 如下公式加以测算: E=1/2g ρAV3(kg·m/s) 式中:A——空气流动面积(m 2);V——风速(m/s);ρ——空气密度 (kg/m 3);g——重力加速度(m/s2)。
上式如按kW计量只需乘以转换系数1102即可。
据理论测算,全球大气中总的能量是1017kW,而且是可再生的,据估计大约 有3.5×1012kW的蕴藏风能可以被开发利用,这个价值至少比世界上可利用的水能 大10倍〔1〕。
风能作为一种天然能源,与其他能源尤其是矿物能源相比,它有如下几个特 点: (1) 蕴藏量丰富。大家都知道与常规能源相比,水能巨大,殊不知风能是全 球水能的10倍多,我国仅陆地上就有风能资源大约1.6×109kW。[1] (2) 可以再生,永不枯竭。风能是太阳能的变异,只要太阳和地球存在,就有 风能,它取之不尽,用之不竭,是可再生的。
(3) 清洁无污染,随处都可开发利用。煤、石油、天然气的大量消耗,核电 站的广泛建设,均会给人类生活环境造成极大污染和破坏,危害人类健康,而风能 开发就没有这样的弊病,而且风能开发利用越多,空气中的漂尘和降尘会越少。另 外,风能的开发也不存在开采和运输问题,无论何地(海边、平原亦或山区)都可建 立风电站,就地开发,就地利用。即使要远程运输也是通过电网,相对要简便且不会 造成污染和环境问题。
(4) 随机统计性。风能从微观短时间上来看是随机的,忽大忽小,忽左忽右, 这就决定了风能的不可控特性;然而,从宏观长时间上来看,风能还是具有一定的 统计规律特性的,在一定程度上又是可以预测和利用的。