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脑洞 中国哪里的风最大?

  中国人很喜欢风,从“真人御风而行”、“大风起兮云飞扬”,到“快哉此风”,种种典故都在展示中国人对于风的浓烈感情。因其来去无踪、威力巨大,成为了潇洒自如和快意恩仇的文化符号,受到了历代文人墨客乃至帝王将相的喜爱。

  风,虽然在大多数时候展现出了一副人畜无害的样子,却有可能是在狂虐大地时成为一股阻碍正常生活的可怕力量。每到台风季节,东南沿海的人们就会哀叹于自己的家乡成为了风灾肆虐的对象;而在西伯利亚冷空气南下时,中国西北的民众又会被大风吹得失去自我。

  可惜这一些地方的风虽大,往往也只是季节性的,要说起一年四季都被同一种强度的狂风不断吹击的地区,在中国并不多。其中就有这么一个,堪称中国的风都。

  中国是一个疆域辽阔的国家,广大的国土也带来了丰富的风力资源,风大的地区也很多。而有一个地区因为特殊的地理结构而成为了风之都,那就是位于新疆的阿拉山口。

  阿拉山口位于中国和哈萨克斯坦两国的边境线上,西边是对中亚地缘格局影响深远的阿拉套山,东边是新疆著名的巴尔鲁克山脉,两座山脉断开的缺口,便是阿拉山口。

  在西伯利亚上空形成的西北风,一年里几乎每个季节都会向位于其东南边的中国涌来。在西北风穿越了一望无垠的西伯利亚和中亚草原戈壁之后,终于抵达了阿拉套山和巴尔鲁克山门前。而阿拉山口,则成为了这狂风的唯一出口。

  除了地理位置的特殊,山口的形状,也帮助这一股西北风大大加速。在西边哈萨克斯坦的山口部分开口宽,而到了东边的中国境内则收窄了,使得风在自西入向东出的过程中,气流的速度急剧加快。而阿拉山口周边的阿拉湖和艾比湖等则更加剧了气流交换,让阿拉山口的风速更大。

  阿拉山口的年平均风速能够达到10m/s,而全国另外的地方的年平均风速很少有超过5m/s的。这其中,风速达到20m/s左右的八级大风会在全年一半的时间里出现在阿拉山口;风力顶峰时则能达到55m/s,相当于十二级台风。

  而这一股经年不断的西北风,深刻影响着当地人的生活。在阿拉山口,即使不是本地人,也非常容易就能发现这里风的痕迹。比如合理的老式砖房门口大都有水泥砌的防护墙,尤其是位置紧挨着山口的过去的边防营房,就为了防止风力突然加大把不牢固的房屋吹塌。

  若非工作,这里的市民似乎也不怎么愿意出门,吨位不够的人初来乍到有很大的可能性就被风吹得走不动路。

  作为中国和哈萨克斯坦的边境口岸,也是新疆第一个综合保税区所在地,阿拉山口近年来的经济发展非常引人瞩目,也吸引了不少游客前来。

  不过这座城市对大多数中国人来说还是显得有些陌生,说起中国风大的地方,很多人还是会想起自己的家乡。

  对风最没有感觉的恐怕是川渝人,在四川盆地周边,近地面的风速都在1m/s以下。而到了山东的胶东半岛,情况则完全不同了,平均风速到达5m/s以上,是中国地面年平均风速最高的地区。即使到了较高空的500hPa气压区域,胶东半岛的风速依然是全国之首。

  水体上空的空气和陆地上空的空气交换在白天和夜间总是会有不同的方向,但强度始终很高。海洋则是最大的水体,对空气交换能起到的作用远比湖泊更大,也就让沿海地区的风速都比较快。

  另外,在东南沿海,台风也会是一个抢眼的气象元素。台风的风速能达到32~41m/s,释放开来的能量极大。虽然台风的影响时间放在漫长的一年里不算得上什么,但台风前后的陆续发生影响的热带气旋,也抬高了沿海地区的年平均风速。

  而这些风力强劲的地区,也正是中国很重要的风场。除了因为沿海地区的风力资源本身就比较好之外,这里也是中国最发达、最耗电的地区,需要风电作为能源的补充。电力很难储存,最好就是随产随用,中国的风场位置和电力消耗完美地匹配在了一起。

  近些年,全球变暖,酸雨和空气污染等众多环境问题不断,全球各国政府和民间舆论也在提出对清洁能源的需求。中国政府近年来也在逐步推动清洁能源的发展。国务院此前印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》, 计划非化石能源消费的占比要在2020年达到15%,2030年更要高达20%。

