1 引言
能源是世界各国的经济命脉。近年来，中国经济持续高速增长，已经成为能源消耗第二大的国家。煤炭等常规能源的紧缺严重影响着电力和经济的发展，而因煤电导致的环境问题也日益加剧。在这种情况下，寻求新能源以优化电力结构已成当务之急，风力发电就是新能源利用中广为推荐的一种。与煤、石油等常规的化石能源不同，风能属于可再生能源，不存在枯竭的问题，而且它分布广泛、蕴含能量巨大；不但如此，利用风能发电还具有常规能源无可比拟的清洁性，所以在环境压力日益加剧的今天，风力发电得到了越来越多的关注与青睐。据调查，目前在世界上可再生能源的开发利用中，风力发电是除水力发电之外，技术最成熟、最具规模开发和有商业化发展前景的发电技术[1]
。
1995年颁布的《中华人民共和国电力法》中，明确提出国家鼓励和支持利用可再生能源发电，这为风电的开发提供了良好的政策环境。由于风电在减轻环境污染、调整能源结构等方面的突出作用，政府先后投入了大量的资金对其进行科学研究和应用推广，使风电技术有了明显提高，装机容量也已经位居亚洲第三位。在“十一五”规划中，国家要逐步加大可再生能源开发的力度，并提出了比以往更为积极的发展政策。除了要扩大风机规模之外，在风电的管理、风电设备的设计、制造方面，都要力争达到国际先进水平。可以预见，在我国的电力结构中,风电将逐步占据着越来越重要的地位。
2 开发风电的重要性
据中国气象科学研究院初步探明，我国风能资源总储量达32．26亿kW，占世界第一位，可开发能量估计在10亿kW
以上，其中陆地约2.53亿kW
、近海约7.5亿kW，风能资源富集区主要在西北、华北北部、东北及东南沿海地区[2]
，因此发展风电的潜力巨大。
风力发电的施工周期较短，相应的维护费用也比较低；发电过程中也不消耗任何燃料，因此基本上不存在有害固体、气体的排放问题，对保护大气环境有积极作用。与煤电相比，风力发电可节省大量淡水资源，减少水污染，还可以进行电量的季节调峰；利用海上风力发电，除了具有上述优点外，对沿海开展海水淡化也起到关键作用。在一些特殊的地区就更可以显示出开发风电的优越性，像边远山区的农牧民、海岛驻军、边防哨所、微波站、气象台站、电视中转台、沿海和内陆湖泊的养殖业用电等，由于其昂贵的费用，靠架电线输电几乎是不现实的，但这些地区的风能往往非常丰富，如果因地制宜利用其风能发电，一方面可以大大减少其他能源发电的费用，推进电力普及，同时也不会给当地的生态环境带来污染。
3 风电发展现状
3.1 风电装机规模
我国风电经过20多年的发展，风电的实际应用已有了长足的进步，在可再生能源的发电利用中仅次于水电。文献[3]对中国风电近些年的总体状况作出了描述，表现出风电蓬勃发展的强劲势头以及越来越广泛的应用规模。最新的调查显示，我国风力发电总装机容量已达到130万kW，有15个省、自治区、直辖市建设了61个风电场，主要分布在内蒙古、甘肃、辽宁、新疆、江苏、河北、广东等地。风电产业发展迅速，还表现在风电设备的国产化率比以往有了明显增长，特别是新疆金风的风电设备水平已经具有一定的市场竞争力，目前已具备制造1200kW以上机组的能力。
3.2 主要扶持政策
作为可再生能源的开发利用项目，风电在产业起步阶段由政府扶持是世界上比较通行的做法。除了《中华人民共和国电力法》明确提出国家鼓励和支持利用可再生能源发电外，最近又进一步在政策和法律方面给予了风电更多支持，为风电的开发利用提供了良性的发展空间。
3.2.1 风电特许权
为促进我国风电发展，政府实施了风电特许权示范项目。所谓特许权经营方式，是用特许权的方法开采国家所有的矿产资源或建设政府监管的公共基础设施项目，项目本身的商业风险由企业承担，政府承担政策变动的风险。2003年国家发改委首次批复了对江苏省如东县和广东省惠来县首批2个100MW风电厂示范项目的特许权公开招标方案。文献[3]介绍了招标的具体要求。2004年又新增了吉林省通榆风电场、内蒙古自治区辉腾锡勒风电场、江苏省如东第二风电场3个100MW
级的风电特许权项目，与2003年招标的主要不同点在于，这次的招标要求风电机组本地化率提高到70％。华睿投资集团于2003年中标获得江苏如东10万kW风电特许权项目，将在今年并网发电。
通过风电特许权的方式，可以在风电领域引入市场运作机制，吸引私有资本，打破垄断；同时也能够刺激投资者的积极性，促进风电设备制造的本地化，利于降低风电设备的造价，进而降低开发商投资风电市场的成本，增强风电市场的竞争力。除此之外，还将促进国内风电相关技术和管理水平的提高。
