航天人做起了風力發電機。不久前，在長江邊美麗的南通市郊，記者在新落成的高大廠房內目睹了我國首臺1.5兆瓦風力發電機組的英姿。機頭部件是一個有著60多噸重的龐然大物，比普通的一間房子還大，淺色的機身上赫然寫著“中國航天”四個字。
這臺機組是我國航天人————中國航天科技集團所屬的中國運載火箭技術研究院，與西班牙安迅能公司等組建的南通航天萬源安迅能風電設備有限公司推出的第一件產品。
1.5兆瓦風力發電機組是目前國際上主流的前沿產品，隨著首臺機組的成功下線，我國在新型風力發電機制造領域實現了本土化，完成了向國際上流行的兆瓦級風力發電技術的跨越，打破了風電設備長期依賴進口的局面。
風能，取之不盡的清潔能源
風是一種永不枯竭的資源，其能量大大超過地球上水流的能量，也大于固體燃料和液體燃料能量的總和。在各種能源中，風能是利用起來比較簡單的一種，它不同于煤、石油、天然氣，需要從地下采掘出來；也不同于水能，必須建造大壩來推動水輪機運轉；也不像核能那樣，需要昂貴的裝置和防護設備。另外，風能是一種清潔能源，不會產生任何污染。
我國缺電卻不缺風，有資料顯示，我國風能儲量為32億千瓦，可開發的裝機容量約2.53億千瓦。陸地上的新疆、甘肅、寧夏，特別是內蒙古，是一個大風力帶，有豐富的風力資源；還有許多大風口，如鄱陽湖湖口地區、新疆的達坂城等。在海上，從渤海、黃海到我國的臺灣海峽等漫長的海岸線上也有豐富的風力資源。國外專家評論，中國單靠風力發電就能將現有的電力生產翻一番。
風能這么好，但開發起來并不容易，專家總結出風能利用的三個難點：一是能量密度低。風能來源于空氣的流動，其密度不到水力的1/800。二是風能不穩定。由于氣流瞬息萬變，風每年每季每天以至每時的變化都很明顯。三是空間差異大。因地形帶來的風力差異可達幾倍到幾十倍。
自古以來，人們以風相伴并發明了風車，利用風車從事抽水和磨糧等生產活動。直到上世紀中葉之前，用風能發電都是世界科技一個難以逾越的難關。
風電，不斷創新的科技產業
我國十幾年前就開始了對風力發電技術的研究，研制出了200、250、400、600千瓦等多系列的風力發電機組，但面對風力發電機趨向大型化、主流機組達到1000千瓦(1兆瓦)以上的國際趨勢，我們卻顯得落伍了。如今，雖然許多省區市都有開發風電的積極性，但由于我國約70%以上的風力發電設備都依賴進口，風能資源的利用受到了嚴重制約。
風電設備看上去都很“傳統”，為什么這么難以研發呢？
中國火箭研究院的風電專家胡培孝解釋：風力發電看似沒有太高的技術含量，但如同汽車一樣，它是多種技術的合成，是需要不斷創新的領域。一些國家能把人造衛星送上太空，但不一定能造出合格的產業化風電系統。
胡培孝說，風力發電機一般由五大部分構成，第一部分是葉輪。隨著發電功率越來越大，葉輪上葉片的尺寸也越來越大，比如國際流行的1.5兆瓦機組，單個葉片就有34米長，每個重達5噸。目前，國際上公認的風電利用效率約為4%，葉片設計和制造上若稍有欠缺，效率就更低了。第二部分是齒輪箱。齒輪箱要在極為惡劣的環境下保持工作狀態。有的風場冬季零下40攝氏度，夏季又達到零上40攝氏度，這對齒輪及里面的潤滑油的要求非同一般。第三部分是發電機組。雖然自然界的風時大時小，十分不穩定，但發出的電壓和頻率一定要穩定。目前最先進的風力發電機是雙饋式發電機，它能使發電機在變轉速下保持恒頻發電，從而提高了風能能效。我國一些科研單位已成功研制出這種發電機，但兆瓦級的大功率雙饋發電機離實用化、產業化還有不小的距離。第四部分叫偏航系統。風向常常是飄忽不定的，偏航系統的作用就是讓葉片總能控制在迎風面。最后一部分叫控制系統。它的主要任務是將發電機切入和切除電網，管理來自不同傳感器的全部信息。
