由于公众对气候变化日益关注,风力发电量已增加到2330万千瓦,足以满足2300 万居民用电需求,同时煤电在2001年下降了9%。德国风电量为800万千瓦,几乎占全球风电的1/3,其次是美国415万千瓦,西班牙330万千瓦。该研究所的莱斯特·布朗博士称:“尽管取得了惊人的发展,但地球风力资源的利用还只是个开始。”他对丰富、取之不尽和廉价的风能赞不绝口。
风能市场增长快速
最近,地球政策研究所所长布朗称,2000年世界风能发电量为1780 万千瓦,而2001年则达到2330万千瓦,年增长率为31%,并且风电成本也急剧下降,世界正向风能发电转变。
用于风涡轮机制造及开发风能源的投资回报极高。虽然2000年股市暴跌,高技术公司盈利猛降,但风能工业的发展则一帆风顺。如设在丹麦的Nordex公司是世界上最大的涡轮机制造商之一,其2001年头9个月的营业额上升了19%,新订货上升56%。欧洲风能协会最近已将其2010 年欧洲风能计划从4000万千瓦修正到6000 万千瓦。即便是多年来忽视风能利用的法国,2000年12月也提出,近10年内使风力发电达到500万千瓦。去年 5月,一份报告表明,中国到2005年风力发电量将为250万千瓦。在美国的俄勒冈和华盛顿州的交界处,将建30万千瓦的世界第一个风电厂。德国70多家个体风电开发户,计划在2002年安装259万千瓦风力发电机,2003年也是这一数量,如果成功的话,则在2003年年底,德国风电发电总量将超过德国政府2010年风力发电达1250万千瓦的目标。
布朗说,一个国家若其风电跨过10万千瓦这一门槛,则风电发展速度就会显著加快。美国早在1983年风电就达到了10万千瓦,丹麦则为1987 年,德国为1991年,而印度是1994年。加拿大、中国、意大利、荷兰、 瑞典及英国于1999年跨过了这一门槛。到2002年初,包括占世界人口一半的16个国家都将进入风电快速发展期。
技术创新:风能市场角逐的焦点
科技的快速发展是德国风能获得长足发展的关键。上个世纪90年代初德国生产的风力发电机每台平均功率不到200千瓦,现在已达到1800 千瓦,甚至有的厂家已开始研制2000~5000千瓦功率的风力发电机。
科学技术的发展和生产批量的扩大,风力发电机的制造成本在过去 10年中降低了50%;与此同时,风能投资成本大幅度下降。风能在德国还被称为未来的行业,更为德国的经济发展提供了持续的活力。不仅如此,向来以技术精湛闻名全球的德国人还期待着他们的风力发电设备通过出口赢得海外市场。目前德国本土制造的风力发电设备已经有1/6 用于出口,而在未来这一数字肯定还将上升。德国还在进行风力发电设备的升级改造,继续依靠科技进步推动其发展,即将一些具有300千瓦功率的发电机组升级到1至2兆瓦的发电机组。而另有公司已经开发出了单片叶轮长52米、宽6 米、重达20吨,支撑塔柱高达120米的超级风力发电机组,其单个机组发电功率可达4.5兆瓦,为日后的海上风能利用打下了扎实的技术基础。
但随着科技的发展,利用海上风力发电已提到议事日程。早在1994 年英国伦敦海上工程公司的船舶设计师恩·托恩就领导一个国际性的财团进行风力发电机的计划,以使海上风力发电进入商业经营。这台风力涡轮机有45米高,可以产生1.4兆瓦的电力。海上风力发电机的样机终于研制成功。
英国人设计的风力涡轮发电机采用的是一个空心混凝土制成的稳定浮体平台,在浮体平台上固定一台风力涡轮机。现在荷兰一家帮助俄罗斯打捞遇难核潜艇的公司也从2001年开始建立海上风力发电站,但他们的风力涡轮发电机不是安装在浮体平台上,而是建立在浅海海底的水泥基座上。
发展风力发电的关键环节是新技术和新材料,流体力学专家在这些方面进行了大量的研究,风力发电的技术和材料已有很大的改进。过去风力发电机的叶片是用金属制造的,现在改为用更加轻盈和坚硬的玻璃纤维。专家们对风车车翼的形状也进行了改造,改为流线型外壳。法国法玛通公司还发明了圆盘式交流发电机,取消了原来既笨重又易破碎的部件。这个圆盘形转子装配了750千瓦的空气发电器。遵照这一原理,这家公司正在研制1.5兆瓦的风力发电机。与此同时,德国人和丹麦人已经研制2兆瓦至3兆瓦的发电机。