我国是风能资源大国,但是很少有人注意到,我国还是高空风能大国。目前的风能利用仅限于几十米至百米的低空。而在几千米至1万米的高空,不仅风速更大,且风力稳定,一年中不刮风的时间不足5%。专家普遍认为,高空风能要比地面风能多出数百倍,可考虑建设空中风电厂。
据了解,目前,最先进的地面风力发电站的风力密度低于1千瓦/平方米。中国陆地上空万米高空处大部分地区的风力密度均值超过5千瓦/平方米,而江浙鲁地区上空的高空急流附近的风力密度甚至达到30千瓦/平方米,为世界之最。
据了解,目前主要有两种高空风电的构架方式。第一种是在空中建造发电站,然后通过电缆输送到地面;第二种类似放“风筝”,通过拉伸产生机械能,再由发电机转换为电能。高空风电的建设成本和发电成本远低于化石燃料和常规低空风能。
同传统风电相比,高空风电投资成本约为低空风电的1/3~1/2,发电成本约为低空风电的1/3,而占地面积仅为1/30,并且无噪音,对环境影响较小。整个中国的上空都有很好的高空风能的分布,不像现在,常规风电只能在甘肃、宁夏、新疆,其他地方大部分都不能建。从高空风能的角度来说全国到处都能建。不过在高空风电发展区域必须禁飞。
面对高空风能的诱人前景,其实早在20世纪70年代爆发能源危机时,各类高空风电的设计就不断涌现。美国、荷兰、意大利等国都多次进行过高空风能发电的试验。
高空风电技术主要有两大技术难点,一是材料,二是控制技术。为了把‘风筝’凭借风力送上天,风筝必须采用超轻材料,同时具备高强度、耐腐蚀的特点。
据预测,高空风力发电具有稳定性和价格便宜的优势,10万千瓦级系统的发电成本约为0.2元/度;其稳定性也相当于火力发电。但是高空风能面临一系列技术难题需要突破。政策相关部门、社会各界也未引起足够的重视,其产业化的过程还很漫长。