遠遠的霧

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確實厲害:中國的風力發電

(2026-04-02 05:13:36) 下一個

在中國的電視劇中,我經常看到開闊的田野或海麵上,矗立著一排排巨大的風力發電機。這些比摩天大樓還高的白色“風扇”,頂著上百米長的葉片,緩緩地轉著,看上去慢條斯理,甚至有些有氣無力。我曾經很困惑:轉得這麽慢,它真的能發電嗎?直到最近看了一段講解風力發電原理的百度視頻,這個疑問才算解開。

風力發電的原理,其實可以借助兩個日常經驗來理解:變速自行車和磁鐵。先說騎車。上坡時我們會切換到“省力檔”,讓腳踏板帶動小齒輪、後輪連著大齒輪,這樣雖然速度慢了,但更省力。而風力發電機內部的邏輯恰好相反,它是“以慢換快”。在風機機艙內,巨大的葉片主軸連接著一個大齒輪,而發電機軸則連接小齒輪。當葉片被風緩慢推動轉動一圈時,通過這種“大帶小”的齒輪關係,發電機軸可以高速旋轉幾十甚至上百圈。也就是說,葉片轉得慢,但帶動旋轉的力量很大,而發電機需要的是高轉速,兩者通過機械結構實現了轉換。於是,這個看似動作遲緩的巨人,內部卻是每分鍾上千轉的高速運轉。

後來,工程師又發展出更先進的直驅式風機,幹脆取消了齒輪箱,讓葉片直接帶動發電機低速旋轉。它的關鍵在於“多極磁場”:發電機內部布滿上百對磁極,即使轉速不高,單位時間內磁場變化的次數依然很高,從而持續產生電流。這是一種“以多補慢”的思路,把風的“慢力量”轉化為電的“快節奏”。

電是如何產生的?本質上,是風在對抗磁場阻力。風推動葉片旋轉,帶動轉子在定子中運動,磁場與線圈不斷切割,電子被驅動在導線中流動,電流由此產生。

如果把視角從一台風機拉遠到整個國家,會看到一個更令人震撼的圖景。這些慢慢轉動的白色巨人,如今在中國的陸地與海上已經成片分布。到2025年,中國風力發電量大約達到1.1萬億千瓦時,占全國總發電量的10%以上;如果加上光伏發電,風光總發電量已超過2.3萬億千瓦時。相比之下,中國全國發電總量已接近9.5萬億千瓦時,而美國大約在4.5萬億千瓦時左右。也就是說,在總量上,中國的發電規模已經明顯超過美國,而在新能源領域的占比還在持續上升。

但如果把時間倒回到改革開放之前,情況幾乎是另一番景象。1978年前後,中國全國發電量隻有約2500億千瓦時,不到今天的三十分之一,人均用電量更是極低。我當年下鄉在農村,房間裏雖然有電線和電燈,但通常是沒有電,所以晚上照明都需要小油燈。每天限電,抽水灌溉要掐著時間。在城市,工廠常常因為缺電而停工。電,在那時候是一種稀缺資源。

剛改革開放後的80年代,那時候我還沒有出國,記得電在中國仍然稀缺,停電、限電幾乎仍然是生活的一部分。而到了美國,最直觀的感受就是“光亮”。夜晚的高速公路、城市的燈光、從飛機上俯瞰那一片片明亮的網格,幾乎讓人產生一種電力自由揮霍的錯覺。那時在世人眼中,美國就是世界電力之王。沒想到幾十年之後,中國不僅在總發電量上實現反超,而且在風電、光伏等新領域走到了世界前列。第一次看到這些數據時,我是震驚的。

更值得注意的是成本的變化。到2025年前後,中國陸上風電的每度電成本大致已降到0.12至0.25元人民幣之間,而燃煤發電在計入環保成本後通常在0.4元以上。也就是說,風電已經不再是“靠補貼存活”的產業,而是憑借技術進步形成了成本優勢。這一點意義重大:當清潔能源比化石能源更便宜時,能源轉型就不再隻是道德選擇,而成為經濟上的必然。

反觀今天的美國,卻呈現出某種令人困惑的反差。一方麵,人工智能、數據中心等新產業迅速擴張,用電需求激增;另一方麵,電力基礎設施和新增發電能力卻難以及時跟上,一些地區已經出現供電緊張的窘境。在能源政策上,也存在明顯倒退。特朗普對風電持強烈反對態度,強調化石能源的開發,甚至喊出“drill, baby, drill”的口號。這種思路,更像是一種回到過去的衝動:依賴石油和煤炭來維持短期利益,而忽視能源結構正在發生的深刻變化。

