中国近海的风能资源

海上风力发电的现状及展望摘要：随着社会不断向前发展，经济水平不断提高，用电需求的保证成为各国必须确保的基本问题。

然而，传统的火力发电所造成的煤炭资源大量开采以致储量不足和大气污染以及全球变暖等诸多问题亦接踵而至。

为了可持续发展，减轻这些困扰全球的问题，新型分布式清洁能源并入配电网逐渐成为世界各国的研究重点。

在所有清洁能源之中，风能是最常见的，拥有着极大的发展潜力。

相比陆上风电而言，海上风力发电的发展较为落后，但有着天然的优势。

研究结果表明，海上风力发电在减少碳排放、保证可持续发展、提高发电效率、保障用电需求等方面的优势十分显著。

关键词：海上风力发电；发展现状；相关政策；发展前景引言作为一种新兴的海上新能源，海上风电具有风速更高、风能资源更丰富、单机容量高、靠近东部用电负荷中心，就地消纳方便、噪音污染小的优点。

经过连续多年的高速增长，我国海上风电装机总量已居世界第一。

因此，大力发展海上风电成为实现“碳达峰、碳中和”目标的主要手段之一。

1影响海上风力发电发展的一些因素目前正处于海上风力发电发展的黄金时期，影响海上风力发电的因素主要有：海上风电机组的单机容量更大，制造技术变得复杂，工程建设成本较高，海上风电机组的运行和维护成本也很高。

对海上风场成本影响较高的因素有：离岸距离、水域深度、升压站的位置、风机等基础造价及人工费用等。

此外，海上风电处于强腐蚀性的海洋环境，组件长期暴露在外，防腐蚀防护问题面临巨大挑战。

而且，海上气候环境恶劣且复杂多变，风电机组的吊装、项目施工及运行难度大，需要加强气候监测能力，科学制定吊装和施工方案等应对措施。

2我国海上风力发电的发展2.1漂浮式海上风电目前我国海上风电的开发主要集中在浅水滩涂海域，在近海即水深在5～50m 的海域海上风能储量约为5亿kW，据统计，水深大于50m的深水海域风能储量约为13亿kW，这一储量远远高于浅水区域。

但是当水深大于60m时，固定式海上风机建造以及维护的成本会急剧上升，且难以保证其安全性。

海上风能资源分布综述作者：宋军来源：《中国科技纵横》2015年第05期【摘要】随着全球经济发展步伐的加快，能源问题已成为世界性的问题，探索、开发新的能源替代产品已成为世界各国的重点研究方向，海上风电由于其风能资源好、节约土地、离电网负荷中心近等诸多优点，已成为世界各国的重点发展方向。

本文从大气环流的角度来分析全球气压带和风带的分布，得出全球海上风能资源的分布及其原理，分析影响海上风电发展的主要气候灾害，重点对比欧洲、美国和中国三个重点区域的海上风能资源特性。

【关键词】全球风带 ;海上风电 ;风能资源分布1 全球海上风能资源分布1.1 全球气压带和风带分布全球风带的形成与气压带的分布有着密切的关系。

由于地球表面接受太阳辐射不均匀，导致地球上高低气压的分布，加之下垫面性质本身的差异（包括海陆分布、大地形、地表摩擦等），从而形成了全球的大气环流。

各地气压高低不同所产生的气压差，造成了空气的流动，其结果是形成了与之相对应的风带。

风带的分布，从赤道到两极，分别是：赤道无风带、东北（东南）信风带、副热带无风带、盛行西风带和极地东风带。

1.2 全球海上风能资源分布2005年，美国国家可再生能源实验室利用QuikSCAT卫星的洋面风散射数据，并结合NCAR/NCEP再分析资料和海上观测站资料，模拟出了全球海上50m高度的风能资源分布。

