電能是我國發展不可或缺的能源，對我國來說至關重要

風力發電每發一度電，所消耗的碳只相當于火電的1%。

近年來，隨著世界對能源安全、生態環境、氣候變化等問題的日益重視，加快發展風電產業已成為國際社會推動能源轉型發展、應對全球氣候變化的普遍共識和一致行動。

據資料顯示，我國的風力發電起步于20世紀80年代，當時國家通過科技項目陸續支持研制過離網型和并網型風電機組，但絕大部分未實現批量生產。 1986年5月，我國第一座示范性風電場馬蘭風電場在山東省榮成市并網發電，揭開了國內風電發展的大幕。 此后20年的時間，我國風力發電處于不停地探索和實踐推廣階段。 現在風力資源豐富的地區如新疆、甘肅、青海等地，已經成為發展風電的熱土。 ，至2021年底，我國風電裝機量已連續12年穩居全球第一。 風力發電已經成為繼火電、水電之后的第三大主力電源，累計裝機容量已超過了3億千瓦。

中國風電的超高速發展，也為風機產業帶來了絕佳機遇。 中國現在已成為全球最大的風電裝備制造業的基地，也是整機和零部件的出口基地。 據武鋼介紹，目前全球排名前10的風電裝備制造企業中，中國占據了6位，中國制造的大型風力發電設備已經發往全球六大洲的40多個國家。

從以前的試水風電到今天的全球第一，中國的風電增長了1150多倍。 習近平總書記曾多次在相關的國際會議上代表中國政府向全世界承諾，到2030年前后，中國的二氧化碳排放將達到峰值，并且要爭取盡早達峰； 到2020年和2030年，非化石能源占一次能源消費總量的比重要分別達到15%和20%左右。 這一目標激勵著中國可再生能源行業產生了巨大的進步。

伴隨著 全球各國“碳達峰”和“碳中和”進程的加快，風電作為可再生能源的核心主體之一，天然具有不可替代的稟賦優勢和規模性優勢，因此，擴大以風電為代表的清潔能源的消納比例、構建以新能源為主體的新型電力系統，是我國實現“雙碳”目標的必由之路。

風電是實現“雙碳”目標的主力軍，如果未來沒有顛覆性的新技術突破，電力系統“脫碳”將主要依靠風電和光伏發電。 同時，由于風電成本已經與傳統化石能源發電持平甚至更加經濟，具有進一步降本潛力，風電的大規模應用會降低全社會用能成本，實現更經濟的能源轉型。

這個是發電的構成

1973年 - 2016年來，火電占比幾乎沒有變過。

看一眼世界能源構成

目前我國發電的方式主要有火力發電、太陽能發電、風力發電等，其中風力發電是較為綠色的發電方式，但是在西歐等地區卻出現杜絕使用風力發電的現象。

那么，針對西歐近年來不斷提出的風力發電危害大的觀點

我國有必要停止使用風力發電嗎？風力發電是否真的會產生很多危害呢？

當前，世界環保形勢越來越嚴峻，由于人類大規模利用化石燃料，導致生態圈內的碳逐漸累積，造成溫室效應和全球氣候變暖，進而引發氣候系統失衡、極端天氣增加、海平面上升和物種滅絕等一系列后果。聯合國警告稱，即使從現在開始完全停止使用化石燃料，全球平均氣溫到2050年時還會上升1.5℃。

為此，巴黎氣候協定制定了嚴格的減排方案，將減排指標攤派給各個國家。盡管這份方案存在很大的不公平，但還是有許多國家參與到減排工作中來。目前，受限于科學技術水平，完全停用化石燃料很不現實，只能通過發展新能源改善能源結構，減少對傳統化石燃料的依賴，達到減少碳排放的目標。

我國是減排措施執行最到位的國家，近年來一直強調節能減排，大量關停高耗能、高污染的粗放型生產企業，拿出大筆財政補貼風能、光伏等新能源。其中，風電的建設和發展成就最大，風電產能連續12年蟬聯全球第一。數據顯示，2021年全球風電裝機容量96600兆瓦，其中我國占比50.91%，排名其后的美國僅13.58%。也就是說，我國在2021年風電裝機容量比世界之和還要多。

