1 引言
能源是世界各國的經濟命脈。近年來，中國經濟持續高速增長，已經成為能源消耗第二大的國家。煤炭等常規能源的緊缺嚴重影響著電力和經濟的發展，而因煤電導致的環境問題也日益加劇。在這種情況下，尋求新能源以優化電力結構已成當務之急，風力發電就是新能源利用中廣為推薦的一種。與煤、石油等常規的化石能源不同，風能屬于可再生能源，不存在枯竭的問題，而且它分布廣泛、蘊含能量巨大；不但如此，利用風能發電還具有常規能源無可比擬的清潔性，所以在環境壓力日益加劇的今天，風力發電得到了越來越多的關注與青睞。據調查，目前在世界上可再生能源的開發利用中，風力發電是除水力發電之外，技術最成熟、最具規模開發和有商業化發展前景的發電技術[1]
。
1995年頒布的《中華人民共和國電力法》中，明確提出國家鼓勵和支持利用可再生能源發電，這為風電的開發提供了良好的政策環境。由于風電在減輕環境污染、調整能源結構等方面的突出作用，政府先后投入了大量的資金對其進行科學研究和應用推廣，使風電技術有了明顯提高，裝機容量也已經位居亞洲第三位。在“十一五”規劃中，國家要逐步加大可再生能源開發的力度，并提出了比以往更為積極的發展政策。除了要擴大風機規模之外，在風電的管理、風電設備的設計、制造方面，都要力爭達到國際先進水平�？梢灶A見，在我國的電力結構中,風電將逐步占據著越來越重要的地位。
2 開發風電的重要性
據中國氣象科學研究院初步探明，我國風能資源總儲量達32．26億kW，占世界第一位，可開發能量估計在10億kW
以上，其中陸地約2.53億kW
、近海約7.5億kW，風能資源富集區主要在西北、華北北部、東北及東南沿海地區[2]
，因此發展風電的潛力巨大。
風力發電的施工周期較短，相應的維護費用也比較低；發電過程中也不消耗任何燃料，因此基本上不存在有害固體、氣體的排放問題，對保護大氣環境有積極作用。與煤電相比，風力發電可節省大量淡水資源，減少水污染，還可以進行電量的季節調峰；利用海上風力發電，除了具有上述優點外，對沿海開展海水淡化也起到關鍵作用。在一些特殊的地區就更可以顯示出開發風電的優越性，像邊遠山區的農牧民、海島駐軍、邊防哨所、微波站、氣象臺站、電視中轉臺、沿海和內陸湖泊的養殖業用電等，由于其昂貴的費用，靠架電線輸電幾乎是不現實的，但這些地區的風能往往非常豐富，如果因地制宜利用其風能發電，一方面可以大大減少其他能源發電的費用，推進電力普及，同時也不會給當地的生態環境帶來污染。
3 風電發展現狀
3.1 風電裝機規模
我國風電經過20多年的發展，風電的實際應用已有了長足的進步，在可再生能源的發電利用中僅次于水電。文獻[3]對中國風電近些年的總體狀況作出了描述，表現出風電蓬勃發展的強勁勢頭以及越來越廣泛的應用規模。最新的調查顯示，我國風力發電總裝機容量已達到130萬kW，有15個省、自治區、直轄市建設了61個風電場，主要分布在內蒙古、甘肅、遼寧、新疆、江蘇、河北、廣東等地。風電產業發展迅速，還表現在風電設備的國產化率比以往有了明顯增長，特別是新疆金風的風電設備水平已經具有一定的市場競爭力，目前已具備制造1200kW以上機組的能力。
3.2 主要扶持政策
作為可再生能源的開發利用項目，風電在產業起步階段由政府扶持是世界上比較通行的做法。除了《中華人民共和國電力法》明確提出國家鼓勵和支持利用可再生能源發電外，最近又進一步在政策和法律方面給予了風電更多支持，為風電的開發利用提供了良性的發展空間。
3.2.1 風電特許權
為促進我國風電發展，政府實施了風電特許權示范項目。所謂特許權經營方式，是用特許權的方法開采國家所有的礦產資源或建設政府監管的公共基礎設施項目，項目本身的商業風險由企業承擔，政府承擔政策變動的風險。2003年國家發改委首次批復了對江蘇省如東縣和廣東省惠來縣首批2個100MW風電廠示范項目的特許權公開招標方案。文獻[3]介紹了招標的具體要求。2004年又新增了吉林省通榆風電場、內蒙古自治區輝騰錫勒風電場、江蘇省如東第二風電場3個100MW
級的風電特許權項目，與2003年招標的主要不同點在于，這次的招標要求風電機組本地化率提高到70％。華睿投資集團于2003年中標獲得江蘇如東10萬kW風電特許權項目，將在今年并網發電。
通過風電特許權的方式，可以在風電領域引入市場運作機制，吸引私有資本，打破壟斷；同時也能夠刺激投資者的積極性，促進風電設備制造的本地化，利于降低風電設備的造價，進而降低開發商投資風電市場的成本，增強風電市場的競爭力。除此之外，還將促進國內風電相關技術和管理水平的提高。
