我国新能源发展现况及风能发电

我国新能源发展现况及风能发电

风能技术与应用pdf,风能技术的发展,风能及新能源发电技术　　摘要：双碳战略对经济、社会等各个方面的影响是不容小觑的。将碳达峰和碳中和变为实现是一项涉及很多领域的系统性复杂工程，产业结构适当调整、现代能源体系建设、提升生态系统碳汇能力都是实现双碳的很重要实现路径。了解我国新能源发展现状显得尤为重要，本文主要概述我国新能源的发展历程及现况，重点介绍风力发电的原理，优势及不足。

　　风能技术与应用pdf,风能技术的发展,风能及新能源发电技术煤，石油，天然气是地球对人类的馈赠，是我们日常生产生活中必不可缺少的而且是不可再生的资源，人类也通过科学研发将煤，石油，天然气运用的淋漓尽致，在众多领域发挥着重要作用。但是化石燃料是不可再生能源，是一次能源，终究有耗尽的一天，在双碳背景下，发展新能源显得尤为重要，作为大学生，我们有责任了解中国的新能源发展现况，并为可持续发展贡献自己的一份力量。本文重点概括了我国发展新能源的背景及其现状，重点概括了风力发电。

　　煤 ，石油，天然气作为世界上三大化石燃料，在人类生活的地球上是很有限的，而且我国人口巨大，现在的主要消费模式是以化石能源为主，人均资源量非常少，而且目前中国的经济发展模式主要是高消耗，低效能的模式，消耗了大量的能源，全球能源供应紧张，等到化石能源被开采完的时候，人类就将面临很大的危机因此要大力发展新能源，可再生能源。

　　人们通过燃烧大量的化石燃料，在空气中排放了大量的温室气体，导致温室效应变强，从而导致全球平均气温升高。人类生产生活主要排放的是二氧化碳，主要来源于三大化石燃料的燃烧。温室效应的保温作用可以让地球表面维持适宜的温度，从而为生物的生存提供有利条件。但温室效应增强会导致全球平均气温升高。

　　近几十年来全球平均气温持续升高，气候变暖已成为人类面临的全球性问题之一（图1）。2020年全球平均气温比工业化前水平升高了1.2±0.1°C。2016、2020和2019年成为有记录以来最热的3个年份。由于拉尼娜事件的影响，2021年全球升温1.08°C，略有降低。

　　图1 全球平均气温与工业化前（1850-1900年）水平的差值（不同颜色表示不同数据来源）

　　全球气候变暖导致了很多不利影响，例如导致冰川消融、海平面上升、沿海陆地淹没、生物多样性减少、气象灾害事件频发、粮食减产等。

　　2015年12月12日在巴黎气候变化大会上，世界上196个国家和组织一致通过，《巴黎协定》长期目标是将全球平均气温和工业化时期上升幅度相比把控在2摄氏度以内，并致力于将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。我国在2020年在第75届联合国大会上明确正式提出，二氧化碳排放2030年前达到峰值， 2060年前实现碳中和。

　　有关双碳目标也是我国近些年提出的一个最新政策，目前我国正在朝着这个目标前进。双碳是中国提出的碳减排两阶段目标，简称为“双碳”目标。“碳达峰”：是指二氧化碳的排放达到峰值就不再增长，意味着中国要在2030年前，使二氧化碳的排放总量达到峰值之后，就不再增长，并逐渐下降。“碳中和”：是指在2060年前，中国通过发展新能源、植树造林、节能减排、产业结构调整等形式，抵消自身过多产生的二氧化碳排放量。2020年11月4日，美国退出《巴黎协定》。2021年2月19日，美国方面宣布，正式重新加入《巴黎协定》，并力争2050年实现碳中和。