但是，風電在倡導減排呼聲最大的歐洲卻頻頻遇冷，2021年風電裝機容量最多的英國，裝機占比也才2.78%，法國、德國等傳統工業強國卻對風電不屑一顧，一些歐洲國家甚至集體抵制風電，認為它是“垃圾電”。

反對者列舉了一系列缺點證明風電是“垃圾電”。最大的缺點是其間歇性和不連續性。風電的原理是通過風能推動葉片轉動，然后帶動轉子切割磁感線產生電能。由于風力的斷續性，導致風電輸出也有明顯的間歇性，在接入電網時電壓不穩，帶來很大安全隱患。這就需要進行調峰輸入，無形中增加了使用成本。

其次，風電設施的建設成本也很高，發電機、葉片、塔筒以及建設風電站需要的土地、運輸、施工都需要投入巨額成本，而且風電大多數建設在山區風口地帶，建設成本高于水電和火電，需要很長時間才能實現盈利，前期排放并不比火電少。

風電還帶來一系列衍生問題，如占地面積大、噪音、視覺污染、影響生態等。

歐洲抵制風電最根本的原因是，歐洲陸上風能很少，大部分位于海上。英國利用北海方向的風能建成了全球最大的海上風電站，裝機容量在全球占比28.9%，高居世界第一。歐洲大陸上的國家既沒有條件建設海上風電站，也沒有發展陸上風電的先天條件，建設風電站還存在大量占地、擾民等問題。因此，風電在歐洲遇冷，甚至被稱為“垃圾電”。

而我國卻擁有發展風電的諸多有利條件：西北地區有大片無人定居的荒漠，不適合放牧和耕種，卻蘊藏了豐富的風能資源，不存在占地問題；特高壓遠程輸電技術先進，能將風電從富集資源區調配到負荷中心，緩解資源和負荷錯位問題；國家補貼力度大、長線投資，風機越造越大，成本在周期內逐漸降低。

總體來說，風電在當前還存在很多缺陷，無法取代水電和火電，但從長遠來看，風電對能源結構轉型有不可替代的地位，隨著時間的推移和技術的進步，風電在未來有可能成為最主要的能源供給方式。

風力發電也存在缺陷。

一是受自然風力制約，發電具有間隙性、波動性特點，關鍵時刻指望不上。有研究表明，由于受自然風力具有間隙性波動性的特點，所以風電發電也具有間隙性波動性特點，這使得風電發電的受阻系數高達95%，有效裝機容量只有5%。

這與煤電的受阻系數平均只有8%、有效裝機容量高達92%，供熱機組受阻系數平均15%、有效裝機容量85%，水電受阻系數平均40%、有效裝機容量60%相比，完全不在一個層面。

西方國家電力圈的人認為，風力發電成本本來就很高，簡單的風機造價可達上千萬，使用壽命卻較短，回收成本卻需要10年，而且發電設備安裝、維護都困難。若裝機有效利用不夠，就是浪費，不劃算。

風電發電的波動性，也會導致輸入不穩定，變一端(用戶端)不可控為兩端(用戶端和發電端)不可控，對電網平穩運行形成沖擊，也增加了調峰的難度。

風電也存在資源與負荷區域錯位的矛盾。在大規模、長周期儲能技術成熟性、安全性、經濟性未獲得實質性突破之前，風電裝機規模越大，缺電斷電的風險也就越大。

美國、歐洲和中國出現的大面積拉閘限電，也從一個側面表明，風電發電不穩定，潛藏著極大風險。

二是風電噪聲污染大，影響居民生活，風車葉片旋轉也阻礙鳥類遷徙。西方國家風力發電基地多建在居民區附近，又往往是大量風車一起運作，這使得風車轉動時產生的噪音嚴重影響居民的生活。

風力發電的風車葉片轉動，會影響鳥類的遷徙，甚至會造成鳥類生物的死亡。

加之風電發電設施回收成本較高，又不易降解，容易造成對環境的污染。

所以，許多西方國家認為風電并非真正的清潔、環保電力，將風電稱為“垃圾電”，反對風電的使用，認為以目前技術與市場的實際來看，風電難以成為化石能源或者說煤電的替代者。

