塞罕壩林場(chǎng)風(fēng)能資源現(xiàn)狀與開發(fā)利用

宋彥文，宋嵬佶

（河北省塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)，河北 圍場(chǎng) 068450）

塞罕壩林場(chǎng)風(fēng)能資源現(xiàn)狀與開發(fā)利用

宋彥文，宋嵬佶

（河北省塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)，河北 圍場(chǎng) 068450）

通過(guò)測(cè)風(fēng)塔觀測(cè)數(shù)據(jù)以及有氣象記錄以來(lái)的氣象記錄數(shù)據(jù)，對(duì)塞罕壩林場(chǎng)風(fēng)能資源情況進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)分析。結(jié)果顯示：塞罕壩風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速、風(fēng)功率密度在秋、冬季節(jié)稍大；風(fēng)速于每日9～17時(shí)達(dá)到最大值；全年盛行風(fēng)向相對(duì)集中，主要分布在NW、WNW扇區(qū)方向；70m高度3～20m/s全年有效風(fēng)速小時(shí)數(shù)為7504h，占總數(shù)85.66%。根據(jù)不同高度風(fēng)速與風(fēng)功率密度，塞罕壩風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源達(dá)到4級(jí)。

塞罕壩；風(fēng)能資源；開發(fā)利用

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，能源的消耗量日益加大，化石能源的消耗直接加劇了環(huán)境的污染，世界各國(guó)致力于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、發(fā)展清潔環(huán)保能源。風(fēng)能是一種清潔環(huán)保的可再生能源，隨著國(guó)家政策的支持和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電越來(lái)越得到人們的重視，并已在新能源利用中扮演重要的角色。面對(duì)良好的發(fā)展機(jī)遇，塞罕壩林場(chǎng)在做好當(dāng)?shù)亓謽I(yè)生態(tài)建設(shè)的同時(shí)，充分發(fā)揮良好的風(fēng)能資源優(yōu)勢(shì)，合理開發(fā)利用，進(jìn)一步促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，并通過(guò)增加產(chǎn)業(yè)收入，更好地服務(wù)林業(yè)，加快林業(yè)發(fā)展。

1 風(fēng)能開發(fā)的意義

1.1 國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展需要

作為一種重要的新能源，風(fēng)力發(fā)電符合國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和新能源建設(shè)總體規(guī)劃，符合國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的目標(biāo)和要求，可以為國(guó)家和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、環(huán)境保護(hù)起到積極的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2014年6月底，我國(guó)風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)到8277萬(wàn)KW，占全國(guó)總電力裝機(jī)的6.6%，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量、發(fā)電量均已超過(guò)核電，成為我國(guó)繼火電、水電之后第三大主力電源。

1.2 巨大的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

風(fēng)電的使用減少以燃煤為主的火電比例，從而減少二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、煙塵等污染物的排放，減少了對(duì)環(huán)境的污染，生態(tài)效益非常突出。我國(guó)政府已制定出“開發(fā)與節(jié)約并存，重視環(huán)境保護(hù)，合理配置資源，開發(fā)新能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略”，風(fēng)力發(fā)電已成為無(wú)污染綠色能源的重要產(chǎn)業(yè)。

風(fēng)力發(fā)電是一項(xiàng)建設(shè)投入大，運(yùn)營(yíng)周期長(zhǎng)的可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，項(xiàng)目的實(shí)施將對(duì)設(shè)備制造業(yè)、金融業(yè)以及國(guó)家、地方財(cái)政稅收以及林場(chǎng)經(jīng)濟(jì)收入帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益。以總裝機(jī)規(guī)模600MW計(jì)算，建設(shè)投資約54億元，全部運(yùn)行后每年理論發(fā)電量為25.6億KW·h，年上網(wǎng)電量約為17.9億KW·h，按當(dāng)前電價(jià)計(jì)算，每年收入約9.67億元，能極大地帶動(dòng)縣域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

風(fēng)力發(fā)電能夠?qū)﹄娋W(wǎng)末端起到電源補(bǔ)充作用，在減少燃煤消耗的同時(shí)，為華北電網(wǎng)源源不斷輸送綠色清潔能源，同時(shí)能夠拉動(dòng)社會(huì)就業(yè)。

1.3 對(duì)林場(chǎng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的現(xiàn)實(shí)意義

在《京津冀協(xié)調(diào)發(fā)展綱要》功能劃分中，河北省是生態(tài)功能支撐區(qū)，近期河北省又列入“天保工程項(xiàng)目”區(qū)，而塞罕壩又是生態(tài)保護(hù)區(qū)的重點(diǎn)，今后林木采伐將逐步減少，加快林場(chǎng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整勢(shì)在必行。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的實(shí)施，可以有效減少林場(chǎng)對(duì)木材產(chǎn)業(yè)的依賴，逐步實(shí)現(xiàn)以副養(yǎng)林的奮斗目標(biāo)，意義十分重大。