胡培孝說，大部分風場都分布在人跡罕至的地方，交通不便，維修困難，這要求整個系統有較高的可靠性。雖然風電系統和火箭系統不好類比，但從某種意義上說，其難度要求實在不遜于火箭：風電系統往往要保持15到20年的正常運行，而火箭發射往往只需要保證半個小時。運載火箭研究院韓樹旺副院長介紹，該研究院擁有強大的科研、生產和技術人才儲備，在研制長征運載火箭的過程中積累了豐富的系統控制和運行的經驗。同時，還自行開發了具有自主知識產權、國內唯一的600千瓦變槳距風力發電機組。因此，火箭研究院躋身風電設備國產化的行列絕不是“高射炮打蚊子”，而是正當其時。南通航天萬源安迅能風電設備有限公司在6月末生產出第一臺風力發電機后，到年底就將生產交付70余臺，明年定單有望達到200臺左右。業內專家普遍認為，有航天高科技和系統工程管理的支撐，在這樣的領頭羊企業帶領下，中國風電產業的發展一定會越來越快。
政策，為風電產業保駕護航
專家預測，我國風能的可裝機能力相當于十幾個三峽電站，故風能也有“空中三峽”之稱。為了大力發展綠色能源，我國頒布了《可再生能源法》，各地發展風電的呼聲很高，僅去年一年，全國就新裝風力發電機組近百萬千瓦。我國規劃，到2010年風電規模達到500萬千瓦，2030年達到3000萬千瓦。據此計算，未來僅風電設備就是一塊十分誘人的“蛋糕”，“十一五”期間的風電投資不下300億元人民幣。
中國風能協會副理事長施鵬飛認為，當務之急是制定好的產業政策和提高產業創新能力。他介紹，我國目前的風電機組比國外同類產品成本低20%，但只能批量生產國外10年前的主流技術產品，都是“定槳定速”系列。目前國際主流產品是“變槳變速”，我們通過自主研發只安裝了兩臺樣機。按照國家發改委2010年風電裝機國產化率要達到70%的要求，我國風電產業的創新能力亟待提高。 也有專家認為，目前鼓勵發展風電的配套政策還不夠完善。比如風電入網價格，根據《可再生能源法》的規定，風能等可再生能源發電的上網電價，由國家價格主管部門按照有利于促進其開發利用和經濟合理的原則確定，同時要推行保護電價加鼓勵電價模式的政策。但這一措施尚未落實到位。業內專家建議，目前風電裝機總量所占比例很小，不足1%，即使到2030年的3000萬千瓦，所占全國發電總裝機比例也只有3%，因此，為了促進這一清潔能源的發展，給風電以一個較為寬松的政策環境是十分必要的。
背景資料
風能資源和風力發電
風所具有的能量是很大的，風速每秒鐘達9米到10米的5級風，吹到物體表面上的力，每平方米面積上約有10公斤；風速每秒20米的9級風，吹到物體表面上的力，每平方米面積可達50公斤左右；臺風的風速可達每秒50—60米，它對每平方米物體表面上的壓力，竟可高達200噸以上。被風激起的海浪對海岸的沖擊力是相當大的，最大時甚至可達每平方米60噸左右。
我國有著豐富的風力資源，主要集中在華北、西北和東北的草原、戈壁灘以及東部、東部的沿海地帶和島嶼上。這些地區缺少煤炭及其他常規能源，并且冬春季節風速高，雨水少；夏季風速小，降雨多，風能和水能具有非常好的季節互補。另外，在中國內陸地區，由于特殊的地理條件，有些地區風能資源豐富，適合發展風電，比如江西省鄱陽湖地區以及湖北省通山地區。
我國可開發利用的風能資源陸地為2.53億千瓦，近海7.5億千瓦，合計10.03億千瓦，居世界前列。近年來，我國風力發電裝機容量增加較快，2003年達55萬千瓦，2005年達到126萬千瓦。按照國家發展規劃，2010年將達500萬千瓦；2015年將達1000萬千瓦；2020年將達到2000萬千瓦。
這臺機組是我國航天人————中國航天科技集團所屬的中國運載火箭技術研究院，與西班牙安迅能公司等組建的南通航天萬源安迅能風電設備有限公司推出的第一件產品。