3.2.2
《可再生能源法》的正式实施
2006年1月1日国家正式实施了《可再生能源法》，构建了一个比较完整的可再生能源法律的系统框架，结束了我国可再生能源发展无法可依的历史。在这部法律中，通过减免税收、鼓励发电并网、优惠上网价格、贴息贷款和财政补贴等激励性政策来激励发电企业和消费者积极参与可再生能源发电。对风电而言，《可再生能源法》无疑为其长远发展提供了必要的法律保障。
在随后颁布的配套法规《可再生能源发电有关管理规定》对发电企业和电网企业的责任等方面作了明确阐述，《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》则在电价的制定和费用分摊等方面作了具体规定，指出风力发电项目的上网电价实行政府指导价，电价标准由国务院价格主管部门按照招标形成的价格确定。
《可再生能源法》及其相关法律的颁布，在风电等可再生能源发展的过程中具有里程碑的意义，它不但把风电的发展列入法律法规作为一项长期的政策来执行，而且同时也加强了法律的实际操作性，提升了风电的战略地位。
3.3 目前风电开发存在的问题
根据国家风电发展规划，到2010年风电装机容量要达到600万kW，到2020年达到3000万kW。而截止2005年底，我国风电装机总容量只有126万kW，占中国电力装机总容量的0.17 ％，远低于
一些发达国家10%的平均水平。尽管风电产业取得了显著的进步，但存在的许多障碍[4]，使风电进一步的发展任务仍十分艰巨。目前风电发展的不足主要表现在以下几方面。
3.3.1 对风能资源和风电场的勘察不够
按照年平均风速的大小，风力资源类型大体可作的划分见表1。
表1风力资源类型
|
资源分区 |
年平均风速 |
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风资源丰富区 |
大于6.5m/s |
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风资源较丰富区 |
5.5～6.5m/s |
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风资源可利用区 |
3.0～5.5m/s |
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风资源不可利用区 |
小于3.0m/s |
通常风力发电的有效风速为3～25m/s，风电场选址的首要条件必须风能资源丰富，因而一般以风资源丰富区和较丰富区为选址对象，具体风电场内风机的选址还应根据测出的年有效风速累计小时数（累计时数越高，投产后风机发电量越大）和有效风能密度确定，在风电场内不同位置的这些数据存在较大差异。所以合理选择场址对提高风力发电的经济效益至关重要，而我国风能资源勘探落后于开发利用，风能资源缺乏详察，政府和风电投资者无据可依，易产生盲目性。
3.3.2 风电技术和风电设备落后
与风能资源形成鲜明对比的是国产机组所占风电市场份额非常小，国内风电设备制造业相对一些发达国家滞后很多年。迄今为止，我国尚不具备自行开发制造大型风电机组的能力，特别是桨叶和控制系统及总装等关键性技术能力低，大型机组依赖进口或与外商合作生产。
据调查，2004年国产机组只占18％，2005年也只有28％，每年的风电设备进口总额高达60亿元，尤其大型风机设备几乎被丹麦、意大利、德国等发达国家全部垄断。国内较大的风力发电设备生产厂家只有新疆金风科技公司和2004年涉足这一行业的大连重工集团有限公司等少数几家。国家发改委要求到2010年风电装机要有70%的国产化率，技术是横亘在国产设备制造商面前的一道难题：国外风电机组样机最大的是5000kW，而中国1200kW以上的机组目前新疆金风刚刚试验成功，其技术仍是落后的“定桨定速”的技术。国内整体的风电制造水平比国外发达国家至少要晚10年，而且技术差距还在拉大，这就使国产设备的竞争力面临严峻的考验。
先进风电设备的生产需要先进的设计理念与先进制造业相结合，其一般的设计使用年限都在20年以上，在这期间设备要经受全天候的考验。无论丹麦还是德国，其风电产业之所以发展迅速，一个重要的原因在于这些国家拥有雄厚的技术实力和强大的制造业[5]。但国内限于制造技术低和投入不足等问题，因而机组质量普遍不高，易出现故障。内蒙古辉腾锡勒电场的94台风机中仅有1台国产机，在 2000年投入发电后，中途出现故障返修，直到2004年才重新使用。
