盐城市沿海风能资源评价*

2014-07-31 07:26
关键词:滩涂盐城市风能

凌 申

(盐城师范学院 江苏沿海开发研究院,江苏 盐城 224051)

风能资源开发已成为世界上新能源发展的主要方向。欧洲风能协会提出了到2020年世界风电装机容量12×108kW,风电占世界电力12%的发展目标[1]。美国到2020年风力发电将从现在的1%增加到5%。盐城市沿海风能资源丰富,是风力发电的重点实施地区,应依托资源优势,抢抓江苏沿海开发上升为国家战略和国家大力度推广新能源的政策机遇,加快培植壮大风电产业,加快新能源基地建设,促进产业结构优化升级,以形成区域竞争的新优势。

一、区域内基本情况

盐城市东濒黄海,地处我国海岸线中部,总面积1.69×104km2,总人口810万[2],是江苏著名的沿海城市。海岸线呈南北延伸,长582 km,占江苏省海岸线总长度56%。盐城市沿海滩涂总面积4 550 km2,占江苏沿海滩涂总面积的67%,拥有江苏省最大的、最具潜力的土地后备资源。区域内属亚热带与温带季风气候区,沿海地区年平均风速在3 m/s以上,海岸线附近风速在4—5 m/s之间,风能资源开发潜力巨大,是打造江苏沿海“海上三峡”的理想之地。

自2009年国务院颁布实施《江苏沿海地区发展规划》以来,以风力发电为代表的新能源产业异军突起,成为我国东部沿海开发一道亮丽的风景线,也成为盐城市沿海大开发的一部重头戏,具有广阔的发展前景。

二、盐城市沿海风能资源禀赋分析

盐城沿海风能资源极为丰富,占到江苏全省的2/3。据专家评估,在现有技术和施工条件下,具有建设14 700 MW以上大型风电场的开发潜力,是江苏重点打造未来新能源基地的沿海城市,也是江苏沿海地区经济发展的增长极。

(一)沿海风能资源丰富

江苏沿海风能资源丰富,10 m高度年平均风速普遍大于4 m/s,在4.3—5.1 m/s之间;70 m高度年平均风速在6.6—7.1 m/s之间,是我国风能资源富集的沿海省份,其中盐城市沿海风力资源尤为丰富。据盐城市沿海测风塔测定,70 m塔平均风速大于7 m/s,已达到国家认定的具有重大开发价值标准,市域582 km海岸线大多位于风能丰富区。沿海各县平均风能密度在100—140 W/m2之间,大丰年有效风能密度最大,为140.1 W/m2。各县年有效风能一般在330—650 kW·h/m2之间,大丰市最大达653.6 kW·h/m2,响水县达598.3 kW·h/m2,东台最低为336.9 kW·h/m2,但仍有较大的开发价值(图1)。

图1 盐城沿海各县(市)年有效风能

图2 盐城沿海年平均风能密度分布图

(二)沿海有效风能时数多

江苏沿海面向太平洋,夏季以东南风为主,冬季以西北风为主,属典型的季风气候。夏、秋两季热带气旋活动频繁,常出现台风天气,呈现出风力大、时间长的特点。盐城沿海地区年平均风速达3.83 m/s,年有效风能为495 kW·h/m2,年有效风速时数在4 000—5 000 h之间,大丰市与响水县沿海年有效风速时数达4 500 h以上,具有极高的开发与利用价值。

(三)风能资源空间分布特征

因受常年盛行风、海陆位置、地形等因素影响,区域内风能资源的空间分布具有鲜明的东西差异(图2)。从有效风能密度看,总体呈现东大西小之势,年平均风能密度曲线大致沿NW-SE走向的海岸线平行,近海一线年平均风能密度大于100 W/m2,西部陆域小于100 W/m2,最西部地区已低于40 W/m2。有效风能密度线北部、南部略向海突出,中部略向陆凹入,反映盐城沿海有效风能密度呈现南北高、中部低的特点。位于废黄河三角洲地区的滨海、响水沿海年平均风能密度分别达到128 W/m2、134.7 W/m2,大丰沿海更达到140.1 W/m2。从海陆对比看,海上风能明显大于陆上,年平均风能密度一般可达200—300 W/m2,外海在400 W/m2以上。盐城市近海海域海底地势平缓,水深大多不足15 m,有面积达1 000 km2以上的辐射沙脊群。近海风功率密度比陆上大25%—30%,且风能资源禀赋好,是建设单机容量2 MW以上的风电场的理想场所。

