产业革命伴随着能源革命,能源替代是大势所趋,风能崛起势不可挡

一点风能 2023-04-03
2455 字丨阅读本文需 7 分钟

中国是一个有着14亿人口的人口大国,是一个有着年均GDP达120万亿的世界第二大经济体,是一个在世界上有着无与伦比的工业体系、最多的制造业设备的工业大国。

说这些只有一个目的:我们需要太多的能源来支撑我们巨大的社会经济发展的需求,从人生下来就要终生与能源打交道,没有能源就没有生活,也基本上寸步难行。这就是为什么我们要二滩水电站、小浪底水电站以及三峡大坝后要在金 沙江流域继续修建乌东德水电站、白鹤滩水电站、溪洛渡水电站、向家坝水电站的根本原因。

产业革命的基础和支撑是能源革命,每一次产业革命都伴随着能源革命的成功和进步。从农业社会到工业社会,背后是传统能源例如木材到煤炭的进步;从工业革命到数字革命,背后是煤炭到电力等新型能源的进步;而如今,我们正在由以制造业为代表的工业革命到以算法为代表的数字经济阶段转变。而众所周知,数字经济的代表是算法技术,这需要更多的能源、更清洁的能源作为支撑。

正因为如此,这些年来,你会发现在山间,在海边,在沙漠,在山林,在屋顶,我们修建了很多的太阳能、风能。这些新型能源不仅改变了我们利用能源的方式,也改变了我们生活的方式以及出行的方式。以电动汽车为例,可能大家和我一样,没有想到能够在短短的十年时间能有取代或者必将最终取代油车的奇迹。

经常在北方驾车出行游玩的朋友,一定能在城郊时常看到风力发电风车的身影。这些伫立于郊外的风车,每转动一次,都能够我祖国的大江南北带来一度电。这小小的一度电,可以将8公斤的水烧开,让25瓦的台灯明亮40个小时,让手机充电40次,让安徽省创下16.13元的GDP。

风力发电的作用,不止限于能够推动经济的发展,更为重要的是,它是一种不产生二氧化碳的清洁能源,在促进经济的同时,也能够保证生态环境的绿色和可持续发展。

1843年,焦耳发现的能量守恒定律,为今天风能的发展奠定了理论基础。即能量并不会凭空产生,也并不会凭空消失,而是由一种能量转换为另一种能量。而风能发电的原理,就是通过伫立风车,让风的动能转化为机械能,再由风车的机械能转化为电能,从而实现发电。据测验显示,风速大约上升至3米每秒,便能够使世界上大多数的风力发电站开始发电。

因此,风力发电从某种程度上对风速的要求实际上是并不高的,而这也就促使世界早在上世纪初期便开始掀起了一股开发风能的热潮。最先开发风能的国家有丹麦、美国和苏联。起初这些国家都是使用废旧飞机的旋翼来制作简易的风力发电组用于测验,在测验成功以后,便开始大规模投入使用。

但是,过去的风力发电组和今天的风力发电组也是有很大不同的。今天的风力发电组,主要由桨叶、齿轮箱、搭架和基座四大部分构成。其中风力推动桨叶开始转动,而桨叶转动促使齿轮箱内的发电机装置开始运作,进而产生电力,电力再由电缆传输至需要用电的各个地方,这就是发电机工作的基本原理。

对世界而言,风力发电能够产生的能量几乎"取之不尽,用之不竭"。在风力发电问世之前,英国、法国曾遭遇过一场大规模的强风袭击,这场强风让这两个国家四百座风力磨坊,800座居民房屋,100多座教堂被摧毁。当人们感叹于自然的恐怖时,有科学家特地为此做出了相关的风力测量。据统计,此次强风产生了一千万马力的动能,折合电能750万瓦。

但事实上,这次强风也只是全球风能的冰山一角,据估计,全球可利用的风能有100亿 千瓦,几乎是全球水力发电站的十倍。而全球目前通过煤炭这一传统化石能源提供的电力,不及全球风能总储量的三分之一,这足以见证世界的风能资源是有多么丰富。

经过俄乌冲 突后,很多国家都意识到能源替代的重要性。想要摆脱传统能源的遏制,能源替代势在必行。另一方面在“碳达峰、碳中和”的大背景下,全球能源转型的进程也在不断加速。

全球气候变化问题日益严峻。为实现《巴黎协定》的气候目标,全球能源格局必须进行深刻的变革。减少与能源相关的二氧化碳排放是能源转型的核心,国际可再生能源机构(IRENA)指出,从现在到2050年,与能源相关的二氧化碳排放量需要每年减少3.5%左右,之后还要继续减少,与当前水平相比,到2050年需要将与能源相关的排放量减少70%。

近年来,我国不断出台各项利好风电行业的政策。国家大力推进大型风电光伏基地项目建设。2021年10月,在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上曾宣布,中国将在沙漠、隔壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目。

2022年5月31日,国务院发布《扎实稳住经济的一揽子政策措施》,提出抓紧启动第二批项目。风光大基地承载着中国能源结构调整的重任。根据业内预计的规模,风光大基地项目第二批计划超过400吉瓦,直接投入的资金超过1.6万亿元,可带动相关产业投资3万亿元以上。

中国风电装机容量增速显著。2017-2021年间,我国风电装机规模持续上行,新增风电装机规模逐年提高。根据国家能源局统计,2021年我国累计风电装机规模达到328.48GW,同比增长16.68%,其中新增风电装机规模达47.57GW。

目前,我国陆上风力发电站的建设是颇有成效的,但是目前我国的海上风力发电还有待开发。相比陆上风力发电,海上风力发电的发电效果更加稳定,这是因为夜晚和白天海上和陆地之间形成的温差,必然导致临近海岸地区经常有风。而我国海岸线总长约1.8千米,在世界排名第十。但是相比其他国家,我国最大的优势就是全境大多数都处于温带季风气候区,这让我国的大部分海岸线地区都适合风力发电。

此外,这些沿海地区,也都位于我国经济发展繁荣的东部地带,这些经济发达地区的用电需求量十分庞大。为此,我国制定了"西电东送""西气东输"的总体能源规划。但是,西电东送,西气东输工程需要我国建设大量的电缆和地下管道,并花费资金来维系他们的运作,而未来随着西部地区的发展,对能源的需要也会增加,到那个时候,又应该怎么办呢?这个时候,建设风力发电站的作用就显现出来的。如果国家在东部沿海地区建设海上风力发电站,那么这些海上风力发电站就能够把发来的电更加便捷地输送到东部地区,让东部随时发电,随时用电,这样一来也能减少未来西部的能源需求压力,而东部也能够实现自给自足。

曾有人说:"地球环境并不是天然属于我们的财富,而是我们向后世子孙们借来的财富。"未来地球的命运该怎么发展,终究还是掌握在我们自己的手中。其中,环保就是重中之重。作为后起之秀的中国,不会走之前西方先治理,后发展的老路,而是要实现全面协调可持续的发展,未来的我们,会依靠风能等清洁能源,让自己的发展更为健康环保。因为绿水青山,也就是我们的金山银山。

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