赤道附近处于赤道无风带，风速最小;南北回归线附近，属于信风带，风速稍大;南北半球纬度30度左右，属于副热带无风带，风速相对较小;纬度更高一点的区域属于盛行西风带，风速普遍很大，如欧洲北海地区，风速较大，盛行西风，以及南半球纬度40度至60度之间的咆哮西风带，常年刮极强的西风;两极地区属于极低东风带，风速也比较大。

1.3 海上地方性的风在有些海域，受区域气候（如季风、海陆风等）和地形（狭管效应、岬角效应、海岸效应等）的影响，也会形成一些地方性的风。

比如我国的台湾海峡，受大陆和台湾岛狭管效应的影响，流经气流受到挤压和加速，经常出现东北或西南方向的大风，平均风速在8.5m/s以上，局部超过9m/s，是中国海上风能资源最为丰富的区域。

我国风力发电场的分布情况我国风力发电场的分布情况我国有效风能分布图根据图中国风力资源分布状况图,我国风能资源丰富的地区主要分布在以下地区:(1)三北(东北、华北、西北)地区丰富带,风能功率密度在200~300瓦/米2以上,有的可达500瓦/米2以上,如阿拉山口、达坂城、辉腾锡勒、锡林浩特的灰腾梁等、可利用的小时数在5000小时以上,有的可达7000小时以上.这一风能丰富带的形成,主要是由于三北地区处于中高纬度的地理位置有关.(2)东南沿海及附近岛屿包括山东、江苏、上海、浙江、福建、广东、广西和海南等省(市)沿海近10 公里宽的地带,年风功率密度在200W/m2米以上.(3)内陆个别地区由于湖泊和特殊地形的影响,形成一些风能丰富点,如鄱阳湖附近地区和湖北的九宫山和利川等地区.(4)近海地区,我国东部沿海水深5米到20米的海域面积辽阔,按照与陆上风能资源同样的方法估测,10米高度可利用的风能资源约是陆上的3倍,即7亿多千瓦.根据中国气象科学研究院绘制的全国平均风功率密度分布图，中国陆地10m高度层的风能总储量为32.26亿KW，居世界第一位。

我国陆上实际可开发风能资源储量为 2.53亿千瓦,近海风场的可开发风能资源是陆上3倍,则总的可开发风能资源约10亿千瓦。

也就是说，如果中国的风力资源开发60%，那么仅风能就可以支撑中国目前每年全部的电力需求。

中国的风电资源不仅丰富，而且分布基本均匀。

东南沿海及其岛屿、青藏高原、西北、华北、新疆、内蒙古和东北部分地区都属于风能储藏量比较丰富的地区，而甘肃、山东、苏北、皖北等地区也有相当大比例的风能资源可以有效利用。

我国陆地上从新疆、甘肃、宁夏到内蒙古，是一个大风力带；同时还有许多大风口，如张家口地区，鄱阳湖湖口地区、云南大理等。

这些为风能的集中开发利用提供了极大的便利。

到2008年底，中国的风电装机容量达到1200万千瓦，现在在全世界是位居第四位，装机容量近三年来是连续成倍增长。

表2-1是我国风能分区及占我国面积的百分比，表2-2是我国风能资源分布：
表2-1 我国风能分区及占我国面积百分比
指标丰富区较丰富区可利用区贫乏区
年有效风能密度（W/m2）＞200 200-150 ＜150-50 ＜50
年≥3m/s累计小时数（h）＞5000 5000-4000 ＜4000-2000 ＜2000
年≥6m/s累计小时数（h）＞2200 2200-1500 ＜1500-350 ＜350
占全国面积的百分比（%）8 18 50 24
资料来源：网络搜集表2-2 我国风能资源分布
风功率密度分布地区
三北地区风能丰富带＞200～300W/m2 三北指的是东北、华北和西北，包括东北三省、河北、内蒙
古、甘肃、青海、西藏和新疆等省/自治区；
沿海地区风能丰富带＞200W/m2 台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、
东沙等；
内陆局部风能丰富区＜100W/m2 鄱阳湖、湖南衡山、湖北的九宫山、河南的嵩山、山西的五
台山、安徽的黄山、云南太华山等；
海上风能丰富区我国近海50m等深线浅海域10m高度，包括福建、江苏、
山东、浙江、辽宁、上海、河北、广西、海南、天津等。