(四)风能资源季节分配不均

盐城市沿海属亚热带与温带季风气候区,夏季盛行东南风,冬季盛行西北风,风向季节变化明显,风能资源一年中也存在较大的季节差异(图3),表现为冬季、春季较大,夏季、秋季较小。按月份统计,3—5月是全年风速最大月份,4月份月平均风速达5 m/s以上;9—10月是全年风速最小月份,10月平均风速仅2.5 m/s左右。一年中,春季是盐城沿海风能资源最丰富的季节,其中,响水、滨海、射阳等站点春季风能密度比秋季最大可高出一倍多,有效时数最大可相差50%[3]。盐城沿海地处寒潮南下通道,由于在秋末至春初之间亚洲大陆北方形成强大的高气压,寒潮频繁南下,风力异常强劲,风能资源集中;另外,盐城最大风速主要出现在7—9月热带气旋活动的季节,风力可达20—25 m/s(岸内带一侧),也带来了丰富的风能资源。

图3 盐城沿海各县(市)月平均风速(单位:m/s)

(五)土地后备资源丰富

盐城市拥有江苏省约60%的海岸线,沿海滩涂幅员辽阔,具有丰富的土地后备资源。自公元1128年黄河北归山东入海以后,江苏射阳河口以南海涂淤长迅速,周围环境空旷平坦,滩涂向外海延伸速度快、不断淤长,且浅海区辽阔,为风电场建设提供了理想的空间环境。尤其是盐城市沿海地带分布有世界上罕见的辐射沙脊群,面积广达13.33×104hm2(表1),成为世界上极罕见的建设大型海上风电场的最佳场区。盐城沿海地带人烟稀少,多为待开发的荒地,不仅为风电场建设提供了广阔的空间,还可节省大量人口迁移的资金。

表1 盐城市南部沿海滩涂资源与可建风电场规模

三、盐城市沿海风能资源开发利用的原则

(一)因地制宜的原则

风能资源开发与风电场建设是一项技术含量很高的新能源产业。风力发电对资源禀赋要求很高,同时占有大量的土地资源。盐城市沿海发展风力发电应体现因地制宜的原则,切不可形成大干快上、到处开花、过度开发的局面。

(二)效益优先的原则

我国大型并网风力发电设备制造技术与国外先进水平相比有较大的差距,设备多为进口,增加了风力发电成本。盐城是苏北经济欠发达地区的一座新兴工业城市,发展风电是为了振兴地方经济,寻求新的经济增长极,所以必须坚持效益优先的原则,进行科学规划,加强科技创新,追求规模效益,使风电产业能够健康发展。

(三)可持续发展原则

盐城市地处江苏东部、长三角北缘,发展风电是保证盐城市、长三角地区区域可持续发展的一项战略决策。所以,坚持可持续发展的原则,将风电事业作为百年大计来抓,合理利用资源、攻克技术难关、延伸产业链,使之成为盐城沿海风能资源开发永远的追求目标。

(四)生态统筹的原则

盐城沿海拥有亚洲东部最大的一片滩涂湿地。江苏盐城珍禽国家级自然保护区、大丰麋鹿国家级自然保护区、东台中华鲟自然保护区等都位于盐城沿海。风能资源的开发虽然不会造成大气及水源污染,但噪音与气流的扰动对鸟类的栖息存在一定的影响。所以,应在生态统筹的前提下,将风能资源的开发与生态保护有机结合起来,达到生态效益、经济效益双赢。

表2 盐城市沿海五县(市)风能资源评价

四、沿海风能资源开发利用评价

(一)开发利用总体评价

盐城市濒临黄海,属于亚热带季风与温带季风过渡气候区,沿海风力强劲,有效风能密度大,有效风能时数多,风能资源丰富。市域海岸线绵长,多数为淤泥质海岸,滩涂面积广大,尤其是南部具有世界罕见的巨大的辐射沙脊群,土地资源丰富,具有发展风电场优越的空间条件。沿海地区人口稀少,滩涂多未开发,建设风电场无需大量移民、拆迁,减少了投资成本,具有建设大型风电场的理想条件。江苏及长三角地区经济发达,能源消耗量巨大,化石能源资源紧缺,急需开拓新的能源空间。盐城市地处长三角的北缘,属经济后发地区,需寻找新的经济增长极带动区域发展,以风能资源开发为代表的新能源产业具有广阔的发展前景,可将盐城市打造成我国东部沿海的大型新能源基地。

