基于低碳經(jīng)濟(jì)視角下的我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展研究

楊瀛

摘 要：由于世界人口的快速增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)模，對(duì)能源的需求正在增加。由于傳統(tǒng)能源的枯竭和對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，提出了“低碳經(jīng)濟(jì)”的概念。在低碳經(jīng)濟(jì)的背景下，可再生能源的積極發(fā)展已成為人類的共識(shí)。在21世紀(jì)，由于可再生能源的開(kāi)發(fā)和使用技術(shù)的不斷改進(jìn)以及傳統(tǒng)能源價(jià)格的持續(xù)上漲，作為可再生能源的風(fēng)能具有巨大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和巨大的發(fā)展?jié)摿Α＝陙?lái)，中國(guó)的風(fēng)能產(chǎn)業(yè)呈指數(shù)增長(zhǎng)，并且仍然活躍。隨著大型風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目和革命性發(fā)展，討論低碳經(jīng)濟(jì)中風(fēng)力發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展尤為重要。

關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì);風(fēng)力發(fā)電;新能源;發(fā)展

一、可持續(xù)發(fā)展下的低碳經(jīng)濟(jì)理論分析

低碳經(jīng)濟(jì)的提議源于全球變暖日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)突出了人類的未來(lái)發(fā)展。如果要在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中減少碳排放，我們必須努力優(yōu)化人類生產(chǎn)過(guò)程并提高能源效率。[1]低排放經(jīng)濟(jì)的本質(zhì)是能源效率，清潔能源的發(fā)展以及對(duì)低碳GDP的追求。能源技術(shù)創(chuàng)新，系統(tǒng)創(chuàng)新以及人類生存和發(fā)展觀念的根本變化是低碳經(jīng)濟(jì)的核心。通過(guò)創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模型，最終將實(shí)現(xiàn)緩解氣候變化和可持續(xù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的目標(biāo)。當(dāng)前，低碳經(jīng)濟(jì)處于政府政策的中心。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，所有國(guó)家都將經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇與經(jīng)濟(jì)變化相結(jié)合，以取得這一令人振奮的結(jié)果，并努力追趕新的增長(zhǎng)周期。[2]盡管已就“低碳”發(fā)展達(dá)成了全球共識(shí)，但各國(guó)之間的情況有所不同，必須根據(jù)每個(gè)國(guó)家的情況制定類似的低碳戰(zhàn)略。低碳發(fā)展的基本目標(biāo)和長(zhǎng)期目標(biāo)是相同的。低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是在企業(yè)層面上意味著公司必須盡快推進(jìn)能源密集型和污染反向模型，以促進(jìn)節(jié)能和減排以及社區(qū)一級(jí)的“低碳”創(chuàng)新。這也適用于提高意識(shí)和保護(hù)低碳行為的手段。因此，解決這個(gè)問(wèn)題意味著必須找到一種根據(jù)國(guó)情發(fā)展具有中國(guó)特色的低排放經(jīng)濟(jì)的途徑。

二、我國(guó)風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)面臨的問(wèn)題分析

（一）風(fēng)力發(fā)電電力行業(yè)結(jié)構(gòu)性不均

在這個(gè)階段，我國(guó)的能源工業(yè)正在迅速發(fā)展，但是電力結(jié)構(gòu)和布局的不均衡發(fā)展將限制我國(guó)風(fēng)力發(fā)電能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)開(kāi)發(fā)和開(kāi)發(fā)新的清潔和可再生能源的能力不足，電力能源生產(chǎn)資源的位置沒(méi)有意義，也沒(méi)有能力優(yōu)化輸配電網(wǎng)絡(luò)中的資源分配。我們需要增加最終能源消耗中的電力份額。我國(guó)大部分的燃煤電廠都位于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部和中部地區(qū)，而用于發(fā)電的煤炭主要集中在西部地區(qū)，因此有必要將煤炭從西向東運(yùn)輸。隨著我國(guó)煤炭工業(yè)的不斷發(fā)展，這種矛盾繼續(xù)存在。通過(guò)發(fā)展煤炭運(yùn)輸和運(yùn)輸，煤炭運(yùn)輸和發(fā)電來(lái)滿足華東和華中發(fā)達(dá)地區(qū)的能源需求，減輕我國(guó)的運(yùn)輸負(fù)擔(dān)并確保我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。在我國(guó)風(fēng)能資源豐富的地區(qū)，與我國(guó)的電網(wǎng)輸電能力和吸收風(fēng)能的市場(chǎng)價(jià)值仍然存在嚴(yán)重的不利關(guān)系。由于風(fēng)能的不穩(wěn)定性，風(fēng)能的下降是更嚴(yán)重的現(xiàn)象。