3.2.2
《可再生能源法》的正式實施
2006年1月1日國家正式實施了《可再生能源法》，構建了一個比較完整的可再生能源法律的系統框架，結束了我國可再生能源發展無法可依的歷史。在這部法律中，通過減免稅收、鼓勵發電并網、優惠上網價格、貼息貸款和財政補貼等激勵性政策來激勵發電企業和消費者積極參與可再生能源發電。對風電而言，《可再生能源法》無疑為其長遠發展提供了必要的法律保障。
在隨后頒布的配套法規《可再生能源發電有關管理規定》對發電企業和電網企業的責任等方面作了明確闡述，《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》則在電價的制定和費用分攤等方面作了具體規定，指出風力發電項目的上網電價實行政府指導價，電價標準由國務院價格主管部門按照招標形成的價格確定。
《可再生能源法》及其相關法律的頒布，在風電等可再生能源發展的過程中具有里程碑的意義，它不但把風電的發展列入法律法規作為一項長期的政策來執行，而且同時也加強了法律的實際操作性，提升了風電的戰略地位。
3.3 目前風電開發存在的問題
根據國家風電發展規劃，到2010年風電裝機容量要達到600萬kW，到2020年達到3000萬kW。而截止2005年底，我國風電裝機總容量只有126萬kW，占中國電力裝機總容量的0.17 ％，遠低于
一些發達國家10%的平均水平。盡管風電產業取得了顯著的進步，但存在的許多障礙[4]，使風電進一步的發展任務仍十分艱巨。目前風電發展的不足主要表現在以下幾方面。
3.3.1 對風能資源和風電場的勘察不夠
按照年平均風速的大小，風力資源類型大體可作的劃分見表1。
表1風力資源類型
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資源分區 |
年平均風速 |
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風資源豐富區 |
大于6.5m/s |
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風資源較豐富區 |
5.5～6.5m/s |
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風資源可利用區 |
3.0～5.5m/s |
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風資源不可利用區 |
小于3.0m/s |
通常風力發電的有效風速為3～25m/s，風電場選址的首要條件必須風能資源豐富，因而一般以風資源豐富區和較豐富區為選址對象，具體風電場內風機的選址還應根據測出的年有效風速累計小時數（累計時數越高，投產后風機發電量越大）和有效風能密度確定，在風電場內不同位置的這些數據存在較大差異。所以合理選擇場址對提高風力發電的經濟效益至關重要，而我國風能資源勘探落后于開發利用，風能資源缺乏詳察，政府和風電投資者無據可依，易產生盲目性。
3.3.2 風電技術和風電設備落后
與風能資源形成鮮明對比的是國產機組所占風電市場份額非常小，國內風電設備制造業相對一些發達國家滯后很多年。迄今為止，我國尚不具備自行開發制造大型風電機組的能力，特別是槳葉和控制系統及總裝等關鍵性技術能力低，大型機組依賴進口或與外商合作生產。
據調查，2004年國產機組只占18％，2005年也只有28％，每年的風電設備進口總額高達60億元，尤其大型風機設備幾乎被丹麥、意大利、德國等發達國家全部壟斷。國內較大的風力發電設備生產廠家只有新疆金風科技公司和2004年涉足這一行業的大連重工集團有限公司等少數幾家。國家發改委要求到2010年風電裝機要有70%的國產化率，技術是橫亙在國產設備制造商面前的一道難題：國外風電機組樣機最大的是5000kW，而中國1200kW以上的機組目前新疆金風剛剛試驗成功，其技術仍是落后的“定槳定速”的技術。國內整體的風電制造水平比國外發達國家至少要晚10年，而且技術差距還在拉大，這就使國產設備的競爭力面臨嚴峻的考驗。
先進風電設備的生產需要先進的設計理念與先進制造業相結合，其一般的設計使用年限都在20年以上，在這期間設備要經受全天候的考驗。無論丹麥還是德國，其風電產業之所以發展迅速，一個重要的原因在于這些國家擁有雄厚的技術實力和強大的制造業[5]。但國內限于制造技術低和投入不足等問題，因而機組質量普遍不高，易出現故障。內蒙古輝騰錫勒電場的94臺風機中僅有1臺國產機，在 2000年投入發電后，中途出現故障返修，直到2004年才重新使用。
