完美调查报告模板.docx
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1、节能减排下中国海上风电发展节能减排下中国海上风电发展 可再生能源学院可再生能源学院 马晓慧等马晓慧等 摘要摘要:随着化石燃料的一次性消耗以及化石燃料对环境导致的直接性危害日益严重,从社会团队到政府部门,能源问题已经成为新世纪各国最亟待解决的问题。中国,作为正在腾飞的新兴发展中大国,能源与环境的问题凸显得尤为严重。2023 年,温家宝总理在哥本哈根气候大会上承诺我国将在未来 10 到 2023 减排40%。一时间低碳成为了国家和整个社会发展的重要基调。2023 年,可再生能源法的出台使得中国可再生能源的发展进入了一个新的历史阶段。风能发电,在政策鼓励,资金支持下发展迅猛。同时陆上风电的迅速崛起刺
2、激海上风电的发展。在这一大环境下,海上风电在诞生之初就承载着希望,肩负着使命。我国海上风资源丰富,并尚未大规模开发运用。对我国海上风电现状与发展的调研是我国海上风电发展计划得以实行的重要基础,对风电发展至关重要。我国风电发展刚刚起步,受风能资源、环境、风电机组技术、人才、政策等诸多因素的影响。我国海上风电想要连续稳定的发展,必须要具体了解上述几点因素的现状,帮助国家制定长远规划政策,协调海上风资源与环境问题,大力培养海风人才,提高海上风机机组与并网技术。本次调查于历时两个月,对华电、清华、北航等相关专业学生及北极星风电论坛进行问卷,同时采访了田德专家、王永老师等相关专家和学者以及目前做海上风电
3、机组金风科技股份有限公司程成工程师、李凯主管,实地探访了天津国电洁能电力有限公司沙井子风电场,现场了解运营状况并通过网络、书籍查阅相关资料,对我国风资源分布、海上风电发展对环境影响、海上风电技术、人才问题和政策与社会接受度等问题进行进一步了解和阐述,综合运用调查问卷、专家采访、公司走访、资料查阅等调研手段,以实际调查结果为依据,运用电脑数据分析,结合专业知识逐个分析总结,力求从中发现目前该产业存在的问题,提出可行性解决方案,最终为我国海上风电发展提出可行性建议。【关键词】【关键词】海上风电、资源、环境、公司、人才、技术、政策、可行性方案 引言:节能减排目前已成为全球性的热议话题,我国政府也对此
4、高度重视。在丹麦哥本哈根大会上,我国承诺:到 2023 年非化石能源在能源消费中的比例提高达成 15%,单位 GDP 二氧化碳排放量比 2023 年减少 40%-45%。为了实现这一目的,我国目前大力发展风能工程,但是到现在为止,内陆地区风能运用限度接近饱和,而海上风资源还没有系统性的开发,所以大力发展海上风能项目是我国现阶段新能源开发运用工作的重点。我国东部沿海地区的滩涂及近海地区具有开发风电的良好条件,风能资源丰富,地理位置优越。国家能源局 5 月 18 日正式启动了总计 100 万千瓦的首轮海上风电招标工作,涉及两个 30 万千瓦的近岸风电项目和两个 20 万千瓦的潮间带项目,中国海上风
5、电势必有很大的发展潜力。但是,目前我国海上风电还是一个新生儿,缺少建设与发展的经验,所以对全行业的观测与研究很有必要。一、调研目的及一、调研目的及调研方法调研方法 (一)、调研主题(一)、调研主题 中国海上风电发展调研具体分为四部分 A.海上风资源储备与环境结构的调研 B.海上风电相关电力公司发展状况与技术成熟限度的调研 C.海上风电人力资源需求与专业学生就业状况调研 D.海上风电政策支持情况的调研 (二)、调研目的(二)、调研目的 结合四大块主题,分层次进一步挖掘中国海上风电发展现况,结合资料与调查数据记录综合描述全行业动态,进而分析中国海上风电的机遇与挑战,同时综合专家、学者、公司人士、国