（二）風(fēng)力發(fā)電與輸電發(fā)展不匹配

我國(guó)用電量的地區(qū)差異主要與不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和工業(yè)化程度有關(guān)。我國(guó)的電力消耗主要集中在發(fā)達(dá)和高度工業(yè)化東部地區(qū)，中西部地區(qū)對(duì)經(jīng)濟(jì)消耗的電力較少，導(dǎo)致我國(guó)發(fā)電量和消費(fèi)量的區(qū)域存在較大的不匹配問(wèn)題。同時(shí)，應(yīng)用程序站點(diǎn)遷移會(huì)增加資源轉(zhuǎn)移的壓力和區(qū)域之間的功耗，[3]從而導(dǎo)致在傳輸過(guò)程中損失大量資源。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源分配之間的不平衡阻礙了我國(guó)的國(guó)家能源優(yōu)化分配。諸如風(fēng)能和太陽(yáng)能之類的新一代能源的隨機(jī)性和不連續(xù)性，將增加輸配電網(wǎng)絡(luò)滿足其需求的能力以及新一代能源的輸出。對(duì)于大規(guī)模發(fā)電和電網(wǎng)連接，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。輸配電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展必須與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)一致，以促進(jìn)可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。[4]否則，輸配風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展不符合電力工業(yè)的發(fā)展。隨著我國(guó)風(fēng)力發(fā)電能源工業(yè)的發(fā)展，發(fā)電側(cè)的不合理結(jié)構(gòu)和發(fā)電側(cè)的不平衡布局是制約我國(guó)能源工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。

（三）風(fēng)力發(fā)電電網(wǎng)調(diào)峰能力不充足

作為清潔能源，風(fēng)能自然具有相應(yīng)的特性，例如隨機(jī)性和不連續(xù)性，這就導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電中電網(wǎng)峰值管理能力不足的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，有必要通過(guò)快速峰值控制來(lái)增加電源數(shù)量，以確保電源系統(tǒng)的最大可靠性。世界上風(fēng)力渦輪機(jī)數(shù)量最大的國(guó)家是西班牙和美國(guó)。[5]相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，西班牙的快速峰值功率是風(fēng)能的34%或1.7倍，而美國(guó)的快速峰值功率是風(fēng)能的13倍。[6]與這兩個(gè)國(guó)家相比，我國(guó)某些地區(qū)風(fēng)力發(fā)電調(diào)峰速度的最大功效百分比非常低，不到2%。[7]雖然，加快風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)，不僅可以減少能源問(wèn)題，還可以避免不必要的事故和其他損失。但是，實(shí)際數(shù)據(jù)表明，在我國(guó)許多地方，仍不可能建立大規(guī)模的風(fēng)力發(fā)電。

三、推動(dòng)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的策略分析

（一）優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電能源結(jié)構(gòu)

首先，改善社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模型，以增加輸配電網(wǎng)絡(luò)的容量，優(yōu)化資源分配，并適應(yīng)和優(yōu)化供電結(jié)構(gòu)的合理位置。[8]減少碳能源在發(fā)電中的比重，增加風(fēng)力發(fā)電這類清潔能源的比重，監(jiān)測(cè)核能和水力發(fā)電，增加以風(fēng)能和太陽(yáng)能等非化石燃料的開(kāi)發(fā)和使用，并減少污染物的排放。

其次，提高輸配電網(wǎng)絡(luò)在區(qū)域之間分配電力的能力，并改善從西部、中部和東部負(fù)荷中心的電力輸送。[9]將傳輸和分配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資源的更大規(guī)模地優(yōu)化分配，改善風(fēng)力發(fā)電，轉(zhuǎn)移和吸收風(fēng)能綠色能源，并轉(zhuǎn)移和分配能源，以實(shí)現(xiàn)能源的跨區(qū)域和跨境分配。

