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第十编! 国内外风力发电新技术与风电政策设计 ####################################### 第六章! 必威体育精装版风能利用技术、制度与世界风能发展 第一节! 人类开发利用风能的历史 太阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均，从而使空气沿水 平方向运动，空气流动所形成的动能称为风能。因此风能是太阳能的一种转化形式，是 一种可再生的自然能源。风能储量非常巨大，理论上仅# 的风能就能满足人类能源需 要。风能利用主要是将大气运动时所具有的动能转化为其他形式的能，其具体用途包 括：风力发电、风帆助航、风车提水等。其中，风力发电是风能利用的最重要形式。 风能利用，已有数千年的历史，在蒸汽机发明以前，风能曾经作为重要的动力，用于 船舶航行、提水饮用和灌溉、排水造田、磨面和锯木等。最早的利用方式是“风帆行舟”。 埃及被认为可能是最先利用风能的国家，约在几千年前，他们的风帆船就在尼罗河上航 行。 我国是最早使用帆船和风车的国家之一，至少在$ %%% 年前的商代就出现了帆船。 唐代有“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海”的诗句，可见那时风帆船已广泛用于江河航 世纪初叶中国航海家郑和七下西洋，庞大的风 运。最辉煌的风帆时代是中国的明代， 帆船队功不可没。明代以后，风车得到了广泛的使用，宋应星的《天工开物》一书中记载 有：“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”，这是对风车的一个比较完善的描述。我国 风帆船的制造技术已领先于世界。方以智著的《物理小识》记载有：“用风帆六幅，车水灌 田，淮阳海皆为之”，描述了当时人们已经懂得利用风帆驱动水车灌田的技术。中国沿海 沿江地区的风帆船和用风力提水灌溉或制盐的做法，一直延续到’% 世纪(% 年代，仅在江 苏沿海利用风力提水的设备曾达’% 万台。 ’ 世纪，风车从中东传人欧洲。) 世纪，荷兰人利用风车排水、与海争地，在低洼的 海滩地上建国立业，逐渐发展成为一个经济发达的国家。今天，荷兰人将风车视为国宝， 北欧国家保留的大量荷兰式的大风车，已成为人类文明史的见证，见图) * 。 在蒸汽机出现之前，风力机械是动力机械的一大支柱，其后随着煤、石油、天然气的 大规模开采和廉价电力的获得，各种曾经被广泛使用的风力机械，由于成本高、效率低、 使用不方便等，无法与蒸汽机、内燃机和电动机等相竞争，渐渐被淘汰。 到了+ 世纪末，丹麦人首先研制了风力发电机。,+ 年，丹麦建成了世界第一座风 力发电站。风力发电在解决发展中国家无电农牧区居民的用电方面起到了重要的作用， 特别是’% 世纪-% 年代以后利用风力发电更进入了一个蓬勃发展的阶段，在世界不同地 区建立了许多大中型的风电场。预计到’ 世纪中叶，风能将会成为世界能源供应的支 ·$% · 第十编$ 国内外风力发电新技术与风电政策设计 ####################################### 图! #$ 风车———洁净的能源 柱之一，成为人类社会可持续发展的主要动力源。 第二节$ 开发利用风能的动因 各国开发利用风能的动因并不相同，而且随着时间的推移，开发利用风能的动因也 在变化。下面将主要从经济、环境、社会和技术进步四方面来介绍风能开发利用的动因。 #% 经济驱动力 （# ）经济最优化 能源供应的经济最优化提供了重视开放利用的基本原理。在偏远地区，电力供应困 难。与常规电网延伸和柴 汽油机发电相比，利用小型离网风力发电系统供电有成本优 势。例如在内蒙古农牧区，利用小型离网风力发电系统供电，农牧户承担的成本约’ 元 () ·* 左右。如果用电网延伸的方法，农牧户承担的成本高于+ 元 () ·* 。在这些地 区，利用汽油 柴油发电机的供电，考虑油料的运输成本，农牧户承担的成本也要高于! 元 () ·* 。 （’ ）化石能源资源枯竭与供应安全 进入工业社会后，人类在飞速发展自己的文明过程中经过了多次能源危机。人 们开始认识到，无限制地开采煤炭、石油、天然气等化石能源，终有资源枯竭的一天。 目前石油储量约# ,-- 亿吨，年消耗量约,. 亿吨，预计今后’. 年中平均年消耗量将 达.-