既然如此，中國為什么還要發展包括風電在風的新能源發電？

就因為，任何能源有優點也有缺點，不能因為有缺點就抹煞優點，片面否定。有缺點的風電有其存在的價值，應該成為能源消費世界第一的我們國家能源體系中的一個有力的支撐。

第一，能源安全要求電源多元化，目前風電占比還不算太高，傳統能源尤其是煤電有力幫助風電的消納，這使得風電波動性帶來的風險在可控范圍內。

第二，油氣對外依賴程度過高，是中國能源安全的短板，化解這塊短板，實現減少碳排放目標，都要求加快電能替代，而發展風電是替代的一個可行方案。

第三，風電的弊端可以解決，比如將風電基地建在遠離人煙的偏遠地區可以減少噪聲污染，擴張產能可以降低成本增強風電的競爭力，建設特高壓和分布式發電有利于化解資源與負荷錯位問題。

但是，發展風電，避不開一個最現實的問題，那就是風電的波動性間隙性，必然帶來供電不穩定，這個風險必將隨著風電的發展越來越大。

這個問題，如何解決？

在大規模儲能技術無法實現根本性突破的背景下，除了借助煤電，還有更好的選擇嗎？沒有。

煤電的靈活性，以及可清潔利用的優點，決定了煤電和煤炭是中國能源安全保障體系不可缺少的“壓艙石”!這不以個人的意志為轉移。

當今，全球大規模修建風電場。風力發電機就像一座座高聳的“空氣攪動機”，它使局地風速明顯減小，而大氣層結穩定度則決定著風電場產生增溫或降溫效應。

撒哈拉沙漠面積900多萬平方公里，這里地廣人稀，看起來一片荒蕪。然而荒蕪背后卻蘊藏著巨大的寶藏。如果將這個寶藏充分開發出來，這一大片區域都可能發生巨大變化。

這個寶藏就是可再生能源。有研究表明，如果在此區域大規模修建風電場或光伏發電場，其產生的電能是當前全球每年消耗電能的四倍多。但更令人意想不到的是，此舉還可以使該區域的降水量翻倍，增加植被覆蓋率，而植被生長又將進一步增加降水，形成良性循環。但這樣的良性循環并不一定會發生在每個地方，如今，在風力發電的潛力被普遍看好之后，越來越多的研究指向了更深一層的問題——大規模修建風電場會對氣候產生怎樣的影響。

減小局地風速

從直觀上看，風電場群產生的最直接影響就是會改變風速?！叭绻闳ミ^風電場就會發現，風力渦輪機的旋轉葉片很大，一般為幾十米長，有的甚至超過百米。當風吹過葉片時，由于葉片橫截面的形狀上下不對稱，風在通過葉片上方的時候流速大，下方的時候流速小。這就會導致葉片上方的壓強小，下方的壓強大，這種壓力差會產生升力，令葉片旋轉?！敝袊鴼庀缶謱I氣象服務首席專家、湖北省氣象服務中心副主任陳正洪說。他在最近發表的文章《近20年來風電場（群）對氣候的影響研究進展》中，對國內外風電場群對氣候影響的相關研究成果進行了總結。

可以想見的是，風電場其實相當于一道有縫隙的“屏障”，因此當風通過時會降低風速。有研究者利用數值模擬方法，在900平方公里的范圍內分別設置1、9、36個風電場，計算相應風速在不同位置的變化，最后發現風電場效應使得風速明顯衰減：進入風電場的風速是8-9米/秒，風電場最大衰減后風速只有5米/秒，在20公里以外風速開始回升。

陳正洪說，“風力發電機運行過程中，會吸收氣流的動量，增加地表的摩擦力，這會導致風電場內部及下游地區的風速衰減，并且風速的恢復需要一定的距離。風速衰減的影響范圍為 5-60公里，隨著風電場規模的增加和擴大，一般風電場內部風速可減小8%-16%，并且隨著環境風速的增加而減小?！?/p>

多產生增溫效應

風力發電機就像一座高聳的“空氣攪動機”，葉片在不停地攪動上下方的空氣，因此在垂直方向上會加強空氣的流動，這就會對溫度造成影響?！霸诖髿鈱咏Y穩定的情況下，上層的空氣溫度更高，下層的更低，在葉片的攪動下，上層的空氣被帶到下面，導致下層的空氣溫度升高?！标愓檎f，“另外，由于風電場內部和下游地區的風速減小，如果這個區域的下墊面恰好又比較潮濕的話，蒸發就會減弱，從而導致溫度上升?！?/p>