3.3.3 風電成本高，電價居高不下
現有風電場的上網電價一般都在0.6～0.7元／kW·h之間，最高達1.2元／kW·h，遠高于煤電電價。風電的成本約為煤電的1.7倍，風電設備通常占了風電成本的80％，我國大部分風電設備依賴進口是造成風電成本偏高的最主要原因。盡管專家測算風電的成本下降空間可達40％左右而火電則十分有限，但如果依靠大量進口設備來發展風電，成本就難有下降的可能，要想大規模開發和利用風電也是根本不現實的。國產的風電設備可以顯著地降低風電成本，但由于現在國內設備水平較低，應用規模小，國產設備的價格并不低于進口設備價格�！ �
國內外的經驗證明，建設500kW及以上的大型化風電場可明顯降低配套設施（主要是輸電線路、廠房及道路等）在總投資中的比例，并可降低風電場的單位造價和運行成本，從而降低風
電電價。但是我國最近幾年風電規模發展減慢，主要原因在于，隨著風電項目規模擴大，初期所需籌措的資金、項目所需的補貼以及電力市場的準入阻力也越來越大。
3.3.4 政策扶持力度不夠，與國外差距明顯
風電開發前期投入巨大，而國內的風電項目缺乏正常的投融資渠道。國內商業銀行對風電項目的貸款期限遠短于火電和水電項目的貸款期限，償還期限大多為7年，利息也沒有優惠，使風電只能上一些小規模項目，導致風電難以普及，電價下降緩慢。對風電投入的科研經費不足，則制約著風電技術向高端發展，并會導致科技人才的稀缺。
盡管政府于2003年實施了風電特許權示范項目并于今年正式實施了《可再生能源法》以促進風電發展，但由于長期給予風電的實際關注力度不夠，缺少對風電扶持的長期具體措施，與國外政府的扶持政策和取得的成效相比，存在著很大差距。
(1)
法國政府采取投資貸款、減免稅收、保證銷路、政府定價等措施扶持企業投資風電等可再生能源技術應用項目。
(2)
德國的風能資源遠不如法國和英國豐富，但風電發展的世界領先地位卻毋庸置疑。20世紀80年代，德國政府資助了一系列研究計劃；1991年，國會又通過了強制購電法，為清潔能源提供足夠的激勵機制并建立起市場，并能參與煤電和核電競爭。由于環保者的努力，政府還設定了到2025年風電至少供應25％發電量的目標。
(3)
丹麥風電產業自20世紀80年代起步，如今其風電機組已主導著全球的市場。風電成功的原因之一在于，每屆政府對國家能源計劃的立場都非常堅定，務求減少對進口燃料的依賴，盡量做到可持續發展。最近又提出到2030年風電將滿足約一半的電力需求。
(4)
日本風力發電發展迅速，裝機容量已躋身世界前列。日本新能源政策規定，日本的電力公司有義務擴大可再生能源的利用，一是增加設備自己發電，二是從其他電力公司購買，每年都有一定的指標。
(5)
印度是發展中國家的先鋒。風電最初的發展動力來自非常規能源部(MNES)鼓勵能源的多元化指導。為了找出最有利的地點，MNES在全國建立起風速測量站的網絡。為投資者提供投資成本折舊和免稅等多種經濟優惠，在2002年推出的免稅計劃中規定，風電場前10年的收入可享受100％的免稅。此外，各省還制定自己的優惠政策。
(6)
風電并網對電力系統產生的影響。我國聯網型風力發電始于20世紀80年代，隨著越來越多的風電機組并網運行，風電對電網能力提出嚴峻考驗。風資源的不確定性和風電機組本身的運行特性會造成電壓偏差、電壓波動和閃變、諧波等電能質量問題，嚴重時會威脅電網安全，影響用戶正常使用，國內目前利用輔助設備提高風電質量的應用才剛起步，有待于進一步深入研究。文獻[6－11]對風電并網引發的電能質量問題作了詳細分析。
另一方面，在一些風能豐富的地區，比如新疆、內蒙古等地，電網結構非常薄弱，如果在這些地區建設容量在100萬kW以上的大型風電機組，主網網架還需要進一步加強，同時也需要深入地分析研究電網系統與風電裝機的關系，以及風電運行對電力系統運行的潮流及穩定性等影響。
4 風力發電展望
鑒于對風電優勢和常規能源緊張的深入認識，風電將是我國未來大力發展的一項可再生能源發電項目。雖然目前還存在著諸多發展上的困難，但是大力推廣風電，增強風電在能源結構中的戰略地位，是一個不爭的發展趨勢。
4.1 增強風資源和風電場址的勘察
