沿海发展风电产业集群优势特点分析.docx

沿海开展风电产业集群优势特点分析江苏沿海经济带包括南通、盐城和连云港3市及其所辖的18个县（市），经 济开展水平不仅低于中国东部沿海地区的平均水平，而且低于江苏省的平均水平, 是我省区域经济开展中的经济凹地。但其东临黄海，南靠长江，北接新欧亚大陆 桥，处于我国沿海、沿江和陇海一兰新铁路沿线三大生产力布局主轴线的交汇区 域，经济开展的资源丰富。江苏拥有666公里的淤积型海岸，占江苏省标准岸线全长的70%。大局部处于自 然淤长之中，全省平均每年淤长面积在1334公顷以上。目前江苏海涂面积到达 76.24万公顷，占全国海涂面积的1/4以上。其中已围滩地23.35公顷，占江苏省 海涂面积的30.63%,仍有2/3以上的海涂等待开发。沿海经济带大小港口众多，其中开展前景和建港条件较好的有14个，一类口岸 3个，二类口岸5个，三类口岸6个。其中，作为亚欧大陆桥东桥头堡的连云港 港开展较快，2005年国际标准集装箱吞吐量到达100.53万标箱，居我国沿海港 口第十位，2006年到达130.23万标箱，排名上升为第九位。沿海经济带自然资源丰富，主要表现在劳动力资源、海洋资源、农业资源、 矿产资源等方面，这些都为沿海经济带工业开展提供了劳动力以及工业原材料。 而且沿海经济带交通业开展迅速，陇海铁路横贯东西，新长铁路纵穿南北，高速 公路建设快步开展铁路、公路、水陆、港口、航空相结合的立体交通网络已 初步形成，可以为工业提供方便的运输条件。随着我省经济的持续快速开展，能源供求不平衡的缺口越来越严重，江苏沿 海经济开展面临的资源和环境瓶颈制约也越来越突出。风能是目前最有开发利用 前景和技术最为成熟的一种新能源和可再生能源。在风能资源丰富、经济开展快、 产业基础好、但电力紧张、环境容量相对较小的江苏地区，充分利用和发挥自身 优势，大力开展风电产业，对于解决我省资源与环境的双重困局具有十分重要的 意义。在全球的沿海沙滩中，仅有中国大丰、东台、如东海域和英国莫克姆海湾共 两处大规模淤长型辐射沙洲I,其中位于大丰、东台海域的优势更为显著，且每年 以100米左右的速度向大海延伸，总面积达2.4万平方公里，相当于3.5个新加 坡的国土面积。浅海辐射沙洲具有独特的风力发电资源优势，大局部沿海岸线和 滩涂均可成为建设风电场的基地。特别是沿海辐射沙洲I,具有优良的风能资源， 70米高平均风速到达每秒7.4?米；潮间滩涂140万亩，70米高平均风速每秒8 米；再向东延伸，近海还有大片辐射状浅水沙滩400万亩，70米高风速每秒8.4? 米。其中东沙辐射沙洲是江苏沿海最大的沙洲，总面积达1000平方公里，是目 前难得的建设大型海上风电场的理想场区。一、浅海辐射沙洲是开展风电的广阔天地大丰市滩涂平坦开阔，受海陆温差和季风的影响，沿海地区风速较大，东临 黄海，海面风阻系数较小，风能资源十分丰富。据大丰市气象站30年气象资料 显示，30年平均风速达3.5m/s,2004年至2005年，大丰市在沿海建造70米测 风塔两座，40米测风塔两座，测风塔所测沿海70米高度平均风速到达7.0m/s, 风功率密度到达3级。东沙辐射沙洲位于大丰市以东约20公里，面积达1000 平方公里，其中零米线以上滩涂面积达600平方公里，东沙辐射沙洲约450平方 公里，2005年大丰市在东沙中部建造70米测风塔一座，是目前该区域第一座海 上70米测风塔，所测数据近18个月的测风塔，经设计单位对已收集到的测风资 料进行评价显示，测风塔所测70米高度平均风速为7.55 m/s, 50米平均风速为 7.32 m/s,风功率密度到达4级，超过沿海一个等级，可与达坂城相媲美，是建 设大型风电场的理想场址。东沙辐射沙洲受两个潮波系统的控制。以南黄海无潮点（32° 30, N, 120° 10' E附近）为中心的左旋潮波系统控制着北部海区，南部海区受自东海传入的 前进潮波系统的控制。两者在弓京港镇蹲门村东海域辐合。近千年来，古长江、古 黄河、淮河入海泥沙在此淤积，形成了世界上罕见的辐射状沙脊群，此辐射中心 在弦港，由辐射点向北东和南东方向分布,有共10条形态完整的大型水下沙脊， 物质组成主要是细沙，这就生成了大丰、东台海域广袤的淤长形滩涂资源。大丰海岸线直线距离约70公里，东西海域宽近100公里，海域面积近6000 平方公里，其中滩涂面积（大潮出水）约2000平方公里，其中零米线以上面积 约1000平方公里，水深5至20米约3000平方公里。