能源永续系列——太阳能的另一种形式风能

　　能源的定义是自然界赋存的已经查明和推定的能够提供热、光、动力和电能等各种形式的能量来源。能源自古以来是人类生存的保障，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。上期我们讲到不受重视的地热能，这期让我们跟随人民网特约评论员廖逊来了解风能。

　　风能也是太阳能

风能也是一种太阳能，来自地球大气层的受热不均。地球围绕太阳旋转，地球表面的不同部位，吸收太阳光热数量不同，方式也不同。比如太阳直接照射的高山，就和被高山遮蔽的峡谷不同；海洋又和陆地不同——空气不存热，水却能存热；阳光从大气层穿过，上面不受热，下面却因地面的反射而受热……。所有这些，都造成冷热不均，受热密度不同，压强也不同。冷热空气之间相互流动，就产生了风。地球表面空气大规模流动的路径，又受到地球自转的影响。风有大有小，有局部性的，也有大范围刮的。

和水电、潮夕发电所在的场所一样，风场也靠自然形成。人们可以决定是否利用风能发电，却不可以在不是风场的地方发电。要开始风能发电，首先要选择最适合发电的风场。

风是一种三维现象，它同地面高度直接相关。人们知道，山口风力大。如今高层建筑多了，城里人就知道，高层建筑脚下风力最大，夏天去纳凉最舒服，冬天却要尽量躲开风口。而越是在高处，气流越稳定，风就越畅行无阻，所以商业性的风轮机总是高悬半空。1997年我去丹麦讲学，一出机场就看到空地上风车密布，蔚为壮观。

但风轮机再好，没有风也转不了。可偏偏总有些日子没风，因为风本身就是间歇性的，不可能为你发电而刮个没完没了，所以我们在海口美兰机场附近的路灯上，既有风轮又有光伏电板，风光结合才能持续发电。对于风电来说，时间就是一切，只能既产既用，无法储存以备将来之用。在不需要时发出的风电，毫无经济价值。评价风场的潜在价值，首先需要相关的风力数据。风轮机的价值通常在它们最大出力的20－40%之间，具体情况依风场的不同而变化。出力最大的风轮机，品牌当然最响。

所以研究风能发电，必须牢牢抓住风力、地形和环境三个变量。人们通常喜欢在高山顶上，在地势平坦、风向单一的开阔地，以及兼有二者特征的海边建设风电场。这对四面环海的海南岛，当然利好。

风电场需要大片土地，好在风轮机高悬在半空，体积虽大，对农民耕作直接影响并不大，从风电商那里获得的补偿，肯定大大超过土地实际占用的损失。实际上风电商极大地增加了土地的经济产出，又同农民共享土地资源，双方互利互惠。农民能否得到这笔财，运并不取决于自己，而取决于他们那块地，是不是具有开发价值的风电场。所以专家们总说，好的风电场，就像油田和矿山一样宝贵。

有些朋友问，可否把风轮机安装在居民小区，让大家都来沾沾光？这不行，因为第一、无论是建筑还是树木，都会影响风力流动，风电场必须远离居民小区；第二、风轮机噪声讨厌，不要说人受不了，连鸟都受不了，所以居民小区也必须远离风电场。

风电场可以建在大海上，世界上已经有好几个国家在修建离岸风电场，但海上发电成本高，除非万不得已，没人用得起。最聪明的办法，是修建在人烟稀少、风力充足的大海边，类似海南西部沿海。目前那里的风车最为密集，未来的“西部工业走廊”，刚好设在那里。

　　风能的历史

人类利用风能的历史漫长，可以追溯到文化黎明时期。一直到蒸汽机出现之前，风力一直是人类能掌控的最强劲动力。我们的祖先，很早就会了利用风力担水，灌溉、磨面、舂米，用帆借助风力行船，乘风破浪。宋代是中国利用风车的全盛时代，从那时起，垂直轴的风车一直沿用至今。而在国外，波斯人早在公元前2世纪就利用垂直风车碾米，10世纪穆斯林用风车提水，11世纪风车在中东已经获得广泛应用。13世纪风车传到欧洲，14世纪已经成为欧洲不可缺少的动力来源，用风车汲水、榨油、锯木。

在中国文明、中东文明和欧洲文明中，风车运用之广泛，风能技术发展之缓慢，似乎大同小异。但至少在航海方面，欧洲文明对风力的利用更加充分。西方人的“地理大发现”，就是靠木帆船实现的。风帆重重叠叠，高耸入云。可惜郑和下西洋之后，一把火将舰船烧了个精光，使我们无法确知当年的中国舰队，使用的风帆到底也是多层，还是一帆到顶？倘若果真如此，那就神了。

蒸汽机的发明，使轮船代替了帆船，风车只残留于农村。第一次鸦片战争时，英国侵略者使用的还是木帆船，但到了甲午海战时，交战双方已经改用烧煤的轮船。从那时起，化石能源成为海运主打动力。第一次世界大战期间，交战各国的轮船又陆续以石油取代煤炭。它标志着廉价石油时代的到来。60多年后世界爆发第一次石油危机，人们和注意力才重新回到风能，时间已经过去了一百多年。这个兴衰轮回的故事，与其它可再生新能源大同小异。

美国作为世界最大石油进口国，率先作出反应，联邦政府在1974年立即实行全国风能计划，努力降低造价，重点开发了为农用和其它用途的多种风力机。目前已经成为世界上风力机装机容量最多的国家，每年继续以10%的速度增长。最令我们海南人感兴趣的是，夏威夷建成了世界上最大的新型风力发电机组，风力机叶片直径达97.5%，重144吨。风力发电早在1990年，就已达到美国发电总量的1%。

北欧和西欧各国、还有西班牙和日本，也分别制定了各自的风力发电计划。德国跨世纪时，风力发电量已经达到全国发电总量的8%，英国1990年风力发电已占发电总量的2%。丹麦2005年风力发电量占总发电量的10%。德国的技术最先进，风电容量占全球28%，风电设备生产总额占全球市场37%。

我国风力资源丰富，特别是在东北、华北、西北和东南沿海地区。沿海岛屿又是东南地区风力资源密集之地。直到上世纪50年代末，各地农村还在使用各种木结构的布篷式风车，到60年代中期还主要靠风力提水。受世界石油危机的启发，70年代中期将风力发电列入国家重点项目，80年代开始从丹麦、比利时、瑞典、美国和德国一批中、大型风力发电机组。如今自主研制出100多种不同型号、不同容量的风力发电机组，形成了完整的风力产业。

近年来，我国风力发电全速前进，年均增幅30%左右，成为世界最快。“十二五”期间集中与分散并举，海上风电发展将后来居上。

附能源永续系列：

能源永续系列——（核电的崛起）

能源永续系列——（备受争议的生物能）

能源永续系列——（新能源的首选太阳能）

能源永续系列——（不受重视的地热能）

能源永续系列——（清洁的水能）