特朗普的問題在於,他回避了一個基本事實:化石能源終究是有限的,而技術進步正在讓可再生能源變得更高效、更便宜。在文明轉型的關鍵階段,如果選擇忽視這一趨勢,本質上是一種戰略上的短視。這倒也不難理解,一個固執的80歲的老頭,很難有麵向未來的想象力了。但至少,他也應該為自己的後代考慮吧。

回想幾十年前,中國的電力幾乎完全依賴煤炭,汙染嚴重、效率低下;而今天,從風電、光伏到水電,中國已經建立起全球規模最大的新能源體係之一。技術、規模與產業鏈的結合,使它在這一領域占據了明顯優勢。相較之下,美國並非沒有技術能力,但在政策連續性與執行力度上,確實顯得反複而遲疑。每次回國,預約出租司機談起來,他們都會對電動車讚不絕口,主要是用電便宜,如果是燒油,他們就很難掙錢糊口了。

馬斯克曾經提出過一個頗具衝擊力的設想。他在好幾個場合說過,隻需在美國找一塊約100英裏見方的土地上鋪設太陽能板,就可以滿足全國的電力需求。這個說法或許理想化,但它揭示了一個事實:從技術角度看,能源轉型並非不可實現,真正的障礙往往在於政策與共識。也真心希望馬斯克能夠憑他自己的財力,買下一塊這樣的地,開建一個光伏電廠,造福於美國,感覺意義遠大於特斯拉。

石油和煤炭終有枯竭的一天,而風與陽光不會。如何選擇,不隻是技術問題,更是對未來的判斷。我常常會再想到那些緩慢轉動的白色風機,它們的節奏依舊不緊不慢,但意義早已不同:那不隻是葉片在旋轉,而是一種新的能源邏輯在成形。如果說當年缺電的記憶代表著一種發展困境,那麽今天這些風機,則像是在為一個更清潔、更可持續的未來提供源源不斷的動力。

而如果再對照看一下當前的美伊戰爭,就更能看出能源結構變化的深層意義。中國確實需要進口大量石油,這類衝突無疑會推高油價、增加經濟成本,會對中國這樣的製造業大國產生直接衝擊。但與很多人的直覺不同,中國經濟對石油的絕對依賴其實正在下降。隨著風電、光伏、水電以及電氣化程度的提升,電力在能源消費中的比重不斷上升,而其中相當一部分已經來自可再生能源。

這意味著,即便外部石油供應受到衝擊,中國整體能源體係的韌性也在增強。換句話說,新能源的發展,並不能讓中國完全免疫戰爭帶來的衝擊,但確實在悄然降低這種風險的成本,使經濟在動蕩中多了一層緩衝。而且,經過這次戰爭出現的石油危機,會更加促進中國的新能源戰略堅持,進一步推動中國電動汽車的普及和發展。

而這一切,也都與那些不緊不慢的白色“大風扇”密切相關。

2026.4.2 於美國

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閱讀 ()評論 (17)
評論
雪陳未央 回複 悄悄話 回複 'FollowNature' 的評論 :目前,中國已成為全球光伏裝機容量和產業鏈最完整的國家之一,在光伏組件製造、係統集成及應用規模方麵均處於領先地位。以華為為代表的企業,在光伏逆變器及智能能源解決方案領域具備全球競爭優勢,其逆變器產品在效率、可靠性和數字化管理方麵處於行業前沿,受到國際市場廣泛關注。
同時,中國光伏發電的裝機規模和應用覆蓋率持續提升,在全球能源轉型中發揮著重要作用。隨著“新型電力係統”建設推進,未來五年內,中國電網對新能源的接納能力將顯著增強,光伏等可再生能源在電力結構中的占比預計將大幅提高,電網的新能源利用率和智能化水平也將實現跨越式發展。
Billzhou 回複 悄悄話 山西煤老闆去哪裏了?
roselady 回複 悄悄話 中國早期確實是以風力發電為主的,風電起步更早一些。不過這十年來,太陽能發電增長非常快,現在整體規模已經超過風電。

去年八月份我去了一趟新疆,印象特別深。當時在高速公路上行駛,遠遠看到地平線上一大片黑黑的區域,一眼望不到頭。我還以為是河流或者湖泊,結果導遊說那其實全都是太陽能發電板,麵積非常大,真的很震撼。

