全球陆地风资源总体介绍
地球上的风能资源十分丰富,根据相关资料统计,每年来自外层空间的辐射能为1.5×1018kWh,其中的2.5%即3.8×1016kWh的能量被大气吸收,产生大约4.3×l0l2kWh的风能。据世界能源理事会估计,在地球1.07×108km2陆地面积中有27%的地区年平均风速高于5m/s(距地面10m处)。
风能资源受地形的影响较大,世界风能资源多集中在沿海和开阔的收缩地带,如美国的加利福尼亚州沿岸和北欧一些国家。世界气象组织于1981年发表了全世界范围风能资源估计分布图,按平均风能密度和相应的年平均风速将全世界风能资源分为10个等级。8级以上的风能高值区主要分布于南半球中高纬度洋面和北半球的北大西洋、北太平洋以及北冰洋的中高纬度部分洋面上,上风能则一般不超过7级,其中以美国西部、西北欧沿海、乌拉尔山顶部和黑海地区等多风地带较大。根据上面这幅全球陆上年平均风速分布图,可以看出,全球陆上风速分布呈现如下普遍规律:赤道地区风速普遍较小,基本都处于3.0m/s以下;南北回归线附近是全球风资源丰富地区,该区域风速普遍较高,基本都处于6至7m/s以上;沿海风速高于内陆。
全球风资源较为丰富的地区主要集中在以下几个区域:全球各个沿海地区、整个欧洲、东亚、中亚以及西亚阿拉伯半岛地区、北非沙哈拉沙漠地区以及南非、澳大利亚及新西兰岛屿、北美特别是美国、南美的南部、中美的加勒比海地区。
下面将逐一对这些区域的风资源进行初步统计分析。
全球沿海地区
沿海地区是全球陆上风资源最为丰富的区域,其主要特点就是风速大、有效小时数长、分布范围广,几乎分布于全球大部分沿海。其具体风速分布状况可以参见图1。
从图1可以看出,全球沿海地区风能丰富带,除了某些特殊区域以外(如赤道地区),大部分区域的风速都能达到6至7m/s以上,甚至很多区域风速能够达到9m/s以上。具体说来,按照风速的不同,基本可以分为以下几个大的区域:
1、 风速极大区域
该区域是指风速在8至9m/s以上的区域,主要有下面这几个大的区域: (1) 欧洲的大西洋沿海以及冰岛沿海;
(2) 美国和加拿大的东西海岸以及格陵兰岛南端沿海; (3) 澳大利亚和新西兰沿海;
(4) 东北亚地区(包括俄罗斯远东地区、日本、朝鲜半岛以及中国)沿海; (5) 加勒比海地区岛屿沿海; (6) 南美洲智利和阿根廷沿海;
(7) 非洲南端沿海。
以下图2为例,这是欧洲、美国和加拿大的大西洋沿海地区(包括冰岛和格陵兰岛沿海)的风速分布图。从图中可以看出,该区域的风资源非常丰富,风速很大,都在9m/s以上,具有很大的风资源开发价值。
2、 风速较大区域
该区域是指风速在6至7m/s以上的区域,主要有下面这几个大的区域:南美洲中部的东海岸、南亚次沿海以及东南亚沿海。
3、 风速较小区域
该区域是指风速在5m/s以下的区域,其主要分布于赤道地区的沿海:中美洲的西海岸、非洲中部的大西洋沿海以及印度尼西亚沿海。 欧洲
欧洲是世界风能利用最发达的地区,其风资源非常丰富。从下图3可以看出,沿海地区是欧洲风资源最为丰富的地区,主要包括英国和冰岛沿海、西班牙、法国、德国和挪威的大西洋沿海,以及波罗的海沿海地区,其年平均风速可达9m/s以上。其次,欧洲的陆上风资源也很丰富。整个欧洲,除了伊比利亚半岛中部、意大利北部、罗马尼亚和保加利亚等部分东南欧地区以及土耳其地区以外(该区域风速较小,在4至5m/s以下),其他大部分地区的风速都较大,基本在6至7m/s以上,其中英国、冰岛、爱尔兰、法国、荷兰、德国、丹麦、挪威南部、波兰以及俄罗斯东部部分等地区都是风资源集中的地区。另外,地中海沿海地区的风速也较大,均在6m/s以上。