(二)沿海县(市)风能资源评价

盐城沿海共3县2市,自北向南依次是响水县、滨海县、射阳县、大丰市、东台市,由于地理位置、资源条件、岸线特点存在明显的差异,各县市风能资源禀赋、开发规模与前景也不相同。北部响水县、滨海县处于废黄河三角洲地区,岸线突出海中,风能资源丰富,但是海岸处强烈侵蚀区,滩涂面积有限,可根据滩涂资源与空间容量建设大、中型风电场。射阳县、大丰市、东台市地处风能资源丰富、较丰富区,属淤长型海岸,滩涂资源丰富,可建设大型风电场(表2)。

(三)沿海风能资源开发利用

盐城市沿海风电可开发总量达14 700 MW,其中陆上1 700 MW,海上13 000 MW,占全省风电可开发总量的三分之二以上。在近期江苏沿海规划的10 000 MW风电场建设中,盐城市总量达到6 300 MW。2—3年以后,盐城将建成6 000 MW的风电场,风电产业销售规模可达500亿元,成为服务长三角乃至整个华东地区的重要能源基地。沿海风电资源的开发利用,要注意以下问题:

1.加强科学规划,进行整体布局

风能资源开发与风电场的建设,投资成本大,技术要求高,我国自20世纪90年代开始风力发电才得到迅速发展[4]。盐城市风电产业发展要从全局的战略高度出发,整体规划,科学布局。规划要加强区域内统筹协调,既要避免一哄而上、大风车到处转的盲目上马,也要避免急功近利、求大求快的过热投资;既要考虑到风电场的建设,也要从新能源产业整体发展考虑新能源产业链的延伸;既要考虑新能源产业基地的建设,也要考虑沿海现代农业建设、港口建设、城镇建设、产业发展等;使沿海风电资源开发利用成为江苏沿海开发系统工程中不可或缺的一部分,有序发展、有节进行。

2.加强政策扶持,搭建保障平台

风能资源开发利用是发展低碳经济的有效途径,是未来能源发展的方向。但是,在开发初始阶段面临着投资大、成本高、技术难度大等种种困难。应充分发挥政府引导、扶持的行政功能,从税收、信贷、投资、用地及电价制度等多方面加大政策扶持力度,降低风电上网成本和上网电价,给使用方提供“绿色电价”,确保风电产业具有合理的收益。另外,政府要出台风电产业政策,鼓励社会资本投资风电设备制造业和风电建设服务业,鼓励企业竞争和技术创新,提高风机制造水平和市场竞争力,将盐城市打造成我国重要的风电产业基地。

3.加强风-光组合,有效利用风能、太阳能

江苏沿海发展新能源产业,不仅拥有资源条件优越的风电,同时也具有发展太阳能光伏产业的独特优势,境内年均日照时数在2 250—2 500 h之间[5]。要处理好风电场建设与光伏电站建设的关系,风电制造业与光伏装备制造业培植的关系。在空间布局上应采用“风-光组合”的新能源发展新模式,利用沿海地区广袤的滩涂,实行空中发展风电,地面发展太阳能,使“东方红,太阳升;风光产业看盐城”的梦想成为现实。

4.重视环境保护,实现人地和谐

盐城沿海是我国候鸟迁徙的必经之地,境内江苏盐城珍禽国家级自然保护区、大丰麋鹿国家级自然保护区等,拥有国家一类保护鸟类11种,二类保护鸟类36种,每年来此越冬的丹顶鹤达1 200只,占世界野生种群的60%。大丰麋鹿国家级自然保护区有麋鹿2 000多头,此外还有数百种鸟类在迁徙过程中来此越冬。风电是清洁、可再生能源,但是风机运行产生的噪声、叶片转动等对鸟类的飞行会产生一定的干扰。所以,风电场的建设应考虑到生物多样性的保护和鸟类迁移,要远离自然保护区,实现人地和谐,发展与生态保护共赢。

【参考文献】

[1] 凌申.江苏沿海风能资源禀赋与开发利用研究[J].资源开发与市场,2010,26(1):48-51.

[2] 牟国义.2009江苏年鉴[J].江苏年鉴,2009:536.

[3] 江苏省海洋渔业局.江苏省大比例尺海洋功能区划报告[M].北京:中国海洋出版社,2001:52.

[4] 杨振斌.中国风能资源[J].大自然,2007(2):48-49.

[5] 凌申.江苏沿海地区新能源产业经济增长极的培育[J].科技管理研究,2010(3):70-72.

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