3.3.3 风电成本高，电价居高不下
现有风电场的上网电价一般都在0.6～0.7元／kW·h之间，最高达1.2元／kW·h，远高于煤电电价。风电的成本约为煤电的1.7倍，风电设备通常占了风电成本的80％，我国大部分风电设备依赖进口是造成风电成本偏高的最主要原因。尽管专家测算风电的成本下降空间可达40％左右而火电则十分有限，但如果依靠大量进口设备来发展风电，成本就难有下降的可能，要想大规模开发和利用风电也是根本不现实的。国产的风电设备可以显著地降低风电成本，但由于现在国内设备水平较低，应用规模小，国产设备的价格并不低于进口设备价格。
国内外的经验证明，建设500kW及以上的大型化风电场可明显降低配套设施（主要是输电线路、厂房及道路等）在总投资中的比例，并可降低风电场的单位造价和运行成本，从而降低风
电电价。但是我国最近几年风电规模发展减慢，主要原因在于，随着风电项目规模扩大，初期所需筹措的资金、项目所需的补贴以及电力市场的准入阻力也越来越大。
3.3.4 政策扶持力度不够，与国外差距明显
风电开发前期投入巨大，而国内的风电项目缺乏正常的投融资渠道。国内商业银行对风电项目的贷款期限远短于火电和水电项目的贷款期限，偿还期限大多为7年，利息也没有优惠，使风电只能上一些小规模项目，导致风电难以普及，电价下降缓慢。对风电投入的科研经费不足，则制约着风电技术向高端发展，并会导致科技人才的稀缺。
尽管政府于2003年实施了风电特许权示范项目并于今年正式实施了《可再生能源法》以促进风电发展，但由于长期给予风电的实际关注力度不够，缺少对风电扶持的长期具体措施，与国外政府的扶持政策和取得的成效相比，存在着很大差距。
(1)
法国政府采取投资贷款、减免税收、保证销路、政府定价等措施扶持企业投资风电等可再生能源技术应用项目。
(2)
德国的风能资源远不如法国和英国丰富，但风电发展的世界领先地位却毋庸置疑。20世纪80年代，德国政府资助了一系列研究计划；1991年，国会又通过了强制购电法，为清洁能源提供足够的激励机制并建立起市场，并能参与煤电和核电竞争。由于环保者的努力，政府还设定了到2025年风电至少供应25％发电量的目标。
(3)
丹麦风电产业自20世纪80年代起步，如今其风电机组已主导着全球的市场。风电成功的原因之一在于，每届政府对国家能源计划的立场都非常坚定，务求减少对进口燃料的依赖，尽量做到可持续发展。最近又提出到2030年风电将满足约一半的电力需求。
(4)
日本风力发电发展迅速，装机容量已跻身世界前列。日本新能源政策规定，日本的电力公司有义务扩大可再生能源的利用，一是增加设备自己发电，二是从其他电力公司购买，每年都有一定的指标。
(5)
印度是发展中国家的先锋。风电最初的发展动力来自非常规能源部(MNES)鼓励能源的多元化指导。为了找出最有利的地点，MNES在全国建立起风速测量站的网络。为投资者提供投资成本折旧和免税等多种经济优惠，在2002年推出的免税计划中规定，风电场前10年的收入可享受100％的免税。此外，各省还制定自己的优惠政策。
(6)
风电并网对电力系统产生的影响。我国联网型风力发电始于20世纪80年代，随着越来越多的风电机组并网运行，风电对电网能力提出严峻考验。风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性会造成电压偏差、电压波动和闪变、谐波等电能质量问题，严重时会威胁电网安全，影响用户正常使用，国内目前利用辅助设备提高风电质量的应用才刚起步，有待于进一步深入研究。文献[6－11]对风电并网引发的电能质量问题作了详细分析。
另一方面，在一些风能丰富的地区，比如新疆、内蒙古等地，电网结构非常薄弱，如果在这些地区建设容量在100万kW以上的大型风电机组，主网网架还需要进一步加强，同时也需要深入地分析研究电网系统与风电装机的关系，以及风电运行对电力系统运行的潮流及稳定性等影响。
4 风力发电展望
鉴于对风电优势和常规能源紧张的深入认识，风电将是我国未来大力发展的一项可再生能源发电项目。虽然目前还存在着诸多发展上的困难，但是大力推广风电，增强风电在能源结构中的战略地位，是一个不争的发展趋势。
4.1 增强风资源和风电场址的勘察