6、家政策的意见见解,对一些亟待解决的问题提出针对性强的合理化建议,同时对中国海上风电发展做一个前景预测。(三)、调研方法(三)、调研方法 图表 1 调研主体(1)资料查阅:从图书馆、网上、相关专业性论文寻找相关资料,收集记录数据、相关影响、阅读文献报刊,从而加深对海上风电相关领域的了解。(2)问卷调查:针对北京华北电力大学、清华大学、北京航天航空大学、相关专业学生(重要是研究生)和北极星风电论坛网友进行有关中国海上风电发展问卷调查。(3)专访:对中国可再生能源学会理事、风能专业委员会委员、华北电力大学可再生能源学院副院长、博士生导师田德专家,华北电力大学从事风能与动力工程专业的教学和科研工作的专
7、家王永老师,金风科技股份有限公司技术工程师程成,金风科技股份有限公司技术主管李凯,华北电力大学电气专业(风电并网研究方向)研二文晶学姐及风电论坛王志、李宏德两位资深风电研究人士进行有关中国海上风电发展的探讨性专访。(4)实地探访:对天津国电洁能电力有限公司沙井子风电场的实地考察。(四)、调核对象(四)、调核对象 (1)华北电力大学(北京),清华大学,北京航空航天大学能源电力相关专业学生;(2)华北电力大学可再生能源学院副院长,国内风电领域泰斗田德专家 华北电力大学从事风能与动力工程专业的教学和科研工作的专家王永老师;(3)金风科技股份有限公司技术专家程成工程师 金风科技股份有限公司技术海上机芯
8、机械项目部李凯主管;天津国电洁能电力有限公司沙井子风电场。(4)北极星风电论坛资深风电研究人士王志博士 北极星风电论坛资深风电研究人士李宏德博士;(5)华北电力大学电气专业(风电并网研究方向)研究生文晶。二、调研流程二、调研流程(一)、调研中各阶段流程图:(一)、调研中各阶段流程图:(二)、信息解决(二)、信息解决 (1)对学生调查问卷进行记录,绘制登记表和记录图,并运用层次分析法对所得记录结果加以比较分析,得到第一手调查资料;(2)对不同领域个别人士的专访,加以归纳总结并做出合理化的推理,比较分析其差异性及共同特点,从而从整体上透析中国海上风电领域的优势与劣势。(三)、综合推理(三)、综合推
9、理 (1)根据记录结果及相关总结分析,结合参考资料,得出综合意见,并结合结论,提出相关合理化建议;表 2 调研流程图(2)与指导老师共同座谈商议,互换见解,撰写正式调研论文。三、调研结果及调研数据分析三、调研结果及调研数据分析 本次调查重要采用了调查问卷、专家访谈和公司人士访问的调查方法。本次调核对以华北电力大学为主,清华大学、北京航空航天大学等 150 人和风电论坛50 人进行了网上问卷调查,其中学生问卷回收 146 份,有效问卷 143 份,有效率为 95.3%;风电论坛问卷回收 48 份,其中有效 45 份,有效率为 90%。本次调查还对华北电力大学可再生能源学院田德专家和王永老师进行了
10、专家访谈,对金风科技公司工作人员程成、李凯进行了电话访谈,就 海上风资源与环境问题、海上风电相关电力公司发展状况与技术、海上风电人才需求与专业学生就业、海上风电政策四个方面进行了进一步探讨。(一)、海上风能资源及风电对环境影响调研(一)、海上风能资源及风电对环境影响调研 1、资料汇总资料汇总 我国是海洋资源极为丰富的国家,共拥有长度约 1.8 万 km 的大陆海岸线,200 多万 km2 的大陆架与 6500 多个岛屿,管辖海域面积近 300 万 km2。台湾海峡是近海风能资源最丰富的地区,风能资源等级在 6 级以上,广东省近海海域的风能资源等级在 4-6 之间,北部湾海域风能资源为 3-5
