21世紀人類理想的替代能源介紹
摘要:在簡單回顧人類對風能的認識及風能開發史的基礎上,重點介紹了當前世界上風能資源開發利用
的現狀、風電業發展特點及趨勢,以及國際上一些主要風能開發國家的風能開發利用政策、實施特點及啟示;最後基於當前世界風能開發業發展形勢,認為風能將是21世紀人類理想的替代能源。
關鍵詞:風能;開發現狀;開發政策
1風能及其特點
風是一種自然現象。由於不同地表(如海洋、森林、田野、山嶽和沙漠等)在白天受太陽照射以及晚上吸放熱的特性不同,對空氣加熱(或放熱)的差異,造成了空氣的'流動,通常人們將垂直上下的流動稱為“氣流”,將水平流動稱為“風”。由於空氣是有一定質量的,因而其流動時必然具有一定能量,這就是風能。它可透過如下公式加以測算:И
E=1/2g ρAV3(kg·m/s)И
式中:A——空氣流動面積(m2);V——風速(m/s);ρ——空氣密度(kg/m3);g——重力加速度(m/s2)。
上式如按kW計量只需乘以轉換系數1102即可。
據理論測算,全球大氣中總的能量是1017kW,而且是可再生的,據估計大約有3.5×1012kW的蘊藏風能可以被開發利用,這個價值至少比世界上可利用的水能大10倍〔1〕。
風能作為一種天然能源,與其他能源尤其是礦物能源相比,它有如下幾個特點:
(1) 蘊藏量豐富。大家都知道與常規能源相比,水能巨大,殊不知風能是全球水能的10倍多,我國僅陸地上就有風能資源大約1.6×109kW。
(2) 可以再生,永不枯竭。風能是太陽能的變異,只要太陽和地球存在,就有風能,它取之不盡,用之不竭,是可再生的。
(3) 清潔無汙染,隨處都可開發利用。煤、石油、天然氣的大量消耗,核電站的廣泛建設,均會給人類生活環境造成極大汙染和破壞,危害人類健康,而風能開發就沒有這樣的弊病,而且風能開發利用越多,空氣中的漂塵和降塵會越少。另外,風能的開發也不存在開採和運輸問題,無論何地(海邊、平原亦或山區)都可建立風電站,就地開發,就地利用。即使要遠端運輸也是透過電網,相對要簡便且不會造成汙染和環境問題。
(4) 隨機統計性。風能從微觀短時間上來看是隨機的,忽大忽小,忽左忽右,這就決定了風能的不可控特性;然而,從宏觀長時間上來看,風能還是具有一定的統計規律特性的,在一定程度上又是可以預測和利用的。