1.5兆瓦風力發電機組是目前國際上主流的前沿產品，隨著首臺機組的成功下線，我國在新型風力發電機制造領域實現了本土化，完成了向國際上流行的兆瓦級風力發電技術的跨越，打破了風電設備長期依賴進口的局面。
風能，取之不盡的清潔能源
風是一種永不枯竭的資源，其能量大大超過地球上水流的能量，也大于固體燃料和液體燃料能量的總和。在各種能源中，風能是利用起來比較簡單的一種，它不同于煤、石油、天然氣，需要從地下采掘出來；也不同于水能，必須建造大壩來推動水輪機運轉；也不像核能那樣，需要昂貴的裝置和防護設備。另外，風能是一種清潔能源，不會產生任何污染。
我國缺電卻不缺風，有資料顯示，我國風能儲量為32億千瓦，可開發的裝機容量約2.53億千瓦。陸地上的新疆、甘肅、寧夏，特別是內蒙古，是一個大風力帶，有豐富的風力資源；還有許多大風口，如鄱陽湖湖口地區、新疆的達坂城等。在海上，從渤海、黃海到我國的臺灣海峽等漫長的海岸線上也有豐富的風力資源。國外專家評論，中國單靠風力發電就能將現有的電力生產翻一番。
風能這么好，但開發起來并不容易，專家總結出風能利用的三個難點：一是能量密度低。風能來源于空氣的流動，其密度不到水力的1/800。二是風能不穩定。由于氣流瞬息萬變，風每年每季每天以至每時的變化都很明顯。三是空間差異大。因地形帶來的風力差異可達幾倍到幾十倍。
自古以來，人們以風相伴并發明了風車，利用風車從事抽水和磨糧等生產活動。直到上世紀中葉之前，用風能發電都是世界科技一個難以逾越的難關。
風電，不斷創新的科技產業
我國十幾年前就開始了對風力發電技術的研究，研制出了200、250、400、600千瓦等多系列的風力發電機組，但面對風力發電機趨向大型化、主流機組達到1000千瓦(1兆瓦)以上的國際趨勢，我們卻顯得落伍了。如今，雖然許多省區市都有開發風電的積極性，但由于我國約70%以上的風力發電設備都依賴進口，風能資源的利用受到了嚴重制約。
風電設備看上去都很“傳統”，為什么這么難以研發呢？
中國火箭研究院的風電專家胡培孝解釋：風力發電看似沒有太高的技術含量，但如同汽車一樣，它是多種技術的合成，是需要不斷創新的領域。一些國家能把人造衛星送上太空，但不一定能造出合格的產業化風電系統。
胡培孝說，風力發電機一般由五大部分構成，第一部分是葉輪。隨著發電功率越來越大，葉輪上葉片的尺寸也越來越大，比如國際流行的1.5兆瓦機組，單個葉片就有34米長，每個重達5噸。目前，國際上公認的風電利用效率約為4%，葉片設計和制造上若稍有欠缺，效率就更低了。第二部分是齒輪箱。齒輪箱要在極為惡劣的環境下保持工作狀態。有的風場冬季零下40攝氏度，夏季又達到零上40攝氏度，這對齒輪及里面的潤滑油的要求非同一般。第三部分是發電機組。雖然自然界的風時大時小，十分不穩定，但發出的電壓和頻率一定要穩定。目前最先進的風力發電機是雙饋式發電機，它能使發電機在變轉速下保持恒頻發電，從而提高了風能能效。我國一些科研單位已成功研制出這種發電機，但兆瓦級的大功率雙饋發電機離實用化、產業化還有不小的距離。第四部分叫偏航系統。風向常常是飄忽不定的，偏航系統的作用就是讓葉片總能控制在迎風面。最后一部分叫控制系統。它的主要任務是將發電機切入和切除電網，管理來自不同傳感器的全部信息。