亚洲亚洲面积广袤,地形复杂,气候多变,风资源也很丰富,其主要分布于以下几个区域:
中亚地区(主要哈萨克斯塔及其周边地区)、阿拉伯半岛及其沿海、蒙古高原、南亚次沿海以及亚洲东部及其沿海地区,如图4所示。
中亚地区和蒙古高原以草原为主,阿拉伯半岛地处沙漠,这些地区的共同特点是地势平坦,地形简单,故风速较大,大部分地区都在6至7m/s,蕴含的风能十分丰富。
亚洲东部及其沿海地区风资源很丰富,其风速均在6至7m/s以上,甚至部分区域的风速甚至达到8到9m/s。但是该地区沿西太平洋的海域较深,而且气候复杂多变,地震台风海啸等自然灾害较多,不利于风能开发。
另外,青藏高原虽然风速很大,能达到9m/s,但是由于其地势太高,空地密度太低,反而风功率密度很低,风资源比较贫乏。而俄罗斯沿北冰洋海岸的风速较大,在6m/s左右,但是气温太低,环境太恶劣,无法进行风能开发。
非洲
非洲风能集中区域主要分为两大块:撒哈拉沙漠及其以北地区以及南部沿海地区,如图5所示。撒哈拉沙漠及其以北地区,由于大部分是沙漠地形,地势平坦开阔,故而其风速也较大,
基本在6至7m/s以上。撒哈拉沙漠以南的陆上地区风资源较为贫乏,风速较低,大部分地区均在5m/s以下,部分地区甚至不到3m/s,只有南非陆上风资源较好,其风速能达到7m/s以上。非洲南部沿海风速很大,达到8至9m/s以上,中东部沿海风速也较大,达到6至7m/s,具有较大风资源储量。 中北美洲
北美洲由于其独特的地理位置,及其开阔平坦的地形特征,其风资源十分丰富,主要分布于北美中东部及其东西部沿海以及加勒比海地区,如下图6所示。从图中可以看出,北美风资源分的特点是风速大、分布广泛,其分布范围几乎涵盖了大半个北美,特别是美国中部地区,地处广袤的北美大草原,地势平坦开阔,其年平均风速均在7m/s以上,风资源蕴藏量巨大,开发价值很大。北美洲东西部沿海风速达到9m/s,加勒比海地区岛屿众多,大部分沿海风速均在7m/s以上,风能储量也十分巨大。 南美洲
南美洲陆上风资源丰富地区主要集中在阿根廷、巴西东南部的高原地区以及安第斯山脉,如图7所示。阿根廷全境均处于风资源丰富区,风速均在6m/s以上,其南部地区的风速甚至达到8至9m/s,而且地势平坦、海拔不高,风能储量极其丰富。巴西东南部的高原地区风速在7m/s以上,安第斯山脉地区海拔很高,其风速达到9m/s以上。南美洲沿海地区风速最大的区域几乎遍布了其整个的东部沿海以及南部沿海,这部分地区的风速普遍达到8至9m/s。其次,其东部沿海的风速也达到了7m/s。 澳洲
从该图中可以看出,澳洲的风资源蕴藏量极其丰富。整个澳洲几乎就是一个超大型的天然风场,其整个陆地区域的风速均在7m/s以上,而且环绕整个海岸线的沿海地区风速都在8至9m/s。另外,新西兰岛的风资源也很丰富,主要分布于其环岛屿的沿海地区,风速达到8至9m/s。
风力为3~7风力为3~7 地区 陆地面积(km2) 级所占的面级所占的面积(km2) 积比例(%) 北美 19339 7876 41 拉丁美洲和加勒比 18482 3310 18 西欧 4742 1968 42 东欧和独联体 23049 6783 29 中东和北非 8142 2566 32 撒哈拉以南非洲 7255 2209 30 太平洋地区 21354 4188 20 (中国) 9597 1056 11 中亚和南亚 4299 243 6 总计 106660 29143 27