目前大多數研究得出的結果都是風電場具有地表增溫效應，并且這種效應夜間強于白天，夏季強于冬季，尤其以夏季夜間的增暖效應最為強烈。不同規模大小的風電場可使其地表溫度增加0.18℃-0.7℃。當然，也有發現降溫效應的。這主要取決于近地層大氣層結的穩定度，不同的穩定度造成風電場對近地層氣溫產生或上升或下降效應。

至于風電場對降水量的影響，目前的研究還相對較少。風電場的設置改變了近地層的感熱和潛熱通量以及動量和風速，從而會間接改變降水量和云量。如前所述，在撒哈拉沙漠中大規模修建風電場可以增加降水量。但在具體研究中需要綜合考慮熱量和水分傳輸、風速變化、地形等多種因素才能知道局地降水量最終是增加還是減少。

風電場的全球氣候效應

如果未來風能發電達到一定規模，比如占全球總發電量的10%甚至更高，那么這將對全球氣候產生何種影響？

研究者假定到2100年全球使用風能占總能源的10%以上，即在全球大約5800萬平方公里的陸地上（相當于全球陸地面積的39%）設置風電場，沿海水深小于200米的地區（1000萬平方公里左右）也設置風電場，考慮風機設置高度不同，旋轉葉片直徑不同，以及風機間距不同，做多組試驗，從而產生不同的風電量，模式各運行60年。結果發現，陸地風電場設置使全球陸地年平均氣溫升高0.15℃，而沿海風電場試驗中全球年平均氣溫沒有變化。

IPCC第五次評估報告結果顯示，在模擬的多個排放情景下，相對于1850年至1900年，21世紀末期（2081年至2100年）全球地表溫度變化可能超過1.5℃?？梢?，風電場對全球造成的變暖效應遠低于人類活動排放的溫室氣體造成的變暖效應，但仍不可忽視。

當前，全球能源系統正在發生深刻變革，隨著可再生能源技術的發展，風力發電的成本將進一步下降，最終可與傳統能源相抗衡。陳正洪認為，風能利用是減少碳排放的關鍵，我們需要加強影響機理的研究，找出主要的影響因子，構建更加完善的模型，同時根據影響原理尋求可行的低影響風電開發方案。譚老師地理工作室綜合整理

首先得先從風力發電的原理說起，從能量的角度來說，風力發電本質上就是將風能轉化為機械能，然后再將機械能轉化為電能。

風吹動發電機的葉片，帶動增速機運轉，從而使發電機內部源源不斷地產生電能。

生成的電能通過變壓器升壓，運輸至國家電網，這樣就可以供給全國各地的人們使用。

不過實際上的發電過程遠遠比原理要復雜得多，首先要讓整個發電裝置工作，就需要有風的帶動。

風的強度很大程度影響了發電量，與風直接接觸的葉片的表面積也和發電量密不可分。

一般情況來說，風越大、與風接觸的葉片表面積越大，產生的發電量會更多，基于這些理論，現在新代的發電機在葉片上裝有傳感器與減速電機。

當風速過小時，傳感器傳輸信號至電腦，電腦檢測到信號便讓自身電力系統帶動葉片旋轉，通過增大葉片迎風面積增加葉片轉速。

相反，當外界風力過大，電腦也會調節葉片的迎風面積，使轉速得以控制。

控制葉片轉速對發電機來說意味著什么？

無論外界風速大小，我們能觀察到葉片的轉速都控制在很慢的速度，而且有時我們明明沒有感受到風的存在，葉片卻仍能轉動。

其實，這是因為現在的大型風力發電機高度都在百米以上，我們在地面可能感受不到風，但是“高處不勝寒”，在發電機頂部的葉片可能就會被風帶著轉了。

但是有時我們能明顯感受到強風，但是葉片的轉速依然能慢，這是因為機艙內部有轉速限制器在調節。

轉速限制器時時刻刻控制葉片的轉速，使得葉片在外界強風的帶動下依然保持緩慢的轉速。

這樣就可以保證葉片的轉速保持在相對穩定的范圍，可以延長葉片的使用年限。也可以降低機艙內的溫度，減少軸承的損耗。

了解了風力發電的原理，我們再來聊聊風力發電的污染問題

風力發電的污染，首先就是葉片的原材料污染，葉片采用的是特殊的鐵質材料，外表一般包裹有鋼化玻璃材料。

這種鋼化玻璃材料是不可再利用資源，很多專家就是看到了這點認為風力發電不夠環保。

但是針對現代工業環境，這一點點資源的損耗其實沒辦法和其它工業廢料產生的環境污染相比，也沒辦法和傳統的火力發電、核發電等方式產生的污染比，所以風力發電其實還是比較環保的。

