这两个问题背后,是不同国家在同一种能源上截然不同的选择,下面从具体事实一层层说起。巨大的风力发电机轰然倒地,这类画面常被拿来说明美国加州拆除风机的情形,一些人还据此断言风电就是“垃圾电”。
可与此同时,中国每年都要投入上千亿元发展风电。同一种能源为何得到截然相反的评价?
要弄清楚,得先看双方的数据差别,再看风电本身的技术特点,最后看各自的现实条件。先看海外。
有媒体报道称,过去一年里,欧洲被叫停的海上风电项目已经超过10个。2023年6月,欧洲又有一个140万千瓦的海上风电项目被叫停。
而在大西洋另一侧,美国加州早在2020年就宣布拆除460座大型风力发电机。这两类事情要分开看:美国拆的是老旧的陆上风机,欧洲叫停的是新建的海上项目,背后原因不完全相同。
还有一组数字常被引用:据西班牙最大的风电开发商预测,到2030年,仅欧洲每年就要拆除约5700台风机。这只是对未来的预测,不代表已经发生,但也说明,早期风电建设高峰过后,一批风机正陆续走到退役阶段。
拆、停、退役几件事叠在一起,难免让人觉得风电在西方正在“退潮”。国内的情况正好相反。
仅2023年1月到8月,全国风电工程投资完成额就达到1149亿元,全国风电累计装机规模也已达到约3.7亿千瓦。一边在拆除和叫停,一边在持续加码,反差如此明显。
难道风电真是“垃圾电”,只是有人还没看清?要回答这个问题,得先回到风电本身。
风力发电的原理并不复杂:风推动叶片旋转产生机械能,再由发电机把机械能转换成电能,最后送进电网。整个过程不烧煤、不烧气,看上去干净又简单。
可问题恰恰出在“风”上。风什么时候来、风力有多大,人都控制不了,这一点决定了风电天生带着难以回避的短板。
正因为风不受控制,人们很难判断风机什么时候能发电,发多少电更难预估。电网有一条基本要求:发电和用电必须时刻保持平衡。
一种出力忽高忽低、难以预测的电源,会给电网调度带来很大压力,调度人员得随时准备其他电源顶上或让出位置。这是风电被批评的第一个原因:不稳定。
不稳定还会直接冲击电网。大型风电机组没有独立的励磁装置,并网时会产生相当于额定电流5到8倍的冲击电流。
对容量较大的电网来说,这股电流或许还能承受;对容量较小的电网而言,并网那一刻就可能让电网电压大幅下降,影响其他用户正常用电,甚至威胁局部电网的安全运行。麻烦还不止于并网的那一刻。
当风速过高,或者系统发生故障时,风电机组会从正在发电的状态突然退出、脱离电网,这同样会引起电网电压骤降。可见,风电对电网的影响不只是“发电量不好预测”,从接入到退出,每个环节都可能制造波动,这对电网的承受能力提出了很高要求。
第二类批评集中在环境上。有观点认为,风力发电机运转时会改变空气流动,使热量无法快速散开,在局部形成相对的高温或低温;长期下去,还可能让周边气候变得干燥,造成水土流失,甚至改变地形地貌。
这些影响有多大,因地点和规模而异,但它们说明,风电并非对环境毫无扰动。鸟类保护也是争议焦点。
据美国动物保护组织统计,加州每年约有40万只鸟因撞上风机叶片而死亡。高速旋转的叶片对飞行中的鸟来说很难躲避,尤其是风机建在候鸟迁徙通道附近时,伤亡会更集中。
对重视野生动物保护的地区来说,这个数字足以让不少人对风电心生抵触。第三个问题是寿命。
美国是较早发展风电的国家,早在1941年就研制出风电机组并接入电网,到今天已有80多年历史。早期装下的不少风机已经严重老化,继续运转可能出现叶片断裂等安全隐患。
设备一旦到了这个阶段,与其冒险硬撑,不如拆除了事,这也是加州大规模拆机的重要原因。拆下来的风机怎么处理,又是一道难题。
目前,风机的金属塔架和内部电气设备已经能实现较高比例的回收再利用,但长度超过40米的叶片多由复合材料制成,结构耐久、难以降解,处理起来相当棘手,已成为全球性的挑战。风机退役越多,这个问题就越突出,这也是风电常被诟病的地方。
最后是噪音。美国风电主要集中在西部地区,一些风电场离居民区不远,风机运转时持续发出的噪音严重干扰居民生活,引来不少投诉。
不稳定、冲击电网、影响局地环境和鸟类、设备老化、噪音扰民,这些问题叠加在一起,就构成了美国拆除风机、一些人称之为“垃圾电”的理由。既然缺点这么多,中国为什么还要投入上千亿元大力发展风电?
