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新能源暨风电发展的综合评析

2010/12/17/9:18来源:中国风电产业网

    提起“新能源”这个耳熟能详的名词,是当前发展低碳经济的追求目标。人们普遍将太阳能、水能、风能、生物质能、地热能等可再生能源统称为“新能源”。其实,这样的称呼不准确,上述所有能源,我们的老祖先数千年来都在使用。比如:先辈们烧饭取暖用的柴火、木炭等,以及照明用的豆油,就是利用生物质能;农作物和食品的晾晒,是利用太阳能;水车抽水和水磨加工粮食,是利用水能;古代的主要运输工具帆船是利用风能,抽水的风车也是利用风能,将粮食颗粒与碎屑分开还是利用风能;唐代杨贵妃“温泉水滑洗凝脂”,是利用地热能。可见,“新能源”并不新。现代主要能源煤炭、石油和天然气,仅仅是工业革命后,随着蒸气机和内燃机的发明,才逐步得到大规模地普及应用,在人类文明发展史上,仅仅只有两百多年的时间。当这些矿物质能源的使用,带来了严重地环境污染和气候灾难时,人们才猛然地惊醒,急切地寻找替代能源,反朴归真地重新重视可再生能源的利用,反而将老祖先已经使用了数千年的能源,冠上了“新能源”的头衔。

    何谓新能源?严格定义应当是:低价可再生清洁能源。“低价”、“可再生”、“清洁”这三要素缺一不可。而现有的水力发电、太阳能发电和风力发电,其实都不完全符合上述三要素。虽然水力发电成本相对较低,但存在投资高、建设周期长、对河流局部地质环境影响大,还有溃坝风险等,并未真正达到生态环保和安全可靠的要求。至于太阳能发电,虽然对使用方来说是清洁能源,但对硅晶片生产制造方来说,却存在着严重污染和巨大能耗;实质是污染和能耗地点的转移,综合衡量不能算是清洁能源。只有风力发电,确实称得上是可再生清洁能源,但目前的风力发电还处在投资高、效率低、并网难的困境。

    根据上述分析,未来的水力发电,只有在改变大规模拦河筑坝的水能利用方式后,才能算是让人满意的新能源。太阳能发电,也只有在找到光电转换效率高、成本造价低、生产过程无污染的新材料后,才能算是具有普及使用价值的清洁实用能源。风力发电,必须在大力降低成本后,才能算是真正合格的新能源。比较之下,只有风力发电前景最光明,为什么这样说?因为水力发电资源有限,不仅要依赖大江大河,还受地理地质条件限制。太阳能发电受阴云雨雪、季节、黑夜等众多因素制约。只有风力发电,适应范围广、制约因素少、普及较方便,是最具有发展前途的可再生清洁能源。

    回顾人类对风能的利用,可以说历史悠久,成效非凡。直到工业革命前的数千年间,风能在人类的水运和航海史上,曾经发挥过至关重要的作用,可以说风能促进了人类社会的发展和进步。但现代的风力发电,对风能利用的效率却不如古代的帆船;因为古代的帆船不论风大、风小、顺风还是逆风,都能日夜兼程地向前行;而现代的风车,每年大多数时间都是处在无法运转状态。为什么会出现这样的情况?这要从现代风力发电的历史说起,我们知道现代的风力发电靠的是风车,也就是人们常见的三桨水平轴风车。其实,风车的最早用途并不是用来发电,而是用来抽水,不论是古代的中国,还是欧洲的荷兰、丹麦等国家,最先都是将风车用作抽水为主。不过中国古代采用的是垂直轴阻力型的帆式风车,而欧洲国家采用的是水平轴升力型的桨式风车。真是殊途同归,为了同一个抽水目的,有风就抽,无风不抽,风大多抽,风小少抽,让人们悠闲自得、极少烦神地使用了数百年。直到欧洲人率先将风车用于发电时,人们才对风车寄予了更大的厚望。出于加快风车转速,提高发电效率的目的,采取了减少桨叶数量、加大桨叶长度、缩小桨叶面积的办法,竭力降低桨叶的阻力,增大桨叶的尖速比。

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