资料来源：网络搜集。

影响中国风能资源的因素及分布影响中国风能资源的因素(1)大气环流对中国风能分布的影响东南沿海及东南、南海诸岛，因受台风的影响，最大年平均风速在5m/s以上。

东南沿海有效风能密度≥200W/㎡，有效风能出现时间百分率可达80%~90%。

风速≥3m/s的风全年出现累积小时数为7000~8000h；风速≥6m/s的风有4000h。

岛屿上的有效风能密度为200~500W/㎡，风能可以集中利用。

福建的台山、东山，台湾的澎湖湾等，有效风能密度都在500W/㎡左右，风速≥3m/s的风累积为8000h，换言之，平均每天可以有21h以上的风速≥3m/s。

但在一些大岛，如台湾和海南，又具有独特的风能分布特点。

台湾风能南北两端大，中间小；海南西部大于东部。

中国全年风速大于3m/s小时数分布。

内蒙和甘肃北部地区，高空终年在西风带的控制下。

冬半年地面在蒙古高原东南缘，冷空气南下，因此，总有5~6级以上的风速出现在春夏和夏秋之交。

气旋活动频繁，当每一气旋过境时，风速也较大。

这一地区年平均风速在4m/s以上。

有效风能密度为200~300W/㎡，风速≥3m/s的风全年累积小时数在5000h以上，是中国风能连成一片的最大地区。

云南、贵州、四川、甘南、陕西、豫西、鄂西和湘西风能较小。

这一地区因受西藏高原的影响，冬半年高空在西风带的死水区，冷空气沿东亚大槽南下很少影响这里。

夏半年海上来的天气系统也很难到这里，所以风速较弱，年平均风速约在2.0m/s以下，有效风能密度在50W/㎡以下，有效风力出现时间仅为20%左右。

风速≥3m/s的风全年出现累积小时数在2000h以下，风速≥6m/s的风在150h以下。

在四川盆地和西双版纳最小，年平均风速<1m/s。

这里全年静风频率在60%以上，有效风能密度仅30W/㎡左右。

风速≥3m/s的风全年出现累积小时数仅3000h以上，风速≥6m/s的风仅20多小时。

换句话说，这里平均每18天以上才有一次10min的风速≥6m/s的风，风能是没有利用价值的。

我国沿海地区波浪能的空间分布特征
1.北部海域波浪能较强：北部海域受到季节性风场的影响较大，在冬
季北风影响下，北部海域的波浪能较强。

尤其是辽东湾、渤海湾、黄海和
东海北部海域，波浪能丰富。

2.南部海域波浪能较弱：南部海域主要受到西南季风的影响，季节性
风场较弱，因此波浪能相对较弱。

尤其是南海和台湾海峡地区，波浪能较低。

3.岛屿附近波浪能较强：我国沿海地区有众多海岛分布，这些海岛位
于海洋潮流和海底地形的交汇之处，形成了波浪能丰富的区域，如台湾东
北部、浙江温州附近、福建厦门以及海南等地。

4.陆地和海洋交界处波浪能弱：沿海地区的陆地和海洋交界处通常形
成一定的海浪阻挡带，对波浪能的传播起到一定的屏障作用，导致这些地
区的波浪能相对较弱。

如渤海湾和江苏沿海地区。

5.沿海地形对波浪能分布有影响：我国沿海地区地形多样，包括河口、海湾、滩涂、半岛和海岸等。

这些地形对波浪能的分布产生重要影响，如
形成了波浪集聚和阻隔的现象。

如长江口和珠江口附近海域，由于地形的
阻隔，波浪能低于周边海域。

总体来说，我国沿海地区的波浪能分布具有明显的空间特征，受到地形、气候和海洋动力学等多种因素的影响。

了解这些特征对于开展沿海地
区波浪能资源评估及利用具有重要的指导和借鉴意义。