首先在于地理条件。中国幅员辽阔,地形地貌丰富多样,西北地区地广人稀,风能资源十分丰富。
这意味着风电场可以避开人口密集区,在大片空旷土地上规模化开发,许多在别国难以回避的矛盾,在这里有了腾挪空间。数据也印证了这种布局。
2023年第一季度,全国风电新增并网1040万千瓦,其中华北、东北、西北组成的“三北”地区占全国新增装机的67.7%。也就是说,三分之二以上的新增风电都建在风能资源丰富、人口相对稀少的地方。
这样布局的好处很直接,风机噪音对居民生活的影响自然小得多。发展风电还有一层更深的考量:能源安全。
据统计,2025年中国原油进口依赖度已超过70%,天然气进口依赖度也保持在40%左右。能源大量依赖进口,就容易受国际局势和价格波动左右。
风来自本土,不需要进口,每多一度风电,就少一分对外部能源的依赖,这是单纯算经济账时容易忽略的价值。和传统能源相比,风电还少了一些“隐性成本”。
燃煤发电要消耗大量工业用水,平均每发一度电就要用掉1.5到2升水;风电从运行到维护,基本不需要额外消耗这类自然资源。对水资源本就紧张的西北地区来说,这一点尤为重要。
风电对环境的扰动是真实的,但放到整个能源结构里比较,它的代价并不算高。当然,地方再空旷,也解决不了风电不稳定的问题,最终还得靠电网来消化。
中国正在加快建设智能电网,电网中装有大量传感器,可以随时掌握用户用电情况,增强电网的可控性,更好地配置资源。能实时看清供需两端的变化,调度就能更灵活地应对风电的波动,减轻出力起伏和并网冲击带来的影响。
另一个现实问题是,西北风大,用电却集中在中东部,电得送得过去。中国的特高压输电网络能把大规模可再生能源远距离输送出去,满足各地的用电需求。
资源在哪里就在哪里发电,再通过特高压送到需要的地方,风电做到“发得出、送得走”,发展风电也就有了可靠的底气。回头来看,风电的问题都是真实存在的:出力不稳定,并网和脱网会冲击电网,可能影响局地环境和鸟类,设备会老化,叶片难回收,运行还有噪音。
美国拆除老旧风机、欧洲叫停部分海上项目,都和这些问题有关。否认这些短板,同样不是客观的态度,正视问题才能找到办法。
但这些问题能不能接受、能不能解决,很大程度上取决于一个国家的条件:有没有远离人群的大片风能资源,电网有没有能力消化波动、把电送到远方,能源结构对风电有多迫切的需要。
中国西北地广人稀、风能丰富,智能电网提高了调控能力,特高压解决了远距离输送,风电的短板在国内能得到相当程度的弥补。所以,“垃圾电”的说法太绝对了。
风电既不该因为存在缺点就一停了之,也不能不顾条件盲目铺开。更准确的说法是:风电的价值,取决于它建在什么地方,背后的电网能不能撑得住,退役后的问题能不能妥善处理。
条件具备的地方,加大推广力度是合理的选择;条件不足的地方,暂缓甚至拆除也有其道理。