11、级,海南岛西部的东方市近海海域有 5 级的风能资源。从福建省往北,近海风能资源逐渐减小,渤海湾的风能资源又逐渐加强。浙江省近海的风能资源为 4-6 级,上海市、山东省近海 3级,河北省与天津市和辽宁省近海风资源 3-4 级。风能是一种比较清洁,对大气污染最少的可再生能源,但并不是说风能没有任何污染。随着人们对环境的规定越来越高以及环境保护的含义越来越广,现在风能运用也要考虑风力发电场对环境的影响。这种影响重要反映在噪音污染、伤害鸟类、干扰通信、影响自然景观、安全等几方面。(2)学生与论坛网民观点)学生与论坛网民观点 问题 1-1:假如你生活在海边城市,假如那里要建海上风电场,你是否支持这一做法
12、呢?为什么?A 支持 B 不支持 C 无所谓 理由:图表 3 对建设海上风电站的见解 从记录图中可以看出,有 68%的人支持海上风电场的建设,表白多数人对海上风电场持赞成与支持的态度,这是一项顺应民意的工程;只有 6%的人持反对意见,这部分人只是少数,这一部分人士重要是从环保的角度来看待这一个问题,我们认为在对风电场的建设时进行合理设计与监管,尽量把对环境的影响减少至最小,风电场的建设将会得到相关环保人士的支持;此外尚有 26%的人持无所谓态度,这一点说明风电这类新兴清洁可再生能源尚未为广大群众熟知,加大对风电的宣传也是风电发展中的一项重要工作!人数比人数比例例 态度态度 理由理由 49%支持
13、支持 清洁能源,无污染清洁能源,无污染 19%支持支持 有效运用海上风资源有效运用海上风资源 2%反对反对 破坏海上生态环境破坏海上生态环境 4%反对反对 噪音污染,影响人类生活噪音污染,影响人类生活 26%无所谓无所谓 海上风电场建设与我无关海上风电场建设与我无关 图表 4 登记表格可以看出,49%支持的人的理由是风能资源是一种清洁无污染的能源,对环境保护起重要作用;19%支持的人则认为风电场可以有效运用海上风资源,可以杜绝资源浪费;2%反对的人认为海上风电场的建设会对海图上生态环境导致影响,不利于生态平衡;4%反对的人则认为风机噪音会影响人类生活;尚有26%的人持无所谓态度。问题 1-2:
14、风能虽然是一种清洁能源,但并不是说风能没有任何污染,在以下污染中,你认为影响最大的是?A 噪音污染 B 伤害鸟类 C 干扰通信 D 影响自然景观 图表 5 污染类型 从记录图中可以看出,38%的人选择了造音污染,35%的人选择了伤害鸟类,说明人们对风机的噪音问题和对生态环境的影响比较重视;17%的人选择了干扰通信,10%的人选择了影响视觉景观。综合以上三个问题说明,海上风电场的建设是受大部分人支持的,是一项综合以上三个问题说明,海上风电场的建设是受大部分人支持的,是一项惠国惠民工程。虽然海上风电场的建设有许多好处,但也不是完美的,对生态惠国惠民工程。虽然海上风电场的建设有许多好处,但也不是完美
15、的,对生态环境和人类生活也导致了一定的影响,其中人们注重风机噪音问题和对鸟类的环境和人类生活也导致了一定的影响,其中人们注重风机噪音问题和对鸟类的影响。鉴于上述结论,风机制造公司应当攻克技术难题,从根源上解决噪音问影响。鉴于上述结论,风机制造公司应当攻克技术难题,从根源上解决噪音问题;在建设风电场时,要对环境进行评估,最大限度减小对环境的影响。题;在建设风电场时,要对环境进行评估,最大限度减小对环境的影响。(3)专家意见)专家意见 问题 2-1:由于近海风能资源潜在开发量在不同的离岸距离条件下有明显的差别,请问如何划分来分析海上风能资源的潜在开发量?根据这一划分条件,请您谈一下中国海上风资源潜