1.4 對(duì)林場(chǎng)林業(yè)發(fā)展具有極大促進(jìn)作用

風(fēng)機(jī)位置大多建在山卯及防火線，不但有效利用了不能植樹及無(wú)法植樹的林地空間，而且通過(guò)產(chǎn)業(yè)收入的增加，有效彌補(bǔ)林場(chǎng)經(jīng)費(fèi)，減少林木采伐量，更好發(fā)揮森林防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源的功效。同時(shí)，也使林業(yè)得到更好地發(fā)展。風(fēng)電建設(shè)的同時(shí)，林路建設(shè)也相應(yīng)得到了優(yōu)化和提高，加大了林路間的通達(dá)性，對(duì)林場(chǎng)防、撲火提供了有效保障，對(duì)游客游園、林產(chǎn)品運(yùn)輸提供了便利條件。

2 塞罕壩風(fēng)能資源現(xiàn)狀

2.1 地理位置及氣候特點(diǎn)

河北省塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)位于河北省圍場(chǎng)滿族蒙古族自治縣最北部，屬冀北山地與蒙古高原交匯區(qū)壩下、壩上過(guò)渡帶和森林-草原、森林-沙漠交錯(cuò)帶。林場(chǎng)屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候。其特點(diǎn)是：冬季漫長(zhǎng)，低溫寒冷；春、秋短，干燥多風(fēng)；夏季不明顯，涼爽舒適。晝夜溫差大，降水少、蒸發(fā)量大，風(fēng)多且大，易春旱，生長(zhǎng)期短。大風(fēng)、干旱、霜凍等災(zāi)害性天氣較多。

2.2 風(fēng)能資源

根據(jù)塞罕壩氣象站多年觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：塞罕壩年均6級(jí)以上的大風(fēng)日數(shù)68.7d，最多年份達(dá)114d，最大風(fēng)速27m/s，年平均風(fēng)速3.6m/s，月平均風(fēng)蒲福級(jí)4.1級(jí)，以西北風(fēng)為主。為了進(jìn)一步測(cè)量塞罕壩風(fēng)能資源，自2005年建立測(cè)風(fēng)塔，對(duì)不同月份、不同高度的風(fēng)速、風(fēng)功率密度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，2005～ 2010年各月份平均風(fēng)速和最多風(fēng)向，見表1。

表1 2005～2010年逐月平均風(fēng)速（m/s）、最多風(fēng)向

2.2.1 不同高度風(fēng)速與風(fēng)功率密度

通過(guò)對(duì)80、70、65、50、10m高度的風(fēng)速觀測(cè)，其平均風(fēng)速分別為8.61、8.48、8.4、8.02、6.78m/s，風(fēng)功率密度分別為546.3、522.4、508.9、472、296.3w/m2，根據(jù)《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法》（GB/T18710-2002），塞罕壩風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源達(dá)到4級(jí)。

2.2.2 風(fēng)速、風(fēng)能時(shí)間變化

塞罕壩風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速季節(jié)性變化明顯，風(fēng)速、風(fēng)功率密度在秋、冬季節(jié)稍大，春、夏季節(jié)小。風(fēng)速、風(fēng)功率密度全年日變化規(guī)律性較為明顯，風(fēng)速于每日9：00～17：00達(dá)到最大值，其余時(shí)間風(fēng)速較為平均。

2.2.3 盛行風(fēng)向

塞罕壩全年盛行風(fēng)向相對(duì)集中，70m高度出現(xiàn)頻率較高的是NW到WNW扇區(qū)方向，風(fēng)能密度分布集中度較高，主要分布在NW、WNW扇區(qū)方向，全年盛行風(fēng)向和風(fēng)能密度分布方向基本一致，有利于風(fēng)能的開發(fā)利用（表2）。

2.2.4 全年有效風(fēng)速小時(shí)數(shù)

測(cè)風(fēng)塔80m高度3～25m/s全年有效風(fēng)速小時(shí)數(shù)為7529h，占總數(shù)85.9%，70m高度3～25m/s全年有效風(fēng)速小時(shí)數(shù)為7529h，占總數(shù)85.9%；80m高度3～20m/s全年有效風(fēng)速小時(shí)數(shù)為7499h，占總數(shù)85.61%，70m高度3～20m/s全年有效風(fēng)速小時(shí)數(shù)為7504h，占總數(shù)85.66%。可利用率較高。

2.2.5 風(fēng)速、風(fēng)能頻率分布

塞罕壩80、70、65m高度風(fēng)速眾值區(qū)間均為4～ 12m/s，集中度分別為79.63%、80.01%、80.48%；80、70、65m風(fēng)能分布頻率眾值區(qū)間8～16m/s，集中度分別為72.77%、73.4%、73.51%。

