導(dǎo)讀
風(fēng)電和光伏作為最受關(guān)注的兩類清潔能源，其發(fā)展前景到底如何是人們最為關(guān)心的問題之一，但是想要找到相對(duì)準(zhǔn)確的回答并非易事，就拿風(fēng)電來說，有多少風(fēng)電可供開采、哪里是風(fēng)電開發(fā)的主場(chǎng)仍是一個(gè)沒有定論的問題。長(zhǎng)久以來，市場(chǎng)上關(guān)于風(fēng)電蘊(yùn)藏量的說法眾說紛紜，到底有多少、在哪里，希望本文能夠給你正確的答案。
從2億kw到70億kw，風(fēng)電蘊(yùn)藏總量說法眾多
在線搜索一下“中國(guó)風(fēng)電蘊(yùn)藏量”，會(huì)有很多不同的結(jié)果呈現(xiàn)在眼前，少則為2億kw，多則70億kw，相差了數(shù)十倍的答案頓時(shí)讓人覺得沒譜。作為綠色環(huán)保領(lǐng)域的專業(yè)咨詢公司，辰于有必要一探究竟。
風(fēng)電蘊(yùn)藏量是一個(gè)什么概念？
在探究這個(gè)問題之前，首先我們要明確什么是風(fēng)電蘊(yùn)藏量。眾所周知，風(fēng)電就是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，從專業(yè)定義上來看，風(fēng)能指以速度V自由流動(dòng)的氣流每秒鐘在面積A上獲得的能量，某地區(qū)風(fēng)電資源的蘊(yùn)藏量通常用有效風(fēng)能(風(fēng)功率)密度和年有效風(fēng)小時(shí)數(shù)進(jìn)行評(píng)估，最終的評(píng)估結(jié)果取決于可利用面積、離地面高度、風(fēng)功率密度、有效小時(shí)數(shù)等多個(gè)參數(shù)，這是最基礎(chǔ)的計(jì)算風(fēng)能的公式。
但是風(fēng)能到電能之間還有數(shù)個(gè)步驟：一是并非所有的風(fēng)能都能被開發(fā)，二是即使風(fēng)能可以被開發(fā)，開發(fā)的難易程度也是有區(qū)別的。參照水能資源的評(píng)價(jià)體系，風(fēng)能的評(píng)估也包括“理論蘊(yùn)藏量”、“技術(shù)可開發(fā)量”和“經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量”這三個(gè)指標(biāo)，對(duì)于市場(chǎng)而言“經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量”自然是最為適用的指標(biāo)，然而，目前我國(guó)對(duì)于風(fēng)能資源的評(píng)估還停留在理論蘊(yùn)藏量和技術(shù)可開發(fā)量階段，尚未探明經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量，技術(shù)可開發(fā)量的計(jì)算邏輯也相當(dāng)直白——先拋掉年平均風(fēng)功率密度不足150W/m^2區(qū)域的風(fēng)能理論蘊(yùn)藏量，再乘以一個(gè)折減系數(shù)，也就是風(fēng)輪橫掃面為圓形的折減系數(shù)π/4=0.785，就得到了技術(shù)可開發(fā)量。
因此，在國(guó)內(nèi)當(dāng)我們講到風(fēng)能蘊(yùn)藏量的時(shí)候，其更加確切的含義是風(fēng)能的技術(shù)可開發(fā)量，弄明白了這個(gè)含義，就能有效區(qū)分各種渠道的數(shù)字。
過時(shí)的數(shù)據(jù)仍被大量引用，市場(chǎng)需要形成正確認(rèn)識(shí)
值得注意的是，風(fēng)電蘊(yùn)藏量的說法眾多，并不是意味著并沒有專業(yè)、可靠的結(jié)論，只是版本比較多而已。一些較為權(quán)威的平臺(tái)、渠道也沒有及時(shí)關(guān)注行業(yè)的最新情況，使用了舊的數(shù)據(jù)甚至完全過時(shí)的數(shù)據(jù)來說話，比如不少券商的研究報(bào)告仍然使用2007年第三次風(fēng)能資源普查的數(shù)據(jù)2.9億kw來計(jì)算風(fēng)電可開發(fā)量，但目前全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)量已經(jīng)超過3億kw，如果按照2.9億kw這一數(shù)據(jù)計(jì)算，豈不是風(fēng)電開發(fā)飽和度超過了100%？顯而易見，使用過時(shí)的風(fēng)電資源數(shù)據(jù)必然會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的判斷結(jié)果。
綜合分析，辰于認(rèn)為25——50億kw是總量的合理區(qū)間
我國(guó)從上世紀(jì)80年代開始就開始了對(duì)風(fēng)能的調(diào)查研究，但是需要注意的是，隨著科技發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)不斷成熟，對(duì)于風(fēng)能的調(diào)查研究也在不斷發(fā)展，這是一個(gè)不斷完善的過程。
