塞罕坝林场风能资源与开发利用

      能源危机的日趋严重,优化能源结构、发展清洁环保的可再生能源迫在眉睫。风能是一种清洁环保的可再生能源,随着国家政策的支持和风力发电技术的不断发展,风力发电越来越得到人们的重视,并已在新能源利用中扮演重要的角色。
      面对良好的发展机遇，塞罕坝林场在搞好生态建设的同时，充分发挥良好的风能资源优势，合理开发利用，将是促进产业结构调整，发展绿色产业的重要途径。
      一、 塞罕坝风能资源情况
      （一）地理位置及气候特点
      1.地理位置
      河北省塞罕坝机械林场位于河北省围场满族蒙古族自治县最北部（也是河北省最北部），属冀北山地与蒙古高原交汇区坝下、坝上过渡带和森林－草原、森林－沙漠交错带。全场南北长58.6km，东西宽65.6km，林场总面积92634.7hm2。距承德市240km，距北京市460km。
      2.地质地貌
      在地质构造上，塞罕坝位于内蒙古高原的南缘，属内蒙古台背斜的一部分。
地形地貌：塞罕坝林场属于内蒙古高原南段，阴山山脉与大兴安岭余脉的交接地带。地貌单元由坝缘山地、高原丘陵和曼甸组成。南部为坝缘山地，山高坡陡。西部为波状起伏的半固定沙丘，地势平坦，地面起伏不大。东部、北部多为曼甸。林场既有一般高原的特点，又具有多湖（泡）、滩、梁的特点，林场内海拔1010-1940m 。
      3.气候特点
      林场属寒温带大陆性季风气候。其特点是：冬季漫长，低温寒冷；春、秋短，干燥多风；夏季不明显，凉爽舒适。昼夜温差大，降水少、蒸发量大，风多且大，易春旱，生长期短。大风、干旱、霜冻等灾害性天气较多。年均气温-1.2℃，极端最高气温33.4℃，极端最低气温-43.3℃。无霜期短，不稳定，年均59d。年均降水日数134d，年均降水量452mm，年均积雪日数169d。
      （二）风能资源
      “塞罕坝两场风，从春刮到夏，从秋刮到冬”， 风多是本地区气候的主要特点之一，风能资源丰富良好。
      1.塞罕坝林场场区气象站观测的多年数据统计结果：年均6级以上的大风日数68.7d，最多年份达114d，最大风速27米/秒，年平均风速3.6米/秒，月平均风蒲福级4.1级，以西北风为主。
      2.依据林场区域内测风塔观测数据的统计分析，对于风能资源评价如下：
      （1）风功率密度等级
      9245#测风塔位置80m、70m、65m、50m、10m高度的风速分别为8.61m/s、8.48 m/s、8.4 m/s、8.02 m/s、6.78 m/s，风功率密度分别为546.3w/㎡、522.4 w/㎡、508.9 w/㎡、472 w/㎡、296.3 w/㎡，根据《风电场风能资源评估方法》（GB/T18710-2002）,本风电场风能资源达到4级。
      （2）风速、风能时间变化
      本风电场风速季节性变化明显，风速、风功率密度在秋、冬季节稍大，春、夏季节小。9245#测风塔风速、风功率密度全年日变化规律性较为明显，风速于每日9—17点达到最大值，其余时间风速较为平均。
      （3）盛行风向
      9245#测风塔全年盛行风向相对集中，70m高度出现频率较高的是NW到WNW扇区方向，风能密度分布集中度较高，主要分布在NW、WNW扇区方向，全年盛行风向和风能密度分布方向基本一致，有利于风能的开发利用。
      （4）全年有效风速小时数
      测风塔80m高度3-25m/s全年有效风速小时数为7529h,占总数85.9%，70m高度3-25m/s全年有效风速小时数为7529h,占总数85.9%；80m高度3-20m/s全年有效风速小时数为7499h,占总数85.61%，70m高度3-20m/s全年有效风速小时数为7504h,占总数85.66%。可利用率较高。
      （5）风速、风能频率分布
      9245#测风塔80m、70m、65m高度风速众值区间均为4-12m/s，集中度分别为79.63%、80.01%、80.48%；80m、70m、65m风能分布频率众值区间8-16m/s，集中度分别为72.77%、73.4%、73.51%。
      3.资源分布区域
      塞罕坝风能资源主要分布在高原曼甸和坝缘山地山脊线地带，预计总装机容量约600MW。一是北曼甸林场十间房、石庙子，预计可装机200 MW；二是阴河林场洪水东部、东腿子，预计可装机100 MW；三是阴河林场前曼甸，预计可装机100 MW；四是三乡林场莫里莫曼甸，预计可装70 MW；五是大唤起林场天桥梁、小梨树沟，预计可装机130 MW。以上的五个区域海拔均在1600米以上，风能资源较好。
      二、风能开发的意义
      （一）风力发电的重要地位
      1.作为一种重要的新能源，风力发电符合国家经济发展和能源建设总体战略，符合国民经济和社会发展的目标和要求，符合国家能源战略和新能源产业发展规划，可以为国家和当地经济发展、能源结构调整、环境保护起到积极的作用。
      2.截至2014年6月底，我国风电累计并网容量达到8277万千瓦，占全国总电力装机的6.6%，我国风电装机容量、发电量均已超过核电，成为我国继火电、水电之后第三大主力电源。                                                                             
