————風(fēng)電技術(shù)革新改變能源格局
當(dāng)打開電腦、電視、空調(diào)的時(shí)候，你會(huì)選擇一個(gè)排放二氧化碳、粉塵污染，但是廉價(jià)的能源，能減少生活開支；還是一個(gè)是綠色環(huán)保（加工、制造過程的污染除外），但是價(jià)格昂貴能源呢？無論我們選擇那種能源，新能源未來替代傳統(tǒng)能源已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)。從傳統(tǒng)的煤炭能源向以風(fēng)電為代表的新能源過渡還要多遠(yuǎn)，卻是個(gè)未知數(shù)。
一、煤炭還有多少年
建國以來，煤炭在一次能源消費(fèi)構(gòu)成中一直占70%以上。2002年國內(nèi)煤炭消費(fèi)13億噸，占國內(nèi)一次能源消費(fèi)量的66%；而2015年國內(nèi)煤炭消費(fèi)達(dá)37.5億噸，占國內(nèi)一次能源消費(fèi)量的72.1%。
圖1燃燒的煤炭
煤炭是工業(yè)社會(huì)的產(chǎn)物，因工業(yè)社會(huì)興起，卻要因資源枯竭逐漸淡出人們的視野。山東省煤炭工業(yè)局發(fā)布了《關(guān)于加快推進(jìn)全省煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)方式調(diào)結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)意見》，該《意見》中透露，山東剩余可采的煤炭?jī)?chǔ)量?jī)H能維持20年。該報(bào)告印發(fā)與2010年9月13日，現(xiàn)在已經(jīng)過去了六個(gè)年頭。產(chǎn)煤大省的山西，很多煤礦也面臨資源枯竭的問題，比如臨汾：很多煤礦可以開采的時(shí)間卻不長(zhǎng)，有的煤礦3，5年就報(bào)廢了，有的10年左右。2013年《BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》發(fā)布，該報(bào)告顯示，2012年中國煤炭產(chǎn)量占全球煤炭總產(chǎn)量的47.5%，煤炭消費(fèi)量占全球煤炭總消費(fèi)量的50.2%。如此大的開采強(qiáng)度，與如此小的儲(chǔ)采比，形成了鮮明的對(duì)比，頗讓人憂思。 中國現(xiàn)有的煤炭?jī)?chǔ)量只能開采31年。隨著人們生活質(zhì)量的提高，人均能源的消耗日益增長(zhǎng)，這個(gè)年限還會(huì)更短。
煤炭留給我們的時(shí)間已經(jīng)不多了，而作為煤炭的繼任者，風(fēng)電帶來的不是希望，更多的是質(zhì)疑。
圖2煤炭資源
二、風(fēng)電帶來了什么
當(dāng)風(fēng)電行業(yè)內(nèi)人士在奔走呼吁完善建立健全財(cái)政補(bǔ)貼機(jī)制的時(shí)候。煤炭行業(yè)將有130萬從業(yè)人員面臨失業(yè)，鋼鐵50萬，非國有的建筑、機(jī)械、水泥等行業(yè)會(huì)有更多人面臨失業(yè)或已經(jīng)失業(yè)。
圖3煤礦工人
國家不是財(cái)富的制造者，是社會(huì)資源的調(diào)配師，保證中國這條大船上的各個(gè)行業(yè)能夠在波濤洶涌的大海上平穩(wěn)、健康的行駛。在整體經(jīng)濟(jì)不景氣的情況，絕大部分行業(yè)奄奄一息的時(shí)候，財(cái)政本來就捉襟見肘，還要拿出僅有的資源補(bǔ)貼一個(gè)看不到希望的行業(yè)。而其他行業(yè)卻要在生死邊緣掙扎。
圖4密布的海裝風(fēng)機(jī)
