太陽能和風(fēng)能在未來1萬年內(nèi)都不會枯竭,而石油和***則日漸枯竭。***們認(rèn)為,地球上現(xiàn)有的石油和***將在100年內(nèi)枯竭,煤則在900年內(nèi)被用盡。由此可見,化石燃料的日漸枯竭是人類不得不面對的殘酷現(xiàn)實。此外,傳統(tǒng)燃料的使用會在一定程度上污染環(huán)境影響氣候,即使諸如***站等創(chuàng)新性技術(shù)的運用也是如此。
而如今人們找到了一個潔凈能源的解決方案:使用可再生能源,尤其是風(fēng)能。在可再生能源中,風(fēng)能***易于利用,技術(shù)上***成熟,同時其規(guī)?;茝V的潛力也***大。實際上,與其他可再生能源相比,***風(fēng)力發(fā)電市場的發(fā)展速度是***快的。1995年***風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量僅為4500兆瓦,到2005年增至5.9萬兆瓦,至今已突破7萬兆瓦。僅去年一年,現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電場的裝機(jī)容量就增加了26%。風(fēng)電工業(yè)帶來的另一個益處,是為***創(chuàng)造了15萬個就業(yè)機(jī)會,僅在德國就創(chuàng)造了7萬個就業(yè)機(jī)會。越來越多的***開始利用風(fēng)能,建造及擴(kuò)建風(fēng)電場。然而,目前大部分風(fēng)電場都集中在歐洲一些已經(jīng)為可再生能源的發(fā)展建立了相關(guān)***、從而為風(fēng)電發(fā)展鋪平道路的***。風(fēng)電領(lǐng)域的***者是德國和西班牙,因為他們已通過了相關(guān)***,從而為這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大奠定了基礎(chǔ)。
利用風(fēng)能,獲得更多能量
丹麥目前的風(fēng)力發(fā)電量占其電力需求的20%,并有望在2030年達(dá)到35%。在西班牙,這一比例是8%,預(yù)計到2010年底這一數(shù)字能翻一番。德國目前約有1.9萬個風(fēng)力發(fā)電場,總裝機(jī)容量超過2.1萬兆瓦,約占其總電力需求的6.5%。美國的風(fēng)電裝機(jī)容量也同樣在增長,像印度、中國等一些發(fā)展迅速的***也正寄希望于可再生能源,因為其能源需求量在快速增加,又要避免在資源日益匱乏的形勢下延緩追趕發(fā)達(dá)***的腳步。
近年來,風(fēng)電技術(shù)上的進(jìn)步無疑為風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展起到了持續(xù)推動作用。繼首批22千瓦的設(shè)備問世以來,現(xiàn)有技術(shù)水平已允許建造兆瓦級的風(fēng)電場。如今許多風(fēng)力適中的陸上風(fēng)電場,特別是沿海地區(qū)已經(jīng)開始建設(shè)兆瓦級的風(fēng)電場。然而,需要注意的是,海上風(fēng)電場能夠產(chǎn)生更多電能,因為海上的風(fēng)力更強(qiáng)更穩(wěn)。實際上,海上風(fēng)力發(fā)電場的能源輸出約比陸上高40%。海上風(fēng)電場也因此可能會在未來對整個能源供應(yīng)體系做出更大貢獻(xiàn)。
世界上***大的海上風(fēng)力發(fā)電場
西門子于1991年在丹麥建造了世界上***海上風(fēng)力發(fā)電場Vindeby,開創(chuàng)了建設(shè)海上風(fēng)電場的先河。一系列***的項目緊隨其后,比如:哥本哈根(Copenhagen)附近的Middelgrunden海上風(fēng)力發(fā)電場,以及位于波羅的海的Nysted風(fēng)電場。后者是目前世界上***大的海上風(fēng)力發(fā)電場。去年,西門子公司在英格蘭西北海岸利物浦灣的Burbo Banks安裝了25臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)(見右圖)。今年,西門子正計劃在東海岸建成世界上規(guī)模***大的海上風(fēng)電場:總共將在Lynn和InnerDowsing安裝54臺風(fēng)機(jī),總裝機(jī)容量將達(dá)到180兆瓦。西門子發(fā)電集團(tuán)(PG)風(fēng)力發(fā)電部負(fù)責(zé)人AndreasNauen說:“海上風(fēng)能開發(fā)是西門子未來的一個重要市場。我們的風(fēng)電技術(shù)正在為實現(xiàn)環(huán)保而可靠的電力供應(yīng)作出越來越大的貢獻(xiàn)。”