風資源的測定以及風電場址選擇的得當與否，對提高風電的經濟效益至關重要。它是發揮風電作用的前提基礎，因此將來應該在這方面增大投入，對我國實際的風資源在總體上有細致準確的了解；慎重選定風電場址，充分考慮風電場對周圍環境的影響[12]；對每個風電場的微觀選址，即每臺風機放置的具體位置，也要有詳盡的考察了解。為政府和風電的決策者合理地規劃
風電提供正確的指導。
4.2 擴大裝機規模及推廣風電應用
根據國家風電發展規劃，到2010年風電裝機容量要達到600萬kW，到2020年達到3000萬kW。國家“十一五”規劃綱要中明確提出將加大風電規模，要建成30個10萬kW級以上的大型風電項目，在內蒙古、河北、江蘇、甘肅等風能資源豐富的地區形成百萬千瓦風電基地。
甘肅省預計“十一五”期間風力發電總裝機容量將達100萬kW；內蒙古已經制定了以風力發電為主的新能源“十一五”發展規劃，到2010年將新開辟5個風電場，使風電總裝機容量達到100萬kW；新疆風能理論蘊藏量9100億kW，位居全國第二，而將在吐魯番小草湖風區建立的200萬kW風力發電場是中國目前規劃的最大風力發電項目。
對于這些規劃，要加大執行力度，切實落實風電的大范圍推廣。在擴大裝機規模的同時，一定要注意風電的漸進發展，做好風電運行對電網、電力系統影響的前期分析，使之與當地電網的發展協調一致。
4.3 提高風電技術
風電技術是風電發展的核心動力，也是降低風電成本和上網電價的關鍵所在。我國提出，到2010年風電裝機要有70%的國產化率，必須在技術上占領競爭制高點�！犊稍偕茉捶ā芬幎ǎ�“國家將可再生能源開發利用的科學技術研究和產業化發展列為科技發展與高技術產業發展的優先領域，納入國家科技發展規劃和高技術產業發展規劃，并安排資金支持可再生能源開發利用的科學技術研究、應用示范和產業化發展，促進可再生能源開發利用的技術進步”。這一規定為風電技術進步創造了良好的契機。
近日，一項領先國際水平的“全永磁懸浮風力發電技術”在廣州通過了專家的技術鑒定，采用該技術研制的發電機是我國自主研發的原創新技術成果，使風能發電技術取得了關鍵性的突破[13]
。全永磁懸浮風力發電機的磁懸浮軸承完全由永磁體構成，不帶任何控制系統，具有穩定性好、對運行環境要求低、維護費用少等優點；它還將傳統風力發電機3.5m／s的啟動風速和4.2m／s的發電風速降低到1.5m／s以下和2m／s，即可實現微風發電。如果這項技術應用于實際，那么在占我國國土面積68％的低風能可利用區和風能較豐富的地區都可使用該發電機，而且比傳統風力發電機年發電時間可增加1000
h，提高了風能的利用率，增加了發電量，還可以極大地降低發電成本，節省投入資金，具有明顯的競爭優勢和推廣應用前景。
此外，要提高我國風力發電應用的技術水平，也需要不斷增進與發達國家的交流，學習其先進技術，只有清楚彼此差距，才能不斷提升我國的風電技術水平。近來，中國運載火箭技術研究院、 西班牙EHN公司、西班牙英莎國際工貿集團（INCEISA）合作三方將出資在江蘇建設一家風力發電機制造廠，并在北京建立一家研發中心，力爭在中國、乃至世界風力發電領域取得領先地位。
4.4
依托政策扶持積極發展風電
《可再生能源法》的正式實施不但體現了政府對風電等可再生能源的重視，更重要的是給予了風電在法律上的保護，為風電提供良好的發展空間。因此，風電行業應該以《可再生能源法》為契機，充分利用其提供的環境，在吸引資金和人才、規劃、設備制造國產化等方面制定系統、可行的發展計劃，提高風電的自主技術創新的能力和國際競爭力。逐步研制適合國情的技術和設備，以擺脫對國外的依賴，從而大大降低可再生能源的發電成本，實現真正意義上的普及惠民。
《可再生能源法》規定：“國務院教育行政部門應當將可再生能源知識和技術納入普通教育、職業教育課程”，這樣通過加大對可再生能源的宣傳，有利于公眾對可再生能源相關知識的認識，從而使風電獲得廣泛的理解與支持。
5 結束語
中國的風電發展迄今已經有20多年，取得了顯著進步。但由于基礎薄弱，風電發展的過程中面臨的技術落后、政策扶持不夠及上網電價高等諸多困難。隨著政府和民眾對風電的逐步認識以及《可再生能源法》正式實施，與以往相比，風電正面臨著更大的發展機遇。風電產業和相關的科研機構應該抓住這一契機，為風電的全面發展作一個系統可行的規劃，逐步解決風電發展中的困難，完善風電機制，在提高風電戰略地位的同時，早日使風電普及惠民。
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