2014年，“威馬遜”重創(chuàng)華能集團(tuán)旗下的海南文昌風(fēng)電場(chǎng)3臺(tái)機(jī)組損毀，1臺(tái)被整體吹倒，2臺(tái)葉片飛掉；粵電集團(tuán)旗下的湛江徐聞?dòng)率匡L(fēng)電場(chǎng)13臺(tái)風(fēng)機(jī)被整體吹倒，5臺(tái)出現(xiàn)葉片破裂、機(jī)艙被揭開、發(fā)電機(jī)掉落。從近年來風(fēng)機(jī)受損的情況看，即便是在設(shè)計(jì)的極限風(fēng)速以內(nèi)，仍有部分風(fēng)機(jī)在臺(tái)風(fēng)中遭受重大損失。2006年，臺(tái)風(fēng)“桑美”正面襲擊了浙江蒼南風(fēng)電場(chǎng)，5臺(tái)風(fēng)機(jī)瞬間倒塌，若干風(fēng)機(jī)葉片折斷，對(duì)風(fēng)場(chǎng)打擊幾近毀滅性。
而國內(nèi)絕大部分地區(qū)發(fā)電風(fēng)時(shí)低于2000小時(shí)，2014年有的地區(qū)只有1333小時(shí)，風(fēng)電投資回收堪憂。
三北地區(qū)風(fēng)能資源豐富，棄風(fēng)棄電的問題嚴(yán)重。國家通過強(qiáng)制手段進(jìn)行消納，如遇洶涌洪水采取的是“堵”而非“疏”，最多也就是治標(biāo)而未治本。一個(gè)就連電力消納都要行政命令，那么培養(yǎng)出來的只能是“中國家長(zhǎng)式”的行業(yè)。
風(fēng)電裝備企業(yè)
在國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)“井噴”式的發(fā)展，風(fēng)電裝備企業(yè)如雨后春筍，競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。每千瓦3500-4000元的造價(jià)，風(fēng)場(chǎng)的前期測(cè)量，3-5年風(fēng)電質(zhì)保，尤其是一些重要部件的終身維保，如果在設(shè)備質(zhì)量和原材料上不打折扣，還有多大的利潤(rùn)空間和附加值呢？
面對(duì)中國龐大的風(fēng)電市場(chǎng)，外國風(fēng)電巨頭采取的是紛紛退出市場(chǎng)，難道他們不愿吃這塊肥肉，還是塊雞肋，甚至怕?lián)?fù)更大的風(fēng)險(xiǎn)？2020年只是轉(zhuǎn)瞬即過的時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)政策的天平不再傾斜于風(fēng)電行業(yè)時(shí)，我們今天瘋狂上馬的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)也要隨著政策光芒褪去，而逐漸消失嗎？那么將有多少風(fēng)電裝備企業(yè)會(huì)被踢出這個(gè)行業(yè)，今天風(fēng)電行業(yè)投入的大量社會(huì)資源該有誰去買單。
能源問題不能簡(jiǎn)單的是一個(gè)行業(yè)問題，在大量消耗能源的工業(yè)社會(huì)，能源問題是整個(gè)社會(huì)都要面對(duì)的問題。一個(gè)行業(yè)初期是需要政策扶持、財(cái)政補(bǔ)貼，但是一個(gè)行業(yè)的良性、健康發(fā)展需要的是行業(yè)自身技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)革新。
風(fēng)電想獲得除“五大四小”豪門之外的社會(huì)資源的支持，必須克服兩大問題：1.投資收益率，更短的回收周期；2.安全服務(wù)壽命，低運(yùn)維，更長(zhǎng)的安全服務(wù)年限而非現(xiàn)在20年。
圖5風(fēng)電事故
三、風(fēng)電技術(shù)革新
筆者在上一篇文章《從煤炭到風(fēng)電垂直軸風(fēng)電技術(shù)革新能否改寫能源版圖》或《垂直軸風(fēng)電技術(shù)革新能否改寫能源版圖》中談到了克服垂直軸震動(dòng)、效率兩個(gè)問題。其中，既能獲得阻力型強(qiáng)勁力矩又能比升力型更小的阻力，風(fēng)能利用率會(huì)獲得大幅度提高，超過水平軸只是細(xì)節(jié)問題。這次主要談?wù)摰氖侨齻€(gè)指標(biāo)中的：6m/s風(fēng)速滿發(fā)。