表2 風(fēng)向符號(hào)與度數(shù)對(duì)照

2.3 風(fēng)資源分布

塞罕壩風(fēng)能資源主要分布在高原曼甸和壩緣山地山脊線地帶，預(yù)計(jì)總裝機(jī)容量約600MW。一是北曼甸林場(chǎng)十間房、石廟子，預(yù)計(jì)可裝機(jī)200MW；二是陰河林場(chǎng)洪水東部、東腿子，預(yù)計(jì)可裝機(jī)100MW；三是陰河林場(chǎng)前曼甸，預(yù)計(jì)可裝機(jī)100MW；四是三鄉(xiāng)林場(chǎng)莫里莫曼甸，預(yù)計(jì)可裝70MW；五是大喚起林場(chǎng)天橋梁、小梨樹溝，預(yù)計(jì)可裝機(jī)130MW。

3 林場(chǎng)風(fēng)資源開發(fā)應(yīng)遵循原則

根據(jù)塞罕壩多年開發(fā)風(fēng)電項(xiàng)目的實(shí)踐，總結(jié)風(fēng)資源的幾點(diǎn)原則。

3.1 科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)，合理安排布局

聘請(qǐng)有資質(zhì)的專業(yè)公司進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃及可行性研究，并經(jīng)過(guò)林場(chǎng)、地方發(fā)改委、旅游局、環(huán)保局等相關(guān)部門現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)把關(guān)，確保項(xiàng)目規(guī)劃的合理性。

3.2 加強(qiáng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)，減少負(fù)面影響

堅(jiān)持“生態(tài)保護(hù)優(yōu)先，兼顧經(jīng)濟(jì)效益”的原則，協(xié)調(diào)風(fēng)電與旅游、森林管護(hù)以及森林培育的關(guān)系，趨利避害，盡可能減少對(duì)其他方面的負(fù)面影響。項(xiàng)目實(shí)施地主要選在景區(qū)以外，森林資源較少、質(zhì)量較差的偏僻地帶。

3.3 綜合利用林地資源，降低資源浪費(fèi)

充分利用原有防火線、道路、山脊、曼甸、林場(chǎng)邊界的荒山荒地、采伐跡地、幼林地，因地制宜進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)，以最大限度地減少對(duì)森林資源的消耗，努力實(shí)現(xiàn)以最小的資源消耗換取更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 加強(qiáng)建設(shè)監(jiān)管，落實(shí)管理職責(zé)

為加強(qiáng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)管理，及時(shí)規(guī)劃，明確各部門、各單位管理職責(zé)，加強(qiáng)合作。林場(chǎng)要成立管理部門，安排專門人員對(duì)項(xiàng)目實(shí)施監(jiān)管，確保項(xiàng)目建設(shè)安全有序。

［1］秦鵬，黃冼輝，植石群.東莞風(fēng)能資源的評(píng)估及開發(fā)利用［J］.廣東氣象，2011，33（6）：47-50.

［2］于振紅.談山區(qū)風(fēng)能資源的開發(fā)與利用［J］.民營(yíng)科技，2012（10）：51.

TK89

A

1002-3356（2016）04-0072-03

2016-05-26

宋彥文，男，林業(yè)高級(jí)工程師，研究方向：林業(yè)產(chǎn)業(yè)。

學(xué)制定補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)京津冀率先建立地區(qū)間橫向生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，提高對(duì)環(huán)京津區(qū)域生態(tài)公益林補(bǔ)償?shù)囊?guī)模和水平。二是建立市場(chǎng)化補(bǔ)償機(jī)制，拓寬生態(tài)補(bǔ)償渠道。在科學(xué)計(jì)量評(píng)估林業(yè)生態(tài)服務(wù)價(jià)值基礎(chǔ)上，推動(dòng)京津冀建立區(qū)域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)權(quán)機(jī)制，逐步通過(guò)市場(chǎng)化手段實(shí)現(xiàn)林業(yè)生態(tài)效益的價(jià)值補(bǔ)償，將京津臨時(shí)性的補(bǔ)償措施完善為以市場(chǎng)為基礎(chǔ)的、長(zhǎng)期穩(wěn)定的制度。當(dāng)前，建議設(shè)立中國(guó)綠色碳基金河北專門項(xiàng)目，以此為平臺(tái)面向京津冀高排放企業(yè)、社會(huì)公眾籌集碳匯資金，組織開展碳匯造林，逐步建立碳匯指標(biāo)與碳排放中和抵消的碳匯交易機(jī)制，拓展生態(tài)補(bǔ)償渠道。三是深化財(cái)稅政策改革，加大政策資金支持力度。以京津冀地區(qū)為試點(diǎn)，逐步完善環(huán)境資源稅制度，對(duì)生態(tài)環(huán)境受益者采取普遍征收的方式，為環(huán)京津區(qū)域的生態(tài)建設(shè)籌集專項(xiàng)資金。同時(shí)，加大中央財(cái)政對(duì)河北省京津周邊區(qū)域生態(tài)建設(shè)的轉(zhuǎn)移支付力度，增強(qiáng)該區(qū)域的財(cái)政保障能力。