我国幅员辽阔,海岸线长,风能资源比较丰富。根据全国 900 多个气象站将陆地上离地 10 米高度资料进行估算,全国平均风功率密度为 100 瓦/平方米,风能资源总储量约 32.26 亿千瓦,可开发和利用的陆地上风能储量有 2.53 亿千瓦,近海可开发和利用的风能储量有 7.5 亿千瓦,共计约 10 亿千瓦。
如果陆上风电年上网电量按等效满负荷 2,000 小时计,每年可提供 5,000 亿千瓦时电量,海上风电年上网电量按等效满负荷 2,500 小时计,每年可提供 1.8 万亿千瓦时电量,合计 2.3 万亿千瓦时电量。
中国风能资源十分丰富。根据联合国环境规划署的预测,在叶片高度 50 米处中国风能资源可达 3,000吉瓦。风资源开发潜力最大的地区为华北、华南及华东沿海地区。此外,一些内陆地区由于有湖泊或其他特殊地形条件影响,也拥有丰富的风资源。
华北风资源最丰富的地区包括内蒙古、吉林、辽宁、黑龙江、甘肃、宁夏、新疆及河北等。沿海及海上风资源最丰富的地区包括山东、江苏、浙江、福建、广东、广西及海南。我国风能资源丰富,开发潜力巨大,必将成为未来能源结构中一个重要的组成部分。
就区域分布来看,我国风能主要分布在以下四个区域:
(1)“三北”(东北、华北、西北)地区风能丰富带
包括东北三省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等省/自治区近200 千米宽的地带,风功率密度在 200-300 瓦/平方米以上,有的可达 500 瓦/平方米以上,可开发利用的风能储量约 2 亿千瓦,约占全国可利用储量的 79%。
该地区风电场地形平坦,交通方便,没有破坏性风速,是我国连成一片的最大风能资源区,有利于大规模的开发风电场。但是,建设风电场时应注意低温和沙尘暴的影响,有的地方联网条件差,应与电网统筹规划发展。
(2)东南沿海地区风能丰富带
东南沿海受中国台湾海峡的影响,每当冷空气南下到达海峡时,由于狭管效应使风速增大。冬春季的冷空气、夏秋的台风,都能影响到沿海及其岛屿,是我国风能最佳丰富区。我国有海岸线约 1,800 千米,岛屿 6,000 多个,这是风能大有开发利用前景的地区。
沿海及其岛屿风能丰富带,年有效风功率密度在200 瓦/平方米以上,风功率密度线平行于海岸线,沿海岛屿风功率密度在 500瓦/平方米以上,如台山、平潭、东山、南鹿、大陈、嵊泗、南澳、马祖、马公、东沙等,可利用小时数约在 7,000-8,000 小时。这一地区特别是东南沿海,由海岸向内陆是丘陵连绵,风能丰富地区仅在距海岸 50 千米之内。
(3)内陆局部风能丰富地区
在两个风能丰富带之外,风功率密度一般在 100 瓦/平方米以下,可利用小时数 3,000小时以下。但是在一些地区由于湖泊和特殊地形的影响,风能也较丰富,如鄱阳湖附近较周围地区风能就大,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、云南太华山等也较平地风能为大。
(4)海上风能丰富区
我国海上风能资源丰富,10 米高度可利用的风能资源约 7 亿多千瓦。海上风速高,很少有静风期,可以有效利用风电机组发电容量。海水表面粗糙度低,风速随高度的变化小,可以降低塔架高度。海上风的湍流强度低,没有复杂地形对气流的影响,可减少风电机组的疲劳载荷,延长使用寿命。
一般估计海上风速比平原沿岸高 20%,发电量增加 70%,在陆上设计寿命 20 年的风电机组在海上可达 25 年到 30 年,且距离电力负荷中心很近。随着海上风电场技术的发展成熟,经济上可行,将来必然会成为重要的可持续能源。