第1章　绪论

1.1　海上风电的意义

根据联合国气候变化政府间委员会发布的气候变化评估报告，人类活动是过去半个世纪气候变暖的主因（这种可能性超过90%）。气候变化的罪魁祸首就是人类燃烧化石能源释放的以CO2为代表的温室气体。风能作为一种可再生能源，能够在提供能源的同时，减少CO2的排放。根据世界能源委员会的计算，每提供100万kW·h的电量，使用风电可以减少600tCO2的排放。大规模地使用风电，将有利于减缓气候变化。同时，使用风电还可以减少传统能源的使用，缓解燃煤等带来的区域性环境问题。国家发展和改革委员会发布的数据表明，因燃煤造成的SO2和烟尘排放量占我国排放总量的70%～80%，SO2排放形成的酸雨面积已占国土面积的1/3。环境污染给我国社会经济发展和人民健康带来了严重影响。世界银行估计到2020年我国由于空气污染造成的环境和健康损失将达到GDP总量的13%。

图1－1　我国风电装机规模增长情况（数据来源：中国风电协会CWEA）

在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为一种可再生的清洁能源正日益得到世界各国政府的重视并得到了快速的发展。美国早在1974年就开始实行联邦风能计划，丹麦在1978年即建成日德兰风力发电站，瑞士1990年风电装机容量已达350MW，亚洲的风电也保持了较快的发展势头。图1－1显示出近年来我国风电装机规模的增长情况。1997—2006年，世界风电装机规模增长了近9倍，有5个国家新增装机容量超过1000MW，我国在新增装机容量方面居世界第五位。在累计装机容量方面，我国居世界第六位，但是与德国、西班牙、美国等发达国家相比差距明显，与同为发展中国家的印度相比也较为落后。2006年全球风电新增装机容量达14900MW，同比增长25%。到2008年末全球累计装机容量达到了120.8GW，增长幅度为28.8%。从近年来我国风电发展形势判断，原来设定的2010年风电装机容量500万kW的目标到2008年年底已经实现，即提前两年完成，2020年实现装机容量3000万kW目标的实现前景良好。长期目标是经过10～15年的准备，在2020年前后风电能够与其他常规能源发电技术相竞争，成为火电、水电之后的第三大常规发电电源，至少达到装机容量3000万kW，积极创造条件实现1亿kW，届时占总发电装机容量的8%～10%，2040年或2050年实现5亿kW乃至8亿kW，在发电装机和发电量中占据20%以上。我国在2050年的风电装机预计可以达到4亿～6亿kW，届时风电将成为继火电、水电之后的第三大发电电源。

我国海上具有丰富的风能资源，有数据显示，近海10m水深的风能资源约1亿kW，近海20m水深的风能资源约3亿kW，近海30m水深的风能资源约4.9亿kW。尽管海上风电一直都是关注的焦点，但时至今日海上风电占全球装机容量的比例仍很低（2011年的装机容量为1000MW，约占年度市场的2.5%），到2020年，即便是根据最为乐观的预期，海上风电占全球的装机容量不超过10%。不过，海上风电作为未来可再生能源的重要发展方向，的确具有诸多优势：①资源丰富、风速稳定，平均风速多在8m/s以上，比平原高20%，发电量可增加70%；②节省土地资源，人类生活和环境方面的负面影响较少；③大型海上风电场普遍离海岸20km以上，可开发海域大，适合大规模开发；④海上风电可以允许的风电机组的容量更大，组件运输相对方便，单位造价有优势；⑤海上风湍流强度小，具有稳定的主导风向，机组承受的疲劳负荷较低，风机寿命延长。因此，世界各国出台了各种利好政策，海上风电迅速成为世界上发展最快的绿色能源技术，在世界各国掀起了建设高潮。欧洲风能协会的目标是到2020年实现海上风电场占现有风电总装机容量的39%，总容量达到70GW。在中国，发展海上风电也已成为能源战略的一个重要内容。