最后，提高燃煤發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，設(shè)備質(zhì)量和燃料管理能力，優(yōu)化風(fēng)能發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，減少燃煤發(fā)電機(jī)組的煤炭消耗，并優(yōu)化輸配電網(wǎng)絡(luò)。提高電源系統(tǒng)的效率，并促進(jìn)我國(guó)能源行業(yè)的節(jié)能減排。[10]如此，能夠減少能源消耗，資源和污染物排放，降低能源、資源消耗和污染物排放，對(duì)風(fēng)力發(fā)電等清潔新能源進(jìn)行鼓勵(lì)和保護(hù)。

（二）完善風(fēng)力發(fā)電與輸電的協(xié)調(diào)并行

第一，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)運(yùn)行。與電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行相連的風(fēng)力發(fā)電模式的主要優(yōu)點(diǎn)是可以保護(hù)環(huán)境，最大化資源效率。風(fēng)能是可再生能源的來(lái)源，它有助于人類發(fā)展和環(huán)境。提升風(fēng)力發(fā)電的利用率很大程度上要求風(fēng)力發(fā)電的管理的提升，這就需要盡可能地整合風(fēng)能技術(shù)和能源利用。[11]通過(guò)風(fēng)力發(fā)電與輸電的并網(wǎng)運(yùn)行，不僅實(shí)現(xiàn)了生態(tài)目標(biāo)和低碳經(jīng)濟(jì)型風(fēng)能生產(chǎn)，而且為風(fēng)能發(fā)電創(chuàng)造了更好的環(huán)境，并為發(fā)電研究提供了更多的方向[12]，更有效地解決了發(fā)電輸電不匹配的問(wèn)題，在中國(guó)大部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電與輸電的均衡的主要目標(biāo)。

第二，需要建立大型風(fēng)力發(fā)電廠，充分利用風(fēng)能資源，并考慮不同地區(qū)的風(fēng)和負(fù)荷特性。風(fēng)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)，傳輸，能源消耗的研究和改善，完整的風(fēng)能產(chǎn)業(yè)化體系的建立，與風(fēng)能發(fā)電技術(shù)網(wǎng)格互補(bǔ)的技術(shù)的開(kāi)發(fā)等。[13]發(fā)電技術(shù)降低了風(fēng)能的成本并使風(fēng)能變得經(jīng)濟(jì)以市場(chǎng)為目標(biāo)，穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。

（三）構(gòu)建電網(wǎng)調(diào)峰數(shù)據(jù)云臺(tái)構(gòu)建

推廣綠色能源大數(shù)據(jù)混合云平臺(tái)，并基于云平臺(tái)擴(kuò)展和升級(jí)關(guān)鍵的軟件和硬件資源，以創(chuàng)建風(fēng)力發(fā)電綠色能源大數(shù)據(jù)云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)來(lái)自風(fēng)力發(fā)電綠色能源的數(shù)據(jù)信息、電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)信息、數(shù)據(jù)消耗信息，能流交易數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。[14]基于云平臺(tái)，創(chuàng)建用于存儲(chǔ)和清理大數(shù)據(jù)的科學(xué)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)庫(kù)處理，清理，分類，標(biāo)記和創(chuàng)建集成的產(chǎn)業(yè)鏈，提供安全可靠的數(shù)據(jù)以及高效的存儲(chǔ)管理服務(wù)，促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電綠色能源數(shù)據(jù)服務(wù)。根據(jù)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，為風(fēng)力發(fā)電綠色能源和能源行業(yè)的信息服務(wù)提供大數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)能量交換和大規(guī)模數(shù)據(jù)共享、應(yīng)用程序引擎設(shè)計(jì)以及大規(guī)模服務(wù)。[15]分析和服務(wù)提供廣泛的支持，從而加速了風(fēng)力發(fā)電新技術(shù)的采用并實(shí)現(xiàn)了可觀的技術(shù)成果，擁有大量數(shù)據(jù)的復(fù)合體開(kāi)發(fā)風(fēng)力清潔能源數(shù)據(jù)系統(tǒng)，以進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)分析，加快此類數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)與構(gòu)建開(kāi)發(fā)和供需分析，在大型數(shù)據(jù)模型中風(fēng)力發(fā)電的電網(wǎng)調(diào)峰。

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（東北電力大學(xué)? 130021）