我国具有产业先天优势
高空风电之所以被业内给予很高期望,在于目前的风能利用仅限于几十米至百米的低空,其一大缺点就是不稳定可靠。而在几千米至1万米的高空,不仅风速更大且风力稳定,一年中不刮风的时间不足5%,因此高空风能发电具有发电时间长与输出稳定的优势。同传统风电相比,高空风电投资成本约为常规风电的1/3到1/2,而占地面积仅为1/30且无噪音,对环境影响较小。
业内人士强调指出,高空风电客观上克服了传统风电因风量随意性、波动性以及所处地理位置偏僻所伴生的电网建设欠缺等“缺陷”,可以一定程度上降低弃风问题的严重程度。
正因为如此,尽管业内对于高空风电的技术可行性存有较大的疑问,但是高空风电客观的存在并有巨大的利用价值却是不争的事实。
美国环境和气候科学家克里斯蒂安·阿切尔和肯·考德伊拉在研究报告指出:高空中蕴藏的风能超过人类社会能源总需求的100多倍。美国国家环境预报中心(NCEP)1979年至2006年的数据资料表明:在500米至15000米的高度范围,风的流向稳定,且高度越高、风的强度越大,稳定性就会越好;当靠近地面时,受地形等影响,风具有很强的随机性,强度也显著下降。
而美国国家环保中心和美国能源局的气候数据则显示,高空风能最好的地点是美国东海岸和亚洲东海岸。这其中,就包括中国。
相关资料显示,中国绝大部分地区5000米以上高空中的有效风能密度在每平方米1000瓦以上。由于高空风的稳定性,高空风能发电技术的另一大优势就是电场可以建在主干电网附近或大城市周边,而不像传统太阳能发电场、传统风电场多位于远离发达城市和主干电网的偏远地区或海边。
2009年,北京市上空百米高度的平均风速是每秒4.1米,能量密度是每平方米78瓦;700米高度的风速是每秒7.3米,能量密度每平方米430瓦;而在万米高度,风速达到每秒34.5米,能量密度则上升到每平方米16275瓦。青岛市条件更好:100米高度风速每秒5.5米,能量密度每平方米194瓦;700米高度风速每秒7.5米,能量密度每平方米470瓦;万米风速每秒40.8米,能量密度高达每平方米22584瓦。
据国网能源研究院副总经济师白建华介绍,眼下正致力于高空风能发电的欧美知名公司主要有WindLift、Altaeros energies、Makani Power等,几家公司分别发展自身的高空发电系统,目前研制出商用样机,最早于今年内能够商用化。
此外,中国广东高空风能技术有限公司创造性地发明了天风技术方案,采用伞梯组合型高空风电机组解决了高空风能采集稳定性的问题,成为商业化的优势方案,世界上首台实用性大功率高空风能发电系统已经落户安徽芜湖。