　　由图可知最重要碳中和的方式是碳替代，也就是能源替代，即太阳能、风能、氢能、核能等新型清洁能源。中国实现新能源替代迫在眉睫，中国的原油对外进口量高达70%，命脉掌握在国外手中，远远超过能源安全红线，长期来说这是非常危险的。目前我国很多领域碳排放已经达达到峰值，从碳达峰到碳中和大概有50~70年的过渡期。我国二氧化碳排放量占全球的30%左右，不仅总排放量超过美国、欧盟、日本的总和，而且从碳达峰到碳中和只有30年时间，现在到碳达峰也不到8年时间，可以是时间紧任务紧急，发展新能源的需求迫在眉睫。

　　全球看，新能源产业方兴未艾，是大势所趋。低碳环保、阻止全球变暖概念成全球主流思想，而新能源产业的发展是实现这个目标的主要手段。中国大力发展新能源产业已经成为优先级别最高的国家策略，这不仅是因为国际舆论的压力，更是中国主动求变的结果。国家对2030年实现碳达峰、2060实现碳中和的决心是不容置疑的。大力发展新能源产业不仅是阻止全球变暖的实际需要，也是中国对传统发达国家实现弯道超车的绝佳机会。

　　新能源发电是大势所趋，在全球能源结构转型的历史浪潮下，其发展前景不言而喻。近几年，我国也不断推出各种政策，不遗余力的支持新能源发电行业的发展。根据我国的“双碳目标”，到2060年，非石化能源消费比重要占到80%以上。也就是说，在未来，风、光等新能源发电要占到总发电量的50%以上。

　　新能源发电行业主要包含风电、太阳能光伏发电、水电、核电等。在传统能源供应日趋紧张，环境保护压力加大的背景下工信部电子信息部2月15日发布消息称，2021年我国光伏产品出口总额超过284亿美元，与2020年约197.5亿美元出口总额相比，增长了43.8%。，新能源成为我国重要的能源战略。

　　在水电行业，中国截至2021年底，中国水电装机总量约为391GW，约占全国发电总装机容量的16.4%左右，新增23.49GW。全球十大水电站中国占了四席，水电装机容量世界第一。

　　在核电行业，中国的核电装机发展水平曾长期落后于发达国家，但现在也是迎头赶上。中国第三代核电站华龙一号开始走出国门，进军世界市场。预计到2035年，中国核电发电量占总发电量的比例可能上升到10%左右。现在中国的风力发电、光伏发电、水力发电的装机量已经排名世界第一，风、光产品是世界上最大的出口国，核电的装机量可能在2030年左右超过美国，成为世界上最大的核电国。按国家规划，到2060年，新能源发电占比将达到80%左右，实现碳中和的目标。这是一个宏大而激动人心的规划。

　　从发电结构来看，2022年1-4月全国风力发电量为2264.7亿千瓦时，占比为8.70%；核能发电量为1316.5亿千瓦时，占比为5.06%；火力发电量为18634.7亿千瓦时，占比为71.59%；水力发电量为3130亿千瓦时，占比为12.02%；太阳能发电量为683.2亿千瓦时，占比为2.62%。

　　还是以传统的火力发电，两者合计占比高达71.59%。而新能源发电（主要指风力发电、水力发电、核能发电、光伏发电）发电占比非常低，风电、水力发电，核电、太阳能发电三者加起来占比不到30%。从这一点来看，新能源发电还有很长的路要走。不过从发展增速来看，新能源发电的发展速度要快于火力发电。结合我国的“双碳目标”，展望未来，我们大致可以看出以上五种发电方式的发展前景。

　　火力发电虽然现在是主力，但因为主要是烧煤发电，是二氧化碳排放的主要来源之一，在碳中和目标的背景下，预计将来很难有增长的空间；水力发电虽不直接造成污染，但水电对地形的要求很高，并且会破坏生态系统，所以历来争议较大；核电同水电一样，虽然没有碳排放的问题，但是核废料和核污染一直是世界上两大难题，此外，核电的安全问题也不容忽，所以我国对发展核电也较为谨慎；风电和太阳能发电就不一样了，这两种发电方式清洁、可再生，并且目前没有“致命”的缺点，也是当前我国大力支持的发电项目。长期来看，风力发电和光伏发电的发展前景是非常可观的。下面，我主要介绍一下风能发电。