东台海岸线南北直线距离 42公里，东西海域宽95公里。2006年江苏省海洋局确定东台海域面积2684平 方公里，加上省海洋局直接管理的269.5平方公里（此海域经申请批准可以开发） 共2953.5平方公里（443万亩），大于东台现有国土面积2308平方公里，其中潮 上带60万亩，潮间带100万亩，暗沙283万亩。由于大丰、东台海域不断淤长的自然特性，潮上带地面高程超过2.5米后可 申请围垦造田，所以该地区的土地面积不断增加。多少年来大丰、东台人民在潮 上带围垦造田，从事种植业和养殖业。在潮间带进行贝类捕捞和养殖以及海藻生 产，在暗沙进行浅海捕捞，海洋利用价值相对较低。如何在更高层次上对沿海进 行开发利用？笔者认为：以浅海辐射沙洲为载体，充分利用风能资源，大力开发 风电，同时从事各种海洋经济活动，是最正确选择。此观点得到了来大丰东台考察 的中国、法国、德国、西班牙、美国等风电专家的认同，江苏省宏观经济研究院 院长顾为东博士在其所著中国风电产业开展新战略与风电非并网理论一书的 “大力开展风电一一长三角地区的现实选择” 一节中，所列举的长三角浅海辐射 沙洲开展风力发电的比拟优势，就是以大丰、东台海域为中心的辐射沙洲为背景 的。全国政协钱正英副主席来大丰、东台考察,也对开展风电寄予了很高的期望。二、沿海地区风能资源丰富大丰从2004年开始，共安装测风塔9座，先后在沿海堤一线安装70米测风 塔3座，40米测风塔4座，在距竹港闸以东30公里的东沙辐射沙洲上安装了江 苏海上第一座70米的测风塔，目前已测得18个月的数据，现又在大丰港以东 20公里处安装110米测风塔一座。东台从2003年起，先后在沿海安装了 15个 测风塔，其中一线海堤边连陆滩涂上安装70米塔5座，40米塔8座，在距弦港 镇东22km的东沙辐射沙洲安装10米塔一座,弥港镇东69km的外磕脚标台上安 装10米塔1座。大量的现场实测数据加上大丰、东台气象站30年测风资料说明，该地区近 海岸带的风速、风能等值线走向基本与海岸线平行。区内风资源分布东高西低, 自内陆愈向海边风资源愈丰富;在沿海边,有一条狭长的风速急变带，向海剧增， 向内陆锐减。大丰、东台风电场200兆瓦特许权工程可研报告分析，该地区10米高处年 平均风速为5.7m/s, 70米高处平均风速为6.9m/s,年有效风速小时数（3-25m/s） 为8196h,平均年风功率密度为330w/m2,风功率密度等级为3级，年满负荷利 用小时达2126小时，风资源较丰富。根据大丰市东沙辐射沙洲2005年底建立了 1座70m高的测风塔实测风资 源数据，按有关风资源分析的规范进行分析东沙海域的风资源状况：（1）测风塔 70m高度的代表年年平均风速为7.55m/s,年平均风功率为441 W/m2。（2） 70m 高度风速在3m/s25m/s之间的出现频率占94.7%,风能那么占至了 99.95%,有 效利用小时为8031h。（3）风电场主风向位于东南风和东北风，主风能方向为东 南风和东北风。（4） 50m高度年平均风速为7.32m/s,年平均风功率密度为 401W/m2,风功率密度等级为4级。东沙测风塔10米高处年平均风速为6.54m/s,计算60米高处年平均风速为 7.9m/s,年平均风功率密度为515 w/m2,风功率密度等级为5级，年满负荷利用 小时达3000小时以上，风能资源很好。外磕脚测风塔，10米高处年平均风速为6.8m/s,计算60米高处年平均风速 为8.4m/s,年平均风功率密度为632 w/m2,风功率密度等级为5级，年满负荷 利用小时达3500小时以上，风能资源很好。沿海地区主导风向以东南风最多，东北风次多，均来自海洋，盛行风向稳定， 四季风速变化也相对较小。风能密度和有效风能利用小时数的数值均证明有良好 的风力资源，具有很好的开发前景。三、工程地质条件较好根据盐城水利勘测设计院和华东水电勘测设计研究院对大丰、东台沿海连陆 滩涂所作多点详细勘查，包括采用钻探取土、室内土工试验、现场静力触探、标 准贯入试验、单孔剪切波速等原位测试相结合的技术手段，主要结论如下：1）根据2001年5月公布的1:400万中国地震动参数区划图GB18306-2001 规定，本地区地震动峰值加速度为0.10g （相当于地震烈度VII度），设计地震分组 为第一组。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）,本场地土属中软场地 ±,建筑场地类别为ni类，属可建设的一般场地，场地地震动反响谱特诊周期为 0.45so场区20m深范围内分布的-1砂质粉土，-1粉砂夹沙质粉土，-2层 粉砂层，属轻微液化等级。