據(jù)記載，我國(guó)第一次風(fēng)能資源普查于1980年展開，國(guó)家氣象局基于全國(guó)29個(gè)省市的300個(gè)氣象站點(diǎn)和30年的歷史觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)我國(guó)陸地10m高度處的風(fēng)能資源的儲(chǔ)量進(jìn)行了比較準(zhǔn)確的分析。結(jié)論是全國(guó)陸地10m高度處風(fēng)能資源理論蘊(yùn)藏量和技術(shù)可開發(fā)量分別為16億kW、1.6億kW，當(dāng)時(shí)的技術(shù)開發(fā)量直接以10%的比例計(jì)算得出。
后續(xù)每10年左右，國(guó)家氣象局基本都會(huì)重新開展風(fēng)能資源評(píng)估工作。80年代末的評(píng)估工作首次涵蓋了陸地和海上，結(jié)果于1995年公布——全國(guó)陸地10m高度處的風(fēng)能資源理論蘊(yùn)藏量和技術(shù)可開發(fā)量分別為32.26億kW、2.53億kW，近海地區(qū)10m高度處風(fēng)能資源的可開發(fā)量大約是7.5億kW，總技術(shù)開發(fā)量為10億kw左右。21世紀(jì)初的第三次風(fēng)能資源普查再次對(duì)先前的結(jié)果進(jìn)行了糾正和再計(jì)算，得出全國(guó)陸地10m高度處的風(fēng)能資源理論蘊(yùn)藏量和技術(shù)可開發(fā)量分別為43.5億kW、2.97億kW。2008年國(guó)家風(fēng)能太陽能資源評(píng)估中心也進(jìn)行了一次風(fēng)能資源詳查，2010年公布的結(jié)論是全國(guó)陸地50m高度處風(fēng)功率密度等級(jí)達(dá)到3級(jí)及以上的風(fēng)能資源潛在開發(fā)量約為23.8億kW；近海區(qū)域(5——25m水深海域)50m高度處風(fēng)能資源可裝機(jī)容量約為2億kW。
除了國(guó)家機(jī)構(gòu)的調(diào)查，國(guó)外也對(duì)我國(guó)的風(fēng)能資源進(jìn)行過評(píng)估。2003-2005年期間，美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室依托聯(lián)合國(guó)環(huán)境署的數(shù)據(jù)對(duì)我國(guó)部分地區(qū)(不包括西藏、青海、新疆、云南和臺(tái)灣)的風(fēng)能資源進(jìn)行了評(píng)估，得出我國(guó)陸地50m高度處、風(fēng)功率密度大于400W/m^2的技術(shù)可開發(fā)量為14.2億kW，離海岸20km海域的近海地區(qū)50m高度處、風(fēng)功率密度大于400W/m^2的技術(shù)可開發(fā)量為6.1億kW。
與此同時(shí)，也有不少研究員在使用新的方法來測(cè)算我國(guó)的風(fēng)能資源。蘭忠成(2015)在全國(guó)風(fēng)能資源數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上，綜合考慮各種限制因素，得出我國(guó)風(fēng)能資源等級(jí)在3級(jí)及以上的潛在開發(fā)量約為25.68——39.88億kW。朱蓉等(2021)通過建立可利用風(fēng)能資源等級(jí)的二元?jiǎng)澐址椒?，并采用中?guó)主流風(fēng)電機(jī)組，評(píng)估了全國(guó)可利用風(fēng)能資源分布和技術(shù)開發(fā)量，得出中國(guó)風(fēng)能技術(shù)開發(fā)量的區(qū)間為32——51億kW，更加具體的，80、100、120和140 m高度上風(fēng)能技術(shù)開發(fā)總量分別為32億 kW、39億kW、46億kW和51億kW；近海水深5——25m和25——50m海域內(nèi)100 m高度風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量分別為2.1億kW和1.9億kW。
結(jié)合這些評(píng)估和研究，關(guān)于我國(guó)風(fēng)能技術(shù)可開發(fā)量的大致總量基本可以判斷——下限大約為25億kW，上限約為50億kW(見圖1)，這才是一個(gè)較為可靠的區(qū)間，以此為基礎(chǔ)得出的風(fēng)電未來發(fā)展的結(jié)論才相對(duì)可信。
萬億級(jí)市場(chǎng)，哪里才是風(fēng)電開發(fā)的主場(chǎng)？
根據(jù)前述分析，風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量在25——50億kw之間，而目前風(fēng)電裝機(jī)量?jī)H3億kw左右，這意味著風(fēng)電的開發(fā)還遠(yuǎn)沒有達(dá)到天花板，風(fēng)電市場(chǎng)未來戰(zhàn)場(chǎng)的爭(zhēng)奪還將持續(xù)，那么究竟哪里才是未來風(fēng)電開發(fā)的主場(chǎng)？畢竟中國(guó)幅員遼闊，再加上海上風(fēng)電技術(shù)也基本成熟，只有選對(duì)了方向才能占據(jù)先機(jī)。