　　火力发电作为人类主要的发电方式之一，对能源的消耗是十分巨大的。煤炭资源属于不可再生资源，被开采出并燃烧的资源烧一分就少了一分;而风力则不同，无须担心被消耗殆尽，也不用担心煤炭燃烧后对空气的污染。风能发电相比其他发电方式，最为环保。火力发电燃烧煤炭，燃烧之后产生大量二氧化碳，对温室效应有很大影响。核能发电也是存在很高风险的，例如日本的核电站泄露事件，对人类对其他生物以及环境都有致命性的危害。毋庸置疑，来几年，风力发电将在社会能源生产需求中发挥越来越大的作用。它是廉价，清洁，可再生，无污染的能源来源。更有优势的是，它也能够在不需要任何水的情况下发电;太阳能也具有这些优点。虽然风速是可变的，但风力没有机会耗尽。

　　与传统发电方式相比，风力发电对温室效应更友好，更环保。就以我国首次建成的海上风力发电站为例，单机年发电量达到440万千瓦时，同时每年减少二氧化碳排放量大约3500吨、二氧化硫11吨。据统计，2006年我国总发电量火电占83.2%，水电占14.7%，而火电燃料基本都是煤炭，每年的二氧化碳排放量就达到了30多亿吨，若大力推行风力发电这种可再生清洁能源，每年二氧化碳排放量的减少是非常可观的，对温室效应的产生也有所减缓。我国在能源资源使用思想方面是超前的，提倡“金山银山不如绿水青山”的环保理念。从我国的地理环境、资源分布上分析，我国在该方面更是具有很大优势。我国新疆、蒙古、甘肃等地地处高原，且大部分风力发电站建设在西北地区，地广人稀有着大量风能贮备;海上领域广阔，风能资源也可充分地利用不浪费。风能作为目前最清洁、最环保、最高效的资源，相较于其他发电方式发展潜力是最高的。风电场按照地理位置的分类，可以分为海上和陆上两种。海上风况优于陆地，风速大小和方向的变化率都较低，湍流强度小，疲劳负荷低。风机的寿命有效延长。海上风电的可利用小时数高，而且摆脱了人口密集的限制。

　　风力发电设备的建设时间非常短，单台机组的安装时间只需要几周，5万千瓦容量风能发电的建设时间在半年至一年左右，风力发电机组装机模式灵活，每当增加资金与指标，就可以新安装机组。随着科学技术的发展，越来越多的高科技被用于风力发电机组，风力发电机组的安全性越来越高。机组寿命可长达二十年。目前中型风力发电机组的单位装机容量造价已经接近于火电，低于油电与核电。如果考虑煤电的运输成本和环境保护成本，那么风力发电是目前最便宜的能源。风力发电机组的运行维护比较简单，而且它的自动化水平很高。风力发电机组的实际占地面积也比较小，并且风力发电可以与其他能源发电形式如光伏，水电等的形成互补系统，也可单独运行，进行分散式的布局非常有利。

　　风力发电是利用风力带动风车叶片旋转并通过增速机将旋转的速度提高，从而带动发电机发电。

　　新能源发展是大势所趋，刻不容缓，发展新能源，体现出大国对于碳排放的责任和担当，提升国家公信力；符合可持续发展的理念。

　　1、加大对风光大基地的投资建设，搭建稳定可靠的特高压线、推动煤炭与新能源的优化结合。3、新能源下乡，大力发展分布式光伏和分散式风电。4、加快以新能源为主体的新型电力系统构建，包括储能成本回本机制与配网智能化。5、提高新能源项目审批效应以及加大金融支持力度。