2）场区浅层地下水属孔隙性潜水类型，经水质简分析，地表水对混凝土结 构具结晶类硫酸盐型弱一中等腐蚀性，对混凝土结构中钢筋具中等一一强腐蚀性, 对钢结构具中等腐蚀性；地下水对混凝土结构具结晶类硫酸盐型弱一一强等腐蚀 性，对混凝土结构中钢筋具强腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。3）-1层砂质粉土，-3层砂质粉土地基承载力满足不了风机负荷及稳定 性的要求，-1层工程性能较好，但埋藏较深，基坑开挖工作量大，又埋藏在地 下水位以下，基础施工困难，故不宜采用天然地基，宜采用桩基础。-2层（10-18 米）粉砂作为短桩持力层，桩型可选用预应力混凝土管桩（PHC桩），可同时满 足抵消水平向风荷载抗力的需要。东部浅海辐射沙洲I,为近千年来不断淤积而成，地质成因一致，工程地质条 件与连陆滩涂十分相似。四、区域电网接受能力强大丰、东台海域浅海辐射沙洲开展风力发电可为长三角地区提供强大的绿色 能源，而长三角是我国五大经济增长极中经济实力最强、经济增长速度最快的地 区，然而它同时又是资源最缺乏的地区。能源的缺乏和日益恶化的环境已经成为 长三角经济与社会开展的一大瓶颈。2005年长三角用电负荷最高时达8000多万 千瓦。其中来自江苏电力公司的资料说明：2005年江苏用电量1900亿千瓦时， 电力缺口 450万千瓦左右，占华东电网缺口的一半以上，为全国之首。自2005 年5月底以后，江苏省从“时段性缺电”进入“全天性缺电”状态。2006年底 江苏电力装机容量达5000万千瓦，随着“十一五”规划的实施和“两个率先” 的实现，江苏的用电负荷还将大幅上升，然而环境瓶颈已不允许再像“十五”期 间那样高速开展火电了，这就为大力开展绿色能源及其风力发电提供了极好的机 遇。江苏电网隶属于全国最大的华东电网，2006年底总装机容量5000万千瓦,“十二五”期末可望达8000万千瓦。风电装机比例按5%计可接受400万千瓦, 按10%计可接受800万千瓦，电网接受能力很强。大丰风电接入系统条件很好，正在建设的大丰20万千瓦风电场中心位置紧 靠大丰西团富强220KV变电所，距该变电所直线距离约为28公里，目前输路塔 架已建设完毕。同时，大丰即将建设的华丰220KV变电所距离大丰沿海不到5 公里，届时大丰海上百万千瓦风电场并网将非常便捷。东台开展风电接入电网的 通道条件很好，国华（东台）风电一期200兆瓦特许权工程接入220kv 金东变电所，已投入运行。国华二期200兆瓦风电工程经江苏省电力公司苏电发 展2007425号关于印发国华东台风电场二期工程一次接入系统设计报告审 查意见的通知批准北风场100兆瓦经一期升压站汇流接入金东变电所；南风 场100兆瓦接入南通北变电站。该一回220kv线路导线采用2XLGJ-400,这就 为国华公司后期风电工程预留了 400兆瓦接入的余地。加上220kv红光变和在建 中的220kv台南变，使东台具备了风电开展到1200兆瓦容量的电网接入能力。为推进又好又快开展，江苏省500kv沿海电力大通道正在紧锣密鼓地建设之 中，计划2008年建成。该系统在东台与大丰交界处和东台与海安交界处各建一 个500kv变电所，又为大丰、东台建设百万千瓦级风电场提供了接入电网的更大 空间。五、灾害性气候概率低大丰、东台沿海突发性强台风不多。由于风力发电机安装于沿海，机组是在 大风和台风袭击、烈日辐射、暴雨冲刷以及海风、盐雾、空气高湿度等较恶劣的 环境条件下工作，因此灾害性气象条件对机组的技术适应性和可靠性影响很大。 如2006年8月，台风“桑美”在浙江苍南马站登陆，正面袭击了国电龙源风电 公司所属的苍南风电场，给苍南风电场带来了严重损失，100%风机受损，其中5 台风机塔筒倒塌，23台风机叶片折裂或发电机和齿轮箱损坏，6台10kv线路倒 杆，中控楼南侧60米院墙全部倒塌。然而，大丰、东台沿海却是一片神奇的土 地，既有丰富的风能资源又有最适宜建设风电场的广袤滩涂，是我国沿海突发性 台风灾害概率最小的地区，很少有像浙江、福建、广东等沿海省份那样台风从正 面登陆的灾害性气象发生。据大丰、东台气象局统计，沿海虽然每年都程度不同 地受到台风影响，台风经过地区伴有暴雨，但台风真正在该地区正面登陆的概率 十年一遇，海边有记载的瞬时特大风速为32米/秒。