6m/s風(fēng)速滿發(fā)意味著什么？
6m/s風(fēng)速屬于低風(fēng)速區(qū)，風(fēng)功率較低，因?yàn)榧夹g(shù)原因，不被業(yè)內(nèi)人員認(rèn)可。目前全國范圍內(nèi)可利用的低風(fēng)速資源面積約占全國風(fēng)能資源區(qū)的68%，且均接近電網(wǎng)負(fù)荷的受端地區(qū)。
首先看一下這幅圖，東部某低風(fēng)速地區(qū)一年中逐時(shí)風(fēng)速統(tǒng)計(jì)圖。6-7m/s的風(fēng)時(shí)是10m/s的5.17倍；4-5m/s的風(fēng)時(shí)是8-9m/s的6.03倍；
圖6.低風(fēng)區(qū)全年風(fēng)速統(tǒng)計(jì)圖
?。破找幌拢喊l(fā)電小時(shí)數(shù)：統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)風(fēng)機(jī)發(fā)電量折算到滿負(fù)荷狀態(tài)下的發(fā)電時(shí)間，即總發(fā)電量除以風(fēng)機(jī)的額定裝機(jī)容量。）
這里我們做個(gè)大膽假設(shè)，自然風(fēng)速是6m/s時(shí)，就相當(dāng)于在風(fēng)機(jī)上10m/s的發(fā)電輸出能力，而發(fā)電風(fēng)時(shí)能提高5.17倍；
圖7.6m/s發(fā)電能力對(duì)比
自然風(fēng)速4-5m/s時(shí)，就相當(dāng)于在風(fēng)機(jī)上8-9m/s的發(fā)電輸出能力，發(fā)電風(fēng)時(shí)提高6倍；
圖8.4-5m/s發(fā)電能力對(duì)比
那么整體發(fā)電風(fēng)時(shí)就會(huì)大幅度的提高，度電成本顯著降低。度電成本一旦和火電成本平齊或者比火電還要低的時(shí)候，那么三北地區(qū)的棄風(fēng)問題也就迎刃而解了，為何還要政策強(qiáng)制執(zhí)行消納呢？
當(dāng)然，6m/s風(fēng)速滿發(fā)，水平軸風(fēng)電需要增加葉片實(shí)度和葉片長(zhǎng)度，卻要犧牲安全余量，不利于風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行。當(dāng)前水平軸技術(shù)很難做到，這需要一項(xiàng)嶄新的原創(chuàng)技術(shù)。因?yàn)楣灿邪藗€(gè)內(nèi)容，兩個(gè)經(jīng)營(yíng)運(yùn)行，三個(gè)基本結(jié)構(gòu)，今天只談這些。
四、風(fēng)電的社會(huì)問題
圖9.密布的大風(fēng)車
丹麥在2025年全面停火電，2020年的目標(biāo)是50%的電力來自風(fēng)電。我們一邊是羨慕，一邊是效仿?？墒堑溨挥?00多萬人口，僅相當(dāng)于中國的一個(gè)地級(jí)市人口。假如一個(gè)風(fēng)電葉片斷裂落地的話，在丹麥砸中一個(gè)人，我們則要付出幾百人的代價(jià)；同樣，一個(gè)新能源百分比的提高，我們需要付出百倍甚至千倍的努力。今天密布的風(fēng)機(jī)，風(fēng)光無限的大風(fēng)車，十?dāng)?shù)年后，數(shù)百噸重的東西在上百米的高空面臨整體維修、老化、退役的時(shí)候，不僅帶來的安全問題，更嚴(yán)重的是社會(huì)問題。
最后，希望政策的制定者，不能光考慮“量”的提高，還要技術(shù)上“質(zhì)”的飛躍；對(duì)于煤企的掌門人，抓住這次能源的轉(zhuǎn)型機(jī)會(huì)；而對(duì)于風(fēng)電裝備企業(yè)，重新審視現(xiàn)有的風(fēng)電技術(shù)，加入我們從煤炭到風(fēng)電的計(jì)劃中。