海上風(fēng)力發(fā)電場工程技術(shù)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)與現(xiàn)有電網(wǎng)的接口方面面臨巨大的挑戰(zhàn),同時,海上風(fēng)電場對生態(tài)環(huán)境的影響也引起了關(guān)注。目前,大量的有關(guān)風(fēng)電的環(huán)境兼容性的研究正在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行,旨在保護(hù)海洋環(huán)境。其研究范圍廣泛,包括大量研究及監(jiān)督項目,例如對丹麥Nysted風(fēng)場的研究。***報告現(xiàn)已出爐,表明風(fēng)電和保護(hù)自然環(huán)境之間的沖突是微乎其微的,其對環(huán)境的正面貢獻(xiàn)更大。
遠(yuǎn)離海岸
風(fēng)力發(fā)電的巨大市場在德國海岸線上也可見一斑。預(yù)計到2030年,波羅的海及北海地區(qū)的風(fēng)電裝機(jī)容量約2.5萬兆瓦。這一裝機(jī)容量為德國貢獻(xiàn)了15%的發(fā)電量。德國沿海地區(qū)有望得到數(shù)十億歐元的***,創(chuàng)造約1萬個新的就業(yè)機(jī)會。波羅的海和北海地區(qū)已有40個項目遞交申請,其中21個目前已得到批準(zhǔn)。然而,目前僅有兩個試驗設(shè)備到位,一個在北海的Emden附近,一個在波羅的海的Rostock。德國海上風(fēng)電開發(fā)的滯后是由其繁冗的申請程序和各種環(huán)境法造成的。與斯堪的那維亞和英國不同,德國的自然保***規(guī)定海上風(fēng)力發(fā)電場必須距離海岸線相當(dāng)遠(yuǎn),在那里水深可達(dá)到40米。對技術(shù)的要求也因此比在近海安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)要復(fù)雜得多。為確保能夠經(jīng)受住如此極端的工作條件,西門子把轉(zhuǎn)子葉片設(shè)計為一個整體,從而增強(qiáng)其可靠性和耐用性。
風(fēng)電改造工程——延長舊風(fēng)力發(fā)電場的使用壽命
事實上,目前適合建設(shè)陸上風(fēng)電場的地點已經(jīng)相當(dāng)稀少,但西門子找到了一個解決方案,即改造風(fēng)電場——將***代舊式風(fēng)力發(fā)電機(jī)更換為功能更強(qiáng)的新式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。在德國,首批此類風(fēng)電場已于上世紀(jì)80年代末完成改造。此后,西門子風(fēng)電部開創(chuàng)性地在17座現(xiàn)代化風(fēng)力發(fā)電場完成了數(shù)個風(fēng)力發(fā)電機(jī)改造工程項目。2006年春季,Braderup風(fēng)電場安裝了4臺功率各為2.3兆瓦和4臺各為3.6兆瓦的機(jī)組。這些******的西門子風(fēng)力發(fā)電機(jī)替換了15臺單機(jī)容量為750千瓦的舊機(jī)組。
德國Northern Friesland地區(qū)***風(fēng)電改造工程成果顯著,風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)量減半而輸出功率是原來的兩倍,實際發(fā)電量是原來的三倍。“如果用一半數(shù)量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠?qū)⒐β史槐叮敲磧H德國在未來10到15年內(nèi),風(fēng)電裝機(jī)容量就有望達(dá)到2萬兆瓦。”位于德國布萊梅的西門子風(fēng)能公司負(fù)責(zé)人Dirk Wernicke如是說。
除了對整個能源生產(chǎn)領(lǐng)域產(chǎn)生重大的推動作用外,用現(xiàn)代化風(fēng)力發(fā)電機(jī)替代舊設(shè)備的同時也要保護(hù)現(xiàn)有景觀,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的外形也應(yīng)美觀