16、在开发量?一般是根据离岸 20km、50km 和水深 5-25m 三种条件下分别对风能资源潜在开发量进行分析。风能资源区划分等级 4 级及以上风功率密度=400w/m2 3 级及以上风功率密=300w/m2 3 级及以上风资源中3 级所占比例 离岸 50km 以内 2.34 3.76 37.8%离岸 20km 以内 0.68 1.40 51.4%近海水深 5-25m 以内 0.92 1.88 45.2%图表 6 图表说明:离岸 50km 以内,4 级及以上的风资源潜在开发量为 2.34 亿 kw,3 级及以上风能资源潜在开发量为 3.76 亿 kw 离岸 20km 以内,4 级及以上风能资源潜
17、在开发量为 0.68 亿 kw,3 级及以上风能资源潜在开发量为 1.40 亿 kw 近海水深 5-25m 以内,4 级及以上风能资源潜在开发量为 0.92 亿 kw,3级及以上风能资源潜在开发量为 1.88 亿 kw 从 3 级及以上风能资源中 3 级风能资源所占比例来看 离岸 50km 的海域范围内 3 级风能资源占 37.8%离岸 20km 的海域范围内 3 级风能资源占 51.4%近海水深 5-25m 的海域范围内 3 级风能资源占 45.2%问题 2-2:根据我国近海地区风能资源分布、气候等情况分析,您认为哪些地方比较适宜建风电场?渤海湾、江苏与上海以及杭州湾的风能资源可运用面积明显
18、高于我国其他近海海域。此外,在广西北海以外的北部湾海域,水深 5-25m 的海域面积也较大,风能资源等级为 3-4 级。浙江南部、福建、广东东部的近海海域虽然风能资源丰富,但是水深 5-25m 以内的海域面积相对较小,受到台风影响的几率也相对较大。当超强台风和强台风中心附近袭击风电场时,风电设备就也许受到破坏。所以我国若想快速稳定的发展风电,建议在渤海湾、江苏、上海、杭州湾及广西北海以外的北部湾等地建场。总结:通过访问专家上述两个问题,说明我国是一个海洋资源极为丰富的总结:通过访问专家上述两个问题,说明我国是一个海洋资源极为丰富的国家,在离岸国家,在离岸 50km50km,20km20km 及
19、近海水深及近海水深 5 5-25m25m 的海域有几亿千瓦的海风资源尚待的海域有几亿千瓦的海风资源尚待开发运用,根据沿海各地资源分布、气候等情况分析,我国可以在渤海湾、江开发运用,根据沿海各地资源分布、气候等情况分析,我国可以在渤海湾、江苏、上海、杭州湾及广西北海以外的北部湾等地先建立海上风电场试点。苏、上海、杭州湾及广西北海以外的北部湾等地先建立海上风电场试点。问题 2-2:虽然风能被认为是清洁能源,但是在风机运营工程中会产生噪声污染,请问噪声污染分为哪几类?产生的愿因分别是什么?噪声大体分三种:低频噪声流入的湍流噪声空气动力面自身的噪声。因素:低频噪声是由通过叶面的风速变化引起的。风机旋转
20、时,叶片做周期运动,空气指点和叶片间有互相作用,冲击压力波以声速传播从而产生噪声。叶片与空气扰动产生的涡流并互相作用是空气流入时产生宽频噪声,也叫涡流噪声。空气动力面自身的噪声是由于空气动力自身产生的,即在稳态、无涡流扰动的情况下也会产生。问题 2-2:请您谈一下海上风机、风电场的建设对生态环境有哪些影响,例如对鸟类的影响?风机运营时,风轮转动对鸟类低飞起到驱赶和惊扰效应,这对候鸟和旅鸟影响较小,重要对留鸟产生影响。风力发电机的运营会对鸟类导致伤害,特别是夜间迁徙的候鸟。当鸟类撞击到塔架或者叶片上会死亡,其风力发电机的运营会对附近鸟类的栖息和繁殖产生影响。问题 2-1:随着人们对环境和生活质量