  而在这个战略之下,中国丰富的风能资源就能起到非常大的作用了。可以想见风电将迎来巨大的发展契机。

  我国大陆有1.8万多千米的海岸线,海上风电的发展前途巨大,如果能充分开发和利用好海上风电,显然能够进一步巩固我国在非化石能源上的安全性。

  而风机,是海上风电的重要技术支撑。要说到其中的佼佼者,不能不提金风科技了。在去年新增的1966万千瓦风电整机装机容量中,金风科技一家就贡献了523万千瓦,占到了1/4强。在总装机容量中,金风科技也遥遥领先,达到了4000万千瓦,占国内市场的22.7%,可谓行业领头羊,为中国的清洁能源事业贡献卓著。

  今年金风科技设计制造的亚太地区最大单机容量的海上风机 GW154/6700 也实现了并网,为风机行业的技术创新再进一步。

  但是由于海上风机需要长期在严苛的海上环境下运作,对制造技术的要求极其严格。在海上运作的风机,常年受到雨蚀、湿热、强紫外线、高盐雾影响,自然锈蚀速度比大多数机械设施都要快。而浸泡在海水中的风电机组还会遇到干湿交替、生物附着等问题,常规使用的寿命与陆上的风电机组完全不可同日而语。

  在这一方面,金风科技与其上游供应商共同携手,通过合作创新,使得风机能在恶劣的环境下持续稳定运作。

  要让海上风机在海上稳定工作,风机上叶片的正常运转是关键。叶片的面漆要具备优秀能力的耐紫外线、耐湿热、耐盐雾、耐酸碱和耐霉菌及海藻等性能。

  同时,还因为海上施工的难度过高,而要求其寿命足够长,最好做到25年免维护。而要使叶片的性能达到上面标准来应对严苛的海上环境,风机叶片上的涂料至关重要。

  而金风科技的合作伙伴科思创,则承担叶片涂料技术创新的重要角色。科思创从上世纪80年代就开始研发水性涂料体系。针对风电叶片涂料的研发呈现出三方面的趋势:更环保、更高效率和更长重涂周期。科思创开发出新型双组分水性聚氨酯技术和高固含PASQUICK™技术,帮助产业涂装升级。

  比如:基于Bayhydrol®和Bayhydur®的水性聚氨酯叶片面漆,其VOC(可挥发到空气中的有机物总称)含量在50g/L以下,一次施工的最大干膜厚度可超过80微米,已通过严苛的耐雨蚀测试,其综合性能达到甚至超过传统溶剂型产品。

  而最新的水性二代技术,更使得防护膜更厚、油漆干燥更快、抗腐蚀和抗老化性能更佳,加强了风机在多变恶劣海上环境的工作性能,很适合应对海上风场高腐蚀的挑战。

  另外,海上风电机组还会遇到风力强弱不可控,强风来时机组和输电设备容易损坏的问题。这也是世界各国不敢大规模提升风电装机容量的原因,一旦机组损坏,会严重影响供电地区的用电安全。

  科思创提供用于弯曲限制器和加强筋的PU弹性体,能够增强海底电缆的强度,在近海环境中无腐蚀,尽可能地保障海上风机的供电能力。通过特殊的设计,这种海底电缆下水时甚至不需要潜水员引导,大幅度的降低了施工难度,让风电机组的铺设更快更便宜。

  海上风电作为绿色能源,其包括风机生产在内的一系列的的产业供应链,背负起更高的环保标准,需要降低设备原材料从制造到运营等环节的负荷和能耗。

  而金风科技作为整机制造商,通过整合供应链各企业的核心优势打造出更环保、更具整体经济效益的产品,致力于与上下游合作方共同打造绿色供应链。

  金风科技、中材叶片、PPG和科思创将可持续理念贯穿于企业从产品设计到原材料采购、生产、运输、储存、销售、使用和报废处理的全过程。如此最小化对环境的影响,并提高资源利用效率,打造一条绿色能源的绿色产业供应链。

  据统计,金风科技在全球的装机量达到44GW,每年帮助地球减少排放9040万吨二氧化碳,相当于再造森林4940万立方米。正是在这一些企业的共同努力下,中国的风电事业才得以坚定前行,利用中国丰沛的风力资源供应更多电能,让经济发展和绿色环保在中国的大地上并行不悖。

  风机每一天的正常运转、每一次通畅的海上风电输出,都包含着每一片叶片的正常运转,也包含整个产业链的合作和技术创新。

  有风能产业上下游这样的创新力,利用好辽阔国土上的强大风能,中国未来的能源安全和环境保护事业都值得期待。

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