風(fēng)能是一種典型的氣象能源,也是一種可再生清潔能源。未來,風(fēng)電在我國及全球能源結(jié)構(gòu)中的比例還將大幅增加。不過,我國的風(fēng)電機(jī)組多是安裝在風(fēng)沙較大或侵蝕性較強(qiáng)的地方,對風(fēng)電機(jī)組應(yīng)對復(fù)雜氣象環(huán)境提出了較高要求。現(xiàn)實(shí)情況是,目前風(fēng)電設(shè)備在氣象災(zāi)害面前表現(xiàn)得較為脆弱,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展要邁過“氣象條件”的坎兒絕非易事。
風(fēng)電的“氣象屬性”
風(fēng)能源于氣象又受制于氣象條件。中國氣象局風(fēng)能太陽能資源評估中心趙東博士認(rèn)為,風(fēng)能具有很強(qiáng)的“氣象屬性”,風(fēng)電發(fā)展目前面臨的瓶頸主要是由氣象條件的不穩(wěn)定所造成的,主要表現(xiàn)為風(fēng)的間歇性、波動性、區(qū)域性以及災(zāi)害性天氣的突發(fā)性。
風(fēng)電設(shè)備在氣象災(zāi)害面前的脆弱性是影響風(fēng)電發(fā)展的重要原因。風(fēng)電場及輸電線路普遍設(shè)置在空曠的自然環(huán)境中,臺風(fēng)、低溫、雷電等災(zāi)害性天氣都會對風(fēng)電場及電網(wǎng)安全造成影響。這不僅會損壞風(fēng)電場設(shè)備,還會沖擊電網(wǎng)安全。
“由氣象因素造成的風(fēng)電發(fā)展問題必須從氣象問題入手解決。”趙東認(rèn)為,風(fēng)力發(fā)電面臨的種種“不穩(wěn)定”因素,多是氣象條件造成。因此必須借助氣象科技加以解決。科學(xué)及時的氣象服務(wù)對于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展有著重要意義,氣象服務(wù)應(yīng)當(dāng)貫穿風(fēng)力發(fā)電項目開發(fā)、選址、建設(shè)、運(yùn)行整個生命周期。
風(fēng)電氣象服務(wù)尚存困境
風(fēng)電氣象服務(wù)是一種專業(yè)氣象服務(wù)。隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展,風(fēng)電氣象服務(wù)已經(jīng)成為目前“服務(wù)最精細(xì)、檢驗(yàn)最嚴(yán)格”的氣象服務(wù)。我國氣象部門在風(fēng)能資源觀測與評估、氣象風(fēng)險評價、發(fā)電功率預(yù)報、氣象災(zāi)害預(yù)警等方面已開展大量的工作。
然而,風(fēng)電氣象服務(wù)的發(fā)展道路并不平坦,還存在諸多問題,亟待解決。
中國氣象科學(xué)研究院資深風(fēng)電專家朱瑞兆認(rèn)為,目前風(fēng)能資源評估缺乏明確的國家標(biāo)準(zhǔn),風(fēng)電開發(fā)商對風(fēng)能資源評估重視不夠。很多已經(jīng)建成的風(fēng)電場在運(yùn)行過程中存在的一些問題,與規(guī)劃時對風(fēng)能資源評估重視不夠有很大關(guān)系。
目前,在測風(fēng)塔的設(shè)立、觀測儀器的選擇、測風(fēng)塔的維護(hù)等方面,風(fēng)電企業(yè)各自為政,缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和流程。趙東認(rèn)為,這容易導(dǎo)致資源評估結(jié)果的不確定性加大,最終影響到風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)效益。
目前,大部分國內(nèi)風(fēng)機(jī)設(shè)備生產(chǎn)廠家從國外引進(jìn)技術(shù),風(fēng)電機(jī)組所用的歐洲標(biāo)準(zhǔn)不符合我國的氣候環(huán)境。朱瑞兆說:“風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計生產(chǎn)應(yīng)該考慮到臺風(fēng)最大風(fēng)速閾值、最低氣溫極值及持續(xù)時間、沙塵暴的頻率等環(huán)境等因素的影響。”
尋找發(fā)展風(fēng)電的空間
要解決這些問題,一方面需要加大對風(fēng)電氣象服務(wù)技術(shù)的研發(fā)投入,另一方面需要能源和氣象主管部門加大行業(yè)和社會管理力度,組織指定相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),盡快加以規(guī)范。
“必須先測風(fēng),把中國的資源調(diào)查清楚,然后才能談風(fēng)電發(fā)展。了解風(fēng)本身的規(guī)律,才能設(shè)計出符合中國風(fēng)力條件的風(fēng)電機(jī)組。”中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會副主任施鵬飛說。
趙東提出,氣象部門應(yīng)充分發(fā)揮社會管理職能,通過標(biāo)準(zhǔn)化工作,加強(qiáng)對氣象信息觀測的規(guī)范,實(shí)現(xiàn)對資源信息的管理和共享,促進(jìn)對資源信息的集約化利用。
此外,氣象部門應(yīng)積極為風(fēng)能資源開發(fā)利用提供資源信息服務(wù),將風(fēng)能資源詳查的成果充分利用起來,同時還需要發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢,對國內(nèi)外的相關(guān)資源信息產(chǎn)品進(jìn)行評估,為資源信息的使用提出指導(dǎo)性建議。
中國工程院可再生能源專項風(fēng)能組副組長、中國工程院院士李澤椿曾提出:“準(zhǔn)確地對各風(fēng)電場的風(fēng)電功率進(jìn)行預(yù)測,成為保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵問題。”應(yīng)發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢,為風(fēng)電行業(yè)提供高質(zhì)量的數(shù)值天氣預(yù)報服務(wù),讓風(fēng)電功率預(yù)報真正發(fā)揮作用,同時需要對其他機(jī)構(gòu)提供的數(shù)值天氣預(yù)報結(jié)果進(jìn)行評估,并向社會公布評估結(jié)果,供用戶參考。