有些網友可能好奇，既然西方咬定使用鋼化玻璃會造成資源浪費

那么為什么制造發電機不采用更為普遍的鐵、鋁資源呢？這樣不就可以解決資源問題了嗎？

這其實是考慮到金屬疲勞的情況，因為葉片一直保持高強度運動的狀態，如果采用金屬類材料制作葉片，會導致葉片的使用年限不夠長等問題。

用鋼化玻璃材料則可以大大延長葉片的壽命，不過西方考慮的點確實也是有一定的合理性，所以我國的科學家也不斷在研究、合成新的材料去嘗試頂替鋼化玻璃，以減少資源的損耗。

風力發電機還有一個隱患，那就是其在發電過程中會不斷產生低頻聲波，這樣的聲波會對人類和其它動物產生傷害。

對人類來說，如果長時間處于風力發電站附近，久而久之對聽覺會產生影響，而一些鳥類或一些體型較小的動物經過風力發電機下方可能會直接死亡。

為了解決這一個問題，我國大部分將發電機修在山上，以避免對人和動物造成傷害。

經過近些年的發展，風力發電已經逐漸成為我國不可或缺的發電方式，雖然目前仍有材料等方面的問題需要改善，但是風力發電的污染已經被我國降至最低，至少目前已經是利遠大于弊的發電方式。

因而我國是可以放心發展風力發電的，且隨著未來能源利用結構的變化，風力發電仍是我國必須堅定發展的道路。

全球十個最大的風電場中有五個在美國運營。名單上有兩個海上風電場，其余八個在陸上，按容量排名全球十大風力發電場。

1、中國酒泉風力發電基地

中國酒泉風力發電基地通過7,000臺渦輪機發電。這使它成為世界上最大的風電場。在高峰容量時，該風電場能夠產生令人印象深刻的20吉瓦。

2、印度齋沙默爾風力發電場

齋沙默爾風電場容量為1,600兆瓦。它是世界上最大的風電場排名第二。該風電場由Suzlon Energy開發，其特色是在印度拉賈斯坦邦齋沙默爾地區開發的不同風電場。

3、美國阿爾塔風能中心

Alta風能中心位于更大的加利福尼亞州克恩縣的特哈查比市。該風電場可產生1,548MW的電力，其初始階段于2011年投入使用。

4、印度Muppandal風電場

Muppandal風電場的容量為1,500MW，由印度泰米爾納德邦Kanyakumari區的多個風力發電場組成。這些風力發電廠周圍是貧瘠的土地，周圍風速很高，為渦輪發動機運行提供良好的條件。

5、美國牧羊人風電場

美國牧羊人風電場位于俄勒岡州東部的阿靈頓附近，占地面積超過30平方英里生產845兆瓦，使其成為全球第5位。

6、美國羅斯科風電場

該項目位于美國德克薩斯州，占地400平方公里，其相距900英尺的627臺風力渦輪機可生產781.5兆瓦。

7、美國馬空心風能中心

該風電場也位于美國德克薩斯州，容量為735.5MW，在2005年至2006年之間分四個階段進行了調試建設。

8、美國德克薩斯州摩ri座山風電場

美國德克薩斯州的摩ri座山風電場，由NextEra Energy Resources運營。第一階段于2007年投入使用，最終階段于2008年產生662.5MW的組合功率

9、英國沃爾尼擴展海上風電場

沃爾尼擴展海上風電場位于愛爾蘭海，總容量為659兆瓦。風力發電場位于坎布里亞郡的沃爾尼島海岸附近19公里處，在愛爾蘭海中占地145平方公里。它安裝了40臺MHI Vestas 8MW風力發電機和47臺Siemens Gamesa 7MW風力發電機。

10、英國倫敦陣列海上風電場

英國倫敦陣列海上風電場它覆蓋英國肯特郡沿海100平方公里的區域，裝機容量630兆瓦，使用175臺風力渦輪機，它距泰晤士河口不遠，是海上風電領域的領先者。

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