你如果去過新疆就會知道,那種規模非常壯觀。所以現在大家常說“西電東輸”,新疆每年向內地輸送大量電力,太陽能在其中也占了很重要的一部分。
princessannie 回複 悄悄話 回複 '遠遠的霧' 的評論 : what? 風力發電哪有靠一個大的就能行,都是要成規模才行,環保的電力都是奢侈品,因為必須有其他基礎能源墊底才成行。我們國家發展這些能源是不得已,因為我們的天然氣能源不夠,隻有煤電,是沒有辦法的辦法,否則誰放著近水不吃吃遠水?論經濟,核電是方向。
soullessbody 回複 悄悄話 風車對鳥類有很大危害,而且發電輸出因為天氣不太穩定,對選址和初期投入都要求很高,這些都是短板。
遠遠的霧 回複 悄悄話 回複‘槍迷球迷’的評論:你說的市場有點抽象了,其實是由人來推動的。環保人士值得尊重,沒有他們的推動,不可能出現市場。
槍迷球迷 回複 悄悄話 遠遠的霧 發表評論於 2026-04-02 17:17:25
按照你的說法,石油不是開采不完,而是開采到一定程度就知難而退了。按照愚公移山的道理,子子孫孫不斷開采,肯定能開采完。除非地球還能繼續製造石油:-)
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那個謬誤之所以經典,是因為絕大多數人都想不到。世界是按經濟規律運作,沒人去聽愚公移山之類的忽悠。 風能值不值得發展,最終還是由自身成本相對其他能源決定。擔心石油枯竭是杞人憂天。 早在石油枯竭之前,替代能源的相對成本就會低於石油,市場會自然向替代能源傾斜。無需環保人士去推動。
遠遠的霧 回複 悄悄話 回複‘HenryCharles’的評論:謝謝補充這個信息,看來對農民來說,還是一個不錯的生意,躺著賺錢。
遠遠的霧 回複 悄悄話 回複‘槍迷球迷’的評論:明白,按照你的說法,石油不是開采不完,而是開采到一定程度就知難而退了。按照愚公移山的道理,子子孫孫不斷開采,肯定能開采完。除非地球還能繼續製造石油:-)
HenryCharles 回複 悄悄話 朋友:風力發電的那些風車租用地,是要付租金的。
有很多地主專門做這一門生意。所以在偏遠一些的地方常常可以看到農地種著大麥小麥,然後莊稼旁是風車嘟輪輪的轉,眾多地主農民們靠這個掙錢呢。
你不肯租,後麵肯租的人大把大把的是。
遠遠的霧 回複 悄悄話 回複‘princessannie’的評論:同意,任何事情都是兩麵的。關鍵就是看哪一方麵大一些。環保能源應該是人類的方向。當然人們仍然在探索煤炭石油之外的能源。也許將來會有更好的沒有任何汙染的能源。但需要時間。如果在一個小鎮邊上有一個大的風力發電機,能供應幾十家或者整個小鎮的用電,何樂而不為?其他的發電汙染和不方便的代價不是更嚴重嗎?謝謝跟帖點評!
槍迷球迷 回複 悄悄話 嗬嗬, “石油和煤炭終有枯竭的一天”是個經久不衰的經典經濟學謬誤。比如石油越發開采,淺層石油和低成本石油愈來愈少,繼續開采石油的成本會越來越高,直到某個臨界點,開采石油的成本高於替代能源,從這開始人類就會放棄開采剩下的石油而去使用替代能源。

懂得這個市場經濟的基本規律就知道,地球的石油是采不完的。
princessannie 回複 悄悄話 說實在的,風力發電固然有好的一麵, 但是它肯定有不受待見的那一麵,隻不過在國內,你個人的不喜歡是遠遠阻止不了國家要幹的事的。。我看到有文章說,風力發電都占滿了它們的後院了。。。你不喜歡又能怎樣?
相反,如果不是為了發電, 誰又願意把那些不好看的大片的太陽能光板鋪得到處都是,而不是看到青山綠水呢?風電也一樣,你願意家附近的曠野中鋪滿風力電扇嗎? 任何資源的利用,都是有代價的,隻不過看誰付罷了。。。喜歡的事情,好些是因為不是自己在付那個代價。。。就像我們看到采訪隨機問,你覺得接受難民是好事嗎?做好事當然好,隻不過沒人願意接受難民到自己家裏!
遠遠的霧 回複 悄悄話 回複‘FollowNature’的評論:謝謝分享。你說得對,那一帶陽光充沛,如果放在中國,早就光伏板遍地了。
FollowNature 回複 悄悄話 幾年前俺開車從拉斯維加斯開到黃石公園的時候,一路陽光充足,極少植被,完全可以鋪上光伏發電。 當然還有加州德州,中西部地區。 美國不充分利用光能,實在短視。
遠遠的霧 回複 悄悄話 回複‘世事滄桑’的評論:是的,這次突然的石油危機,應該讓更多的國家看到了新能源的重要性。可惜,特朗普執迷不悟,讓美國耽誤了新能源的發展契機。
世事滄桑 回複 悄悄話 沒錯。西方觀察者已經指出,這次霍爾木茲海峽受阻,恰恰印證了中國清潔能源戰略的正確。
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