风资源的测定以及风电场址选择的得当与否，对提高风电的经济效益至关重要。它是发挥风电作用的前提基础，因此将来应该在这方面增大投入，对我国实际的风资源在总体上有细致准确的了解；慎重选定风电场址，充分考虑风电场对周围环境的影响[12]；对每个风电场的微观选址，即每台风机放置的具体位置，也要有详尽的考察了解。为政府和风电的决策者合理地规划
风电提供正确的指导。
4.2 扩大装机规模及推广风电应用
根据国家风电发展规划，到2010年风电装机容量要达到600万kW，到2020年达到3000万kW。国家“十一五”规划纲要中明确提出将加大风电规模，要建成30个10万kW级以上的大型风电项目，在内蒙古、河北、江苏、甘肃等风能资源丰富的地区形成百万千瓦风电基地。
甘肃省预计“十一五”期间风力发电总装机容量将达100万kW；内蒙古已经制定了以风力发电为主的新能源“十一五”发展规划，到2010年将新开辟5个风电场，使风电总装机容量达到100万kW；新疆风能理论蕴藏量9100亿kW，位居全国第二，而将在吐鲁番小草湖风区建立的200万kW风力发电场是中国目前规划的最大风力发电项目。
对于这些规划，要加大执行力度，切实落实风电的大范围推广。在扩大装机规模的同时，一定要注意风电的渐进发展，做好风电运行对电网、电力系统影响的前期分析，使之与当地电网的发展协调一致。
4.3 提高风电技术
风电技术是风电发展的核心动力，也是降低风电成本和上网电价的关键所在。我国提出，到2010年风电装机要有70%的国产化率，必须在技术上占领竞争制高点。《可再生能源法》规定：“国家将可再生能源开发利用的科学技术研究和产业化发展列为科技发展与高技术产业发展的优先领域，纳入国家科技发展规划和高技术产业发展规划，并安排资金支持可再生能源开发利用的科学技术研究、应用示范和产业化发展，促进可再生能源开发利用的技术进步”。这一规定为风电技术进步创造了良好的契机。
近日，一项领先国际水平的“全永磁悬浮风力发电技术”在广州通过了专家的技术鉴定，采用该技术研制的发电机是我国自主研发的原创新技术成果，使风能发电技术取得了关键性的突破[13]
。全永磁悬浮风力发电机的磁悬浮轴承完全由永磁体构成，不带任何控制系统，具有稳定性好、对运行环境要求低、维护费用少等优点；它还将传统风力发电机3.5m／s的启动风速和4.2m／s的发电风速降低到1.5m／s以下和2m／s，即可实现微风发电。如果这项技术应用于实际，那么在占我国国土面积68％的低风能可利用区和风能较丰富的地区都可使用该发电机，而且比传统风力发电机年发电时间可增加1000
h，提高了风能的利用率，增加了发电量，还可以极大地降低发电成本，节省投入资金，具有明显的竞争优势和推广应用前景。
此外，要提高我国风力发电应用的技术水平，也需要不断增进与发达国家的交流，学习其先进技术，只有清楚彼此差距，才能不断提升我国的风电技术水平。近来，中国运载火箭技术研究院、 西班牙EHN公司、西班牙英莎国际工贸集团（INCEISA）合作三方将出资在江苏建设一家风力发电机制造厂，并在北京建立一家研发中心，力争在中国、乃至世界风力发电领域取得领先地位。
4.4
依托政策扶持积极发展风电
《可再生能源法》的正式实施不但体现了政府对风电等可再生能源的重视，更重要的是给予了风电在法律上的保护，为风电提供良好的发展空间。因此，风电行业应该以《可再生能源法》为契机，充分利用其提供的环境，在吸引资金和人才、规划、设备制造国产化等方面制定系统、可行的发展计划，提高风电的自主技术创新的能力和国际竞争力。逐步研制适合国情的技术和设备，以摆脱对国外的依赖，从而大大降低可再生能源的发电成本，实现真正意义上的普及惠民。
《可再生能源法》规定：“国务院教育行政部门应当将可再生能源知识和技术纳入普通教育、职业教育课程”，这样通过加大对可再生能源的宣传，有利于公众对可再生能源相关知识的认识，从而使风电获得广泛的理解与支持。
5 结束语
中国的风电发展迄今已经有20多年，取得了显著进步。但由于基础薄弱，风电发展的过程中面临的技术落后、政策扶持不够及上网电价高等诸多困难。随着政府和民众对风电的逐步认识以及《可再生能源法》正式实施，与以往相比，风电正面临着更大的发展机遇。风电产业和相关的科研机构应该抓住这一契机，为风电的全面发展作一个系统可行的规划，逐步解决风电发展中的困难，完善风电机制，在提高风电战略地位的同时，早日使风电普及惠民。
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