雙碳政策推動(dòng)，風(fēng)電整體市場(chǎng)未來十年間將超過萬億
雙碳政策是我國(guó)新能源行業(yè)發(fā)展的最大推力，在確定了30·60路線后，2020年在北京召開的“2020北京風(fēng)能大會(huì)”上，400多家風(fēng)電企業(yè)首次發(fā)起聯(lián)合宣言，確定了2060年之前風(fēng)電發(fā)展的“路線圖”，根據(jù)聯(lián)合宣言，2030年風(fēng)電裝機(jī)量要達(dá)到8億kw，2060年要達(dá)到30億kw，這是一個(gè)宏大的目標(biāo)。
相比之下，當(dāng)前風(fēng)電的體量還相對(duì)較小——2021年中國(guó)風(fēng)力發(fā)電量占比僅為6.99%，雙碳政策要求風(fēng)力發(fā)電量占比在2030年達(dá)到26%的目標(biāo)。國(guó)際上不少國(guó)家的風(fēng)力發(fā)電占比已經(jīng)很高，例如丹麥風(fēng)力發(fā)電量占比達(dá)到了48%，英國(guó)、德國(guó)也都超過了20%(見圖2)。
在政策和技術(shù)兩大因素的驅(qū)動(dòng)下，辰于預(yù)測(cè)我國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)整體將在十四五期間保持17%的增速，在2025年達(dá)到8000億元，在2030年突破12000億元(包括投資和運(yùn)營(yíng)，見圖3)，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到萬億只是未來10年間的事情。
海陸PK——陸上風(fēng)電裝機(jī)量是海上風(fēng)電的十倍
根據(jù)開發(fā)類型，風(fēng)能可分為陸上風(fēng)能和海上風(fēng)能兩種，顧名思義，其風(fēng)電機(jī)組分別建在陸地和海面上。但是無論從當(dāng)前的裝機(jī)容量來看，還是未來開發(fā)的潛力看，陸上風(fēng)電的體量都毫無疑問遠(yuǎn)超海上風(fēng)電。
從裝機(jī)容量來看，我國(guó)陸上風(fēng)電在過去十年始終占據(jù)主流，累計(jì)裝機(jī)容量占比一直保持在9成以上，截至2021年，中國(guó)陸上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量為3.02億千瓦，海上風(fēng)電為0.26億千瓦，陸上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量超過海上風(fēng)電的十倍(見圖4)。
從蘊(yùn)藏量來看，綜合考慮全國(guó)風(fēng)能資源普查成果(2010)、國(guó)家氣候中心研究員朱蓉(2021)以及多個(gè)國(guó)外研究的評(píng)估結(jié)果，我們估計(jì)近海地區(qū)水深5——50m海域100米高度的技術(shù)可開發(fā)量為4億千瓦以上，在距地面100m的高度上，陸上風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)總量約為39億千瓦，陸上風(fēng)電與海上風(fēng)電的蘊(yùn)藏量占比也接近于10:1。
陸上分布——地域分布不均，供給與需求嚴(yán)重錯(cuò)配
若只看陸上風(fēng)電的分布，則難以確定哪里是主場(chǎng)，因?yàn)殛懮巷L(fēng)電的分布最大的特點(diǎn)就是供需嚴(yán)重錯(cuò)配，電力需求小的地方風(fēng)能蘊(yùn)藏量大，電力需求大的地方風(fēng)能蘊(yùn)藏量小。
整體而言，受地域和氣候影響，我國(guó)陸上風(fēng)能資源分布差異大，主要集中在西北、華北和東北地區(qū)(見圖5)，三地區(qū)風(fēng)能蘊(yùn)藏量占全國(guó)風(fēng)能總儲(chǔ)量的比重超過75%，但區(qū)域間經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異導(dǎo)致我國(guó)較大的電力負(fù)荷中心主要集中在華東、華南、華中地區(qū)，2021年東、中部地區(qū)用電量占全國(guó)用電量的比重達(dá)到了66%，從而使得我國(guó)風(fēng)電資源供給與用電需求之間存在嚴(yán)重的空間錯(cuò)配問題，導(dǎo)致電力負(fù)荷中心用電緊張的同時(shí)風(fēng)能資源富集區(qū)卻產(chǎn)生棄風(fēng)現(xiàn)象。
在供需錯(cuò)配的情況下，即使是風(fēng)電蘊(yùn)藏量較少的地區(qū)，風(fēng)電的開發(fā)依然遍布機(jī)遇，分散式風(fēng)電開發(fā)模式將在這些區(qū)域綻放，而在西北等地，則將依然是以集中式開發(fā)為主。
原標(biāo)題：眾說紛紜！風(fēng)電蘊(yùn)藏量到底有多少，在哪里？