      （二）风能开发能够实现显著的生态效益、经济效益和社会效益。
      1.风电的使用减少以燃煤为主电源比例，从而减少二氧化硫、氮氧化物、烟尘及温室气体二氧化碳的排放，减少了对环境的污染，生态效益非常突出。我国政府已制定出“开发与节约并存，重视环境保护，合理配置资源，开发新能源，实现可持续发展的能源战略”方针，风力发电已成为无污染绿色能源的重要产业。

      2.风力发电是一项建设投入大，运营周期长的可持续发展的产业项目，项目的实施将对设备制造业、金融业以及国家、地方财政税收以及林场经济收入带来巨大经济效益。
      以总装机规模600MW计算，建设投资约54亿元，全部运行后每年理论发电量为25.6亿KW.h，年上网电量约为17.9亿KW.h，按当前电价计算，每年收入约9.67亿元，能极大地带动县域经济的发展。
      3.风力发电能够对电网末端起到电源补充作用，在减少燃煤消耗的同时，为华北电网源源不断输送绿色清洁能源，同时能够拉动社会就业。
      （三）风能开发对于林场产业结构调整具有重要的现实意义。
      1.在《京津冀协调发展纲要》功能划分中，河北省是生态功能支撑区，近期河北省又已列入“天保工程项目”区，而塞罕坝又是生态保护区的重点，今后林木采伐势必要逐步减少，加快产业结构调整势在必行。目前塞罕坝仍然是以木材销售为主体，森林旅游、绿化苗木为辅的林业产业格局，风电产业刚处于起步阶段，如何开发利用好风能资源，做大做强风电产业，以减少对木材产业的依赖，逐步实现以副养林的奋斗目标，意义十分重大。
      2.塞罕坝具备优越的风能开发条件，除了具有丰富的风能资源，还具有风电场建设的土地资源和交通优势，能够综合利用原有的道路、防火线和荒山荒地，提高林地的综合利用率。目前塞罕坝林区内拥有 林路830 公里，防火线        779公里，荒山荒地 4万余亩，对其充分利用，将大大减少由于修路和机座建设新占林地，能够减少森林资源消耗。
      三、风电场建设情况
      1.目前开发建设情况
      截止目前塞罕坝已与河北建投、围场东润两家公司签约的5个风电场建设项目，已完成“如意河风电场”、 “围场二道沟风电场”两个项目建设,完成总装机容量92.5 MW，实现收入6000余万元。另有“围场长林子（三乡莫里莫）、围场富丰（北曼甸石庙子）、围场小东沟（阴河洪水）三个风电场正在建设中，预计2016年完成装机150 MW和两条对外输出线路工程。
      2.主要举措
        1）充分调查研究，稳妥发展风电
      自2005年以来就有公司陆续来场洽谈风电开发事项，至2013年实施第一个风电场建设项目，这期间不仅是林场不断了解认识市场的过程，也是林场对项目实施风险调查研究的过程。在充分调研的基础上，抓住国家政策和周边风能资源开发殆尽的有利机遇，实施了项目开发建设。
      2）科学规划设计，合理安排布局
      聘请有资质的专业公司进行风电场规划及可行性研究，并有总场主管领导、相关科室和项目所在地林场、地方发改委、旅游局、环保局等相关部门现场核实把关，确保项目规划的合理性。
      3）加强产业协调，减少负面影响
      坚持“生态保护优先，兼顾经济效益”的原则，协调风电与旅游、森林管护以及森林培育的关系，趋利避害，尽可能减少对其他方面的负面影响。项目实施地主要选在景区以外，森林资源较少、质量较差的偏僻地带。
      4）综合利用林地，减少资源消耗
      充分利用原有防火线、道路、山脊、曼甸、林场边界的荒山荒地、采伐迹地、幼林地，因地制宜进行风电场项目建设，以最大限度地减少对森林资源的消耗，努力实现以最小的资源消耗换取更大的经济效益。
      5）物以稀为贵，提高补偿标准
      抓住塞罕坝风能资源目前已成稀缺资源的有利时机，通过艰苦谈判，林地补偿标准由几万元提高到了每亩十余万元的标准，从而增加可观的经济收益。
      6）加强建设监管，落实管理职责
      为加强风电产业管理，塞罕坝召开“风电建设专题会”，及时下发文件，明确各部门、各单位管理职责，加强合作。林场专门安排一名主管副场长、资源股股长和项目所在地的营林区主任和护林员对项目实施监管，总场组织相关部门单独或联合检查督导，确保项目建设安全有序。
      四、几点建议
      （一）加强护林防火措施的落实，减少安全隐患
      1.现在林场将进入风能集中开发阶段，几个风电场已经签约并将同时建设，管理难度必将进一步加大，因而要进一步加强野外施工管理，避免人为造成火灾和资源破坏。
      2.监督项目建设方落实防止雷击起火、设备漏油、漏电起火等措施，采用高质量、高标准设备设施建设，减少安全隐患。
      3.要加强火情火灾监控和防火隔离措施，能够及时发现火情和阻止火灾蔓延。
      （二）当前随着国有林场改革逐步落实，林场要研究好有关风电产业的林地、财务制度等方面政策，做到有的放矢，做大做强风电产业。
      （三）为合理利用林场良好的风能资源，进一步挖掘产业开发潜力，调整林业产业结构，风电开发应作为一个长期的产业项目谋划、培植与发展，实现青山常在，永续利用。
      (四）风电场之间要加强合作，统一规划使用对外输出线路，减少对森林景观的影响。
      （五）严格落实水土保持措施，对施工过程要全面监管，施工后全面整理路容路貌，清理建筑废弃物，恢复临时占地地表植被，避免对项目实施地环境造成破坏。 （塞罕坝林场  李双）