第1章　緒論

1.1　海上風電的意義

根據聯合國氣候變化政府間委員會發布的氣候變化評估報告，人類活動是過去半個世紀氣候變暖的主因（這種可能性超過90%）。氣候變化的罪魁禍首就是人類燃燒化石能源釋放的以CO2為代表的溫室氣體。風能作為一種可再生能源，能夠在提供能源的同時，減少CO2的排放。根據世界能源委員會的計算，每提供100萬kW·h的電量，使用風電可以減少600tCO2的排放。大規模地使用風電，將有利于減緩氣候變化。同時，使用風電還可以減少傳統能源的使用，緩解燃煤等帶來的區域性環境問題。國家發展和改革委員會發布的數據表明，因燃煤造成的SO2和煙塵排放量占我國排放總量的70%～80%，SO2排放形成的酸雨面積已占國土面積的1/3。環境污染給我國社會經濟發展和人民健康帶來了嚴重影響。世界銀行估計到2020年我國由于空氣污染造成的環境和健康損失將達到GDP總量的13%。

圖1－1　我國風電裝機規模增長情況（數據來源：中國風電協會CWEA）

在常規能源告急和全球生態環境惡化的雙重壓力下，風能作為一種可再生的清潔能源正日益得到世界各國政府的重視并得到了快速的發展。美國早在1974年就開始實行聯邦風能計劃，丹麥在1978年即建成日德蘭風力發電站，瑞士1990年風電裝機容量已達350MW，亞洲的風電也保持了較快的發展勢頭。圖1－1顯示出近年來我國風電裝機規模的增長情況。1997—2006年，世界風電裝機規模增長了近9倍，有5個國家新增裝機容量超過1000MW，我國在新增裝機容量方面居世界第五位。在累計裝機容量方面，我國居世界第六位，但是與德國、西班牙、美國等發達國家相比差距明顯，與同為發展中國家的印度相比也較為落后。2006年全球風電新增裝機容量達14900MW，同比增長25%。到2008年末全球累計裝機容量達到了120.8GW，增長幅度為28.8%。從近年來我國風電發展形勢判斷，原來設定的2010年風電裝機容量500萬kW的目標到2008年年底已經實現，即提前兩年完成，2020年實現裝機容量3000萬kW目標的實現前景良好。長期目標是經過10～15年的準備，在2020年前后風電能夠與其他常規能源發電技術相競爭，成為火電、水電之后的第三大常規發電電源，至少達到裝機容量3000萬kW，積極創造條件實現1億kW，屆時占總發電裝機容量的8%～10%，2040年或2050年實現5億kW乃至8億kW，在發電裝機和發電量中占據20%以上。我國在2050年的風電裝機預計可以達到4億～6億kW，屆時風電將成為繼火電、水電之后的第三大發電電源。

我國海上具有豐富的風能資源，有數據顯示，近海10m水深的風能資源約1億kW，近海20m水深的風能資源約3億kW，近海30m水深的風能資源約4.9億kW。盡管海上風電一直都是關注的焦點，但時至今日海上風電占全球裝機容量的比例仍很低（2011年的裝機容量為1000MW，約占年度市場的2.5%），到2020年，即便是根據最為樂觀的預期，海上風電占全球的裝機容量不超過10%。不過，海上風電作為未來可再生能源的重要發展方向，的確具有諸多優勢：①資源豐富、風速穩定，平均風速多在8m/s以上，比平原高20%，發電量可增加70%；②節省土地資源，人類生活和環境方面的負面影響較少；③大型海上風電場普遍離海岸20km以上，可開發海域大，適合大規模開發；④海上風電可以允許的風電機組的容量更大，組件運輸相對方便，單位造價有優勢；⑤海上風湍流強度小，具有穩定的主導風向，機組承受的疲勞負荷較低，風機壽命延長。因此，世界各國出臺了各種利好政策，海上風電迅速成為世界上發展最快的綠色能源技術，在世界各國掀起了建設高潮。歐洲風能協會的目標是到2020年實現海上風電場占現有風電總裝機容量的39%，總容量達到70GW。在中國，發展海上風電也已成為能源戰略的一個重要內容。