胡培孝說，大部分風場都分布在人跡罕至的地方，交通不便，維修困難，這要求整個系統有較高的可靠性。雖然風電系統和火箭系統不好類比，但從某種意義上說，其難度要求實在不遜于火箭：風電系統往往要保持15到20年的正常運行，而火箭發射往往只需要保證半個小時。運載火箭研究院韓樹旺副院長介紹，該研究院擁有強大的科研、生產和技術人才儲備，在研制長征運載火箭的過程中積累了豐富的系統控制和運行的經驗。同時，還自行開發了具有自主知識產權、國內唯一的600千瓦變槳距風力發電機組。因此，火箭研究院躋身風電設備國產化的行列絕不是“高射炮打蚊子”，而是正當其時。南通航天萬源安迅能風電設備有限公司在6月末生產出第一臺風力發電機后，到年底就將生產交付70余臺，明年定單有望達到200臺左右。業內專家普遍認為，有航天高科技和系統工程管理的支撐，在這樣的領頭羊企業帶領下，中國風電產業的發展一定會越來越快。
政策，為風電產業保駕護航
專家預測，我國風能的可裝機能力相當于十幾個三峽電站，故風能也有“空中三峽”之稱。為了大力發展綠色能源，我國頒布了《可再生能源法》，各地發展風電的呼聲很高，僅去年一年，全國就新裝風力發電機組近百萬千瓦。我國規劃，到2010年風電規模達到500萬千瓦，2030年達到3000萬千瓦。據此計算，未來僅風電設備就是一塊十分誘人的“蛋糕”，“十一五”期間的風電投資不下300億元人民幣。
中國風能協會副理事長施鵬飛認為，當務之急是制定好的產業政策和提高產業創新能力。他介紹，我國目前的風電機組比國外同類產品成本低20%，但只能批量生產國外10年前的主流技術產品，都是“定槳定速”系列。目前國際主流產品是“變槳變速”，我們通過自主研發只安裝了兩臺樣機。按照國家發改委2010年風電裝機國產化率要達到70%的要求，我國風電產業的創新能力亟待提高。 也有專家認為，目前鼓勵發展風電的配套政策還不夠完善。比如風電入網價格，根據《可再生能源法》的規定，風能等可再生能源發電的上網電價，由國家價格主管部門按照有利于促進其開發利用和經濟合理的原則確定，同時要推行保護電價加鼓勵電價模式的政策。但這一措施尚未落實到位。業內專家建議，目前風電裝機總量所占比例很小，不足1%，即使到2030年的3000萬千瓦，所占全國發電總裝機比例也只有3%，因此，為了促進這一清潔能源的發展，給風電以一個較為寬松的政策環境是十分必要的。
背景資料
風能資源和風力發電
風所具有的能量是很大的，風速每秒鐘達9米到10米的5級風，吹到物體表面上的力，每平方米面積上約有10公斤；風速每秒20米的9級風，吹到物體表面上的力，每平方米面積可達50公斤左右；臺風的風速可達每秒50—60米，它對每平方米物體表面上的壓力，竟可高達200噸以上。被風激起的海浪對海岸的沖擊力是相當大的，最大時甚至可達每平方米60噸左右。
我國有著豐富的風力資源，主要集中在華北、西北和東北的草原、戈壁灘以及東部、東部的沿海地帶和島嶼上。這些地區缺少煤炭及其他常規能源，并且冬春季節風速高，雨水少；夏季風速小，降雨多，風能和水能具有非常好的季節互補。另外，在中國內陸地區，由于特殊的地理條件，有些地區風能資源豐富，適合發展風電，比如江西省鄱陽湖地區以及湖北省通山地區。
我國可開發利用的風能資源陸地為2.53億千瓦，近海7.5億千瓦，合計10.03億千瓦，居世界前列。近年來，我國風力發電裝機容量增加較快，2003年達55萬千瓦，2005年達到126萬千瓦。按照國家發展規劃，2010年將達500萬千瓦；2015年將達1000萬千瓦；2020年將達到2000萬千瓦。
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來源：經濟日報
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本文鏈接：中國航天開發中國的“空中三峽”
http:m.mangadaku.com/news/2006-7/20067259323.html
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