21、规定的提高,视觉影响在实际规划和实行中也也许成为一种制约因素,请您谈一下风机对人们视觉景观有哪些影响呢?一般来说,随着风电场的增多,人们对很多风力发电机组的景观越来越厌倦,人们往往喜欢直线排列的风力发电机,而不喜欢矩阵网状排列的风力发电机。尚有一个常见问题是光影闪烁,假如太阳位于风力发电机组的叶片后面,当叶片旋转扫过居民的窗户时,会产生光影晃动,给居民带来一定影响。总结:通过访问专家上述三个问题,说明风力发电虽然对环境有诸多益处,总结:通过访问专家上述三个问题,说明风力发电虽然对环境有诸多益处,但也有局限性之处:噪声污染、伤害鸟类、影响视觉景观,同样对人类生活和但也有局限性之处:噪声污染、伤害
22、鸟类、影响视觉景观,同样对人类生活和生态平衡导致一定影响。这些问题的存在,就规定风电公司在生产风电设备时,生态平衡导致一定影响。这些问题的存在,就规定风电公司在生产风电设备时,要提高技术水平,减少噪音;在建风电场时,要提高技术水平,减少噪音;在建风电场时,要进行基础和生态研究,最大限要进行基础和生态研究,最大限度上减少对环境的破坏和对人类生活的影响。度上减少对环境的破坏和对人类生活的影响。(4)公司人士见解公司人士见解 问题 3-2:面对风力发电机的噪音问题,请问贵公司采用什么措施来解决这一问题?金风科技重要通过合理设计加工齿轮箱、使用抗震的安全和耦合来限制结构产生的噪声;通过减少叶片的旋转速
23、度提高叶片转子、加速器、发电机转子的动平衡精度,减小因不平衡产生的噪音,合理设计叶片的形状来减少空气动力噪音;还可以通过提供轴承、齿轮的良好润滑,以减小摩擦力,改变共振构建的固有频率和采用阻尼材料来减小风力发电机部件共振所产生的噪音。问题 3-3:海上风机对海洋生态环境导致影响,请问贵公司在建设风电场时会采用什么措施来保护生态稳定?在每个风力发电场建设之前都应当进行基础研究,从而拟定目前那些物种在此栖息地以及如何使用这片地方。风力发电场的选址应当避开已知的鸟类迁徙走廊和鸟类密集区域。对于稀有或者对环境变化很明感的物种栖息地,应当尽量避免风力发电机组和辅助设施的建筑,在建设过程中,应当对施工者的
24、出入途径进行一些限制,避免对整个场址导致干扰。在选择机组型号时,应优先考虑大型的风力发电机组,尽量不要采用大量的小型风力发电机组,由于大型风力发电机组有较低的转速,比小型机组更容易被鸟类发现而避开;对风力发电机组应当进行合理的布局,从而有足够的空间让鸟类通过,且使它们的行动不会受到严重的干扰。问题 3-4:虽然风力发电机很少会发生危险,但是还要按照工程惯例设计对运营和维修人员采用必要措施,请问贵公司在风电场装机时会采用哪些措施?通向机舱的梯子要设立跌落保护设备,此外还要注意塔架顶部和机舱之间的线路,避免忽然偏航移动带来的危险。采用惯性滑轮等设备,使人员能过通过机舱地板上的出口到达机舱外面,并安
25、全着陆,这个一般用来应对塔内失火情况。对于要在机舱外作业的情况,还要在机舱外设立工作人员安全带的固定装 (二)海上风电相关公司发展状况与技术成熟限度的调研(二)海上风电相关公司发展状况与技术成熟限度的调研 1 1、公司跨越式发展、公司跨越式发展 (1 1)资料汇总)资料汇总 随着国家海上风电特许权招标项目启动,首批项目规模庞大,各大电力公司和设备制造商摩拳擦掌,已经被定性为产能过剩的风电设备行业,正在准备迎来海上风电的又一高潮,开始从陆上到海上的第二次出征。海上风电场的建设可以用疯狂二字来形容,单上海就准备建 5 座海上风电场,海上风电呈现跨越式发展。(2 2)学生与风电论坛网民观点)学生与风
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