1.1.1 风电发展现状

1.国外发展现状

人类利用风能已经有几千年的历史，但风能最初主要用于推动帆船、磨面、抽水等，其在发电上的应用只有约140年的历史。19世纪80年代后期，全球第一台自动运行的风电机组在美国诞生，其额定容量仅有12kW。第二次世界大战前后，能源需求迅速增长，欧美相继开始了更大容量风电机组的研发。1941年，美国成功研制单机容量1.25MW、风轮直径53.3m的大容量风电机组，但由于其技术极为复杂，再加上当时的制造水平有限，导致机组运行极不稳定。20世纪90年代，MW级风电机组制造技术日趋成熟并逐渐实现了商业化。1991年，英国首个陆上风电场在Cornwall（康沃尔）建成，由10台风电机组组成，为2700户居民供电。2017年6月，全球领先的风电机组企业MHI Vestas（维斯塔斯）推出了单机容量高达9.5MW的海上风电机组。

随着温室效应带来的影响愈发明显，人类发展可再生能源的意愿也日趋强烈，风力发电在快速发展的同时，装机容量也在不断提高。据全球风能理事会（GWEC）发布的数据，2008—2011年，全球风电总装机容量的年增长率均超过了20%。2009年之后，虽然风电装机容量的增长率整体呈现下降的趋势，但由于风电装机总容量基数高，因而每年的新增装机容量仍处于较高水平。截至2021年，全球风电总装机容量已达837GW，与5年前相比增长了70%，与10年前相比增长了2.5倍。2008—2021年全球风电总装机容量及年增长率如图1.1所示。

目前世界上风能资源开发程度较高、风电设备制造水平较为先进的国家包括丹麦、美国和德国等。

丹麦是世界上最早利用风力发电的国家之一。2017年3月，丹麦成功利用风能为自己国家提供了24h的全部用电。2020年丹麦风力发电量达16.27TW·h，创历史纪录，占全国用电量的46.1%。此外，丹麦在推行能源转型的过程中也专注于探索电力体制改革，其在2005年以来逐渐实现了电力的市场化，并借助与周边国家的电网互联，将供应和需求转换为价格信号，通过电力市场来实现电力资源的优化配置，成为其他国家电力行业改革的重要参考。

美国风电发展历史悠久，相关技术体系趋于成熟，其装机容量先后在2009年、2012年和2015年经历了三次大规模增长。虽然在2010年之后，美国风电装机容量退居世界第二，但由于其严格的管控标准和先进的技术保障体系，直到2015年美国仍然是世界上最大的风电电力生产国和主要的风电设备制造国。

德国将环境保护和清洁能源开发作为基本国策，在发展风电上给予了很大的政策支持，包括风电保障收购、风电机组制造资金补贴、上网电价提高、发电补贴等手段，极大促进了德国风电事业的健康发展，其风电设备设计和制造技术水平不断提升，风电成本逐渐下降。截至2021年，德国风电装机容量已居欧洲首位、世界第三，其陆上风电发电量接近96.3TW·h，成为德国内仅次于褐煤的第二大电力来源

2.我国发展现状

我国对风电的开发起步较晚，20世纪五六十年代是我国风力发电机组技术发展的摸索试验阶段，该阶段的主要目标是解决海岛和偏远地区的用电难题，研制重点为离网型、分布式小型风电机组。20世纪70年代末，我国开始进行并网风电示范研究，引进国外风电机组成功建设了示范风电场。1986年，我国第一座陆上风电场——马兰风电场在山东省荣成市并网发电，成为了我国风电发展史上的里程碑。2002年左右，我国开始大规模发展风电，但发电功率普遍较小，大部分是定速、定桨机组，且以进口为主。2003年以来，国家发展和改革委员会通过风电特许权经营，制订了一系列优惠政策，大力推动了我国风电产业进入高速发展阶段。近年来，随着“双碳”战略目标的提出，进一步推动了风电装机容量的快速增长。2022年11月23日，全球范围内单机容量最大、叶轮直径最大、单位MW重量最轻的风电机组——16MW海上风电机组下线，标志着我国在海上风电大容量机组高端装备制造能力上实现了重要突破，且已达到国际领先水平。根据国家能源局发布的数据，2008—2021年我国风电装机容量及增长率如图1.2所示。截至2021年年底，我国累计风电装机容量㊀达到328.71GW，占全球总装机容量的39.3%。

㊀ 该统计数据未包括香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾地区。

我国风能资源主要分布在“三北”地区、东南沿海及其岛屿，据国家能源局发布的数据，2021年我国风电装机容量前10名的省（自治区、直辖市）的相关信息如图1.3所示。其中内蒙古自治区、河北省、新疆维吾尔自治区、江苏省、山西省五个省（自治区、直辖市）风电装机容量位居我国前五，以上5个省、自治区风电总装机容量占我国风电总装机容量的40.5%。