井底望天

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四麵楚歌之中國篇 未來世界之新格局之六

(2009-06-28 09:09:58) 下一個

 

不過這個風能狀況,並沒有概括中國的海上風能資源。

中國的大片風能資源在三北(東北,華北,西北),就是在黑龍江,吉林,遼寧,內蒙,甘肅,青海,新疆和西藏一線大概是200公裏寬的風帶,風功率密度每平方米設計200-300瓦,高的到了500瓦,搞好了可以弄出2億千瓦出來。而其他內陸的地方,比如說江西的鄱陽湖附近,安徽的黃山,河南的嵩山,山西的五台山,湖北的九宮山,湖南的衡山,和雲南的太華山等地,都有比較強的小麵積風能可以開發。東南的沿海地區,因為台灣海峽的瓶頸效應,導致了整個海岸線和沿海島嶼,都是好的風能開發區。

風能在開發上,不是沒有其缺點。其中第一個就是風葉的轉動,可能會對遷徙的鳥類造成影響。要麽就是風葉把笨鳥打成碎片,要麽就是聰明鳥因為風車噪音而改變遷徙路線,從而影響生態。第一個缺點就是噪音幹擾,這就對沿海的居民造成影響(對新疆,西藏,青海和內蒙等人口少的地方就好一些)。另外一個因素,就是對國家安全。因為風機的運作,可能會使傳統雷達無法辨別,是風能運作,還是敵人的飛機偷襲,這都要求軍隊必須開發出可以辨別風能電機和飛機的新雷達體係(這個已經有一家英國公司解決了問題)。

而在海上風能的開發上,一個比較好的方法就是不要搞近海開發,而是要搞遠海開發。現在的近海風能技術,隻能在近海40米深的海麵。由於海上風能的成本要比陸地貴50%,而近海的風速不到遠海的一半,而遠海的發電能力要比近海多5倍,因此近海風能發電經濟上並不劃算。

現在在遠海風能技術上領先的是一家挪威和一家荷蘭的公司,基本上可以用近海的成本,把風電機安裝在離岸20公裏,110-150米水深的海上。其實這些公司運用的技術並不是很新穎,基本上是利用海上鑽油平台方法,把其簡化,將一個支持架放在風機的周圍,然後用鐵鏈將這個架子,安裝在海底。

圖一  遠海浮動風能和石油海上平台的對照

 

不過這個設計有技術上的缺陷,其中一個就是現在的風機重量可以做得更輕。俺現在參與的幾個項目都可以將這些缺陷解決。

如果你覺得這個思路比較牛的話,那你就要扶住你的下巴了。

因為如果你對風能比較了解的話,真正的風力不是在人們通常計算的在地麵10米高的地方,而是在高空。根據美國斯坦福大學研究人員的估計,在高空的風速,要比地麵上多100倍。

那麽如何把這個風能開發出來?就是俺們中國老祖宗的法子,把一個風能發電機,當作一個風箏給放到天上去。這個風箏上麵裝上可以轉的螺旋槳,而拉住風箏的繩子,就是俺的電纜。

圖二 高空風箏發電

 

這個風箏發電,要求的是差不多1萬米的高空,其風葉轉速大概比地麵上快10倍。這個方案的好處是,不會影響飛鳥和人類。而且對中國來說,西藏的高山上安裝這樣的風箏,恐怕是一個不錯的選擇。

高空風能的好處在於風力資源非常高,而且很穩定可靠,如果搞好了,成本是可以和地麵上的風能競爭。根據斯坦福兩位學者的研究成果,高空風能的全球儲量的1%,就夠俺們全人類用了,而相對的太陽能,大概要占用超過100倍的麵積才行。

另外一種風箏的設計,就是在地麵上安裝發電裝置,而是通過千手觀音的方法,由地麵站將爪子伸向高空,然後讓高空上的風力帶動地上的活塞運動,來發電。

圖二  用風箏帶動地麵的風力發電

 

不過高空風能的分布和地麵分布有所不同。根據27年的世界風能數據,發現的結果是風能資源最強的是1萬米高空的地方。而這些地方是中國的東部(東北和華北),日本,美國東海岸,澳洲南部,非洲東北部。這些地方的風能大概是一平米1萬瓦,相對於中國三北地區地下的一平米200-300瓦,簡直不可想象。

和地麵相比,如果你有68%的時間可以用來發電,已經是極佳條件。可是在高空風能上,這些地方可以達到95%時間發電,簡直就是成年發電了。而根據一些製造商的估計,以美國的水平來說,最終可以做到一度電2-4美分,這個簡直就可以完全替代煤炭發電了。

而當中國的能源開始從煤炭為主,變成包括太陽能和風能,那麽中國的能源依賴就會發生根本的變化,就是從主要依賴於中東的石油資源,變成依賴於中國的東北,內蒙和外蒙古的再生資源,那麽對中國資源的安全性,和在碳排放上的有利地位,那是截然不同了。

在中國的風能和太陽能的分布圖上,大家可以看到一塊空白的地方,那就是中國西南的貴州,重慶,四川盆地和雲南北部。這些地方是沒有多少太陽能,風能也是一般。但這裏是中國的水資源最充沛的地方。

談起水資源,大家就想到了水電站。談到水電站,大家就想到了大水壩。從當年在三門峽水壩搞出來的惡果,到當年在三峽大壩的爭吵,現在是搞水壩發電已經被所謂沒有用心的環保分子,和很有用心的海外敵對團體反得徹徹底底了。

可是看一下這些人有理和無理的吵鬧,其實主要是對水壩的抗議,而不是對水利發電的反對。那麽俺這裏弱弱的問一個問題:

難道搞水利發電,非要蓋個大壩不可嗎?

俺們為啥不搞一個無水壩電站呢?

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閱讀 ()評論 (4)
評論
chinomango 回複 悄悄話 "辨別風能電機和飛機的新雷達體係"這有那麽難嗎? 如果風力是多個小功率,飛機是單個大功率,數量強度譜係都不同,而且風力在地麵上雷達是很難看到的.
井底望天 回複 悄悄話 回複jxin的評論:

發你的電郵進我的悄悄話。
steveshaw63 回複 悄悄話 does it affect the safty of aircrafts?
jxin 回複 悄悄話 wonder if the government has such plan to develope wind power based onhigh elevation, I teach energy and environment and know the situation, great inside!
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