芻議風力發(fā)電場規(guī)劃選址技術(shù)與方法
——以佛子山分散式風力發(fā)電場為例

吳成鵬

三峽大學，湖北宜昌 443000

目前我國經(jīng)濟發(fā)展正處在提質(zhì)增效的發(fā)展階段，一方面對能源的需求日趨增長，另一方面當下仍以煤炭為主的能源消費結(jié)構(gòu)對環(huán)境的壓力越來越大。風力發(fā)電作為一種新型能源，不僅清潔無污染，生產(chǎn)技術(shù)成熟，且我國擁有豐富的風力資源，所以風力發(fā)展項目逐漸在全國各地選址建設(shè)。有關(guān)風力發(fā)展發(fā)電場（以下簡稱“風電場”）的研究多表現(xiàn)為風電資源的可利用性、具體的風電技術(shù)設(shè)備、風力發(fā)電環(huán)境影響、具體某一方面的風電選址問題評述等方面，而從城鄉(xiāng)規(guī)劃視角，體系化闡述風電場選址論證的技術(shù)與方法相對較少，本文梳理風電場選址論證的技術(shù)思路，并以案例進行思路演繹，以期為相關(guān)工作提供有益借鑒。

1 風電場規(guī)劃選址五個技術(shù)層面（圖1）

1.1 項目建設(shè)必要性

風電場建設(shè)的必要性是選址論證的前提，只有明確了建設(shè)的必要性，后續(xù)工作才有意義。必要性可從整體、局部和特殊三方面開展，整體上項目建設(shè)要符合國家經(jīng)濟社會的正向發(fā)展要求，局部上項目建設(shè)要滿足地方經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，特殊上項目建設(shè)要有益于當下面臨的資源環(huán)境狀況。

1.2 基地條件可行性

所選基地首先要求風力資源良好，風向穩(wěn)定，一般年平均風速在6m/s以上（60～70m高度），山區(qū)在5.8m/s以上；年3～25m/s的風速累計小時數(shù)在2000h以上；年平均有效風能功率密度在150W/m2以上[1-2]。再者，基地要有良好的工程地質(zhì)條件和用地條件；其中前者要進行地勘工作，明確基地工程地質(zhì)條件；后者要求基地不涉及自然保護區(qū)、文物古跡、礦產(chǎn)覆蓋區(qū)和軍事禁區(qū)，盡量使用未利用地，少占或不占耕地，這其中需要征的國土、環(huán)保、林業(yè)、文化、武裝等政府部門的批復文件。最后需要基地有適當?shù)慕煌?、水電和方便接入電網(wǎng)的條件，一般風電場離接入的電網(wǎng)不超過25km。

1.3 相關(guān)規(guī)劃協(xié)調(diào)性

風電場建設(shè)需要與土地利用規(guī)劃，城鄉(xiāng)規(guī)劃，交通、市政、綜合防災等專項規(guī)劃比對協(xié)調(diào)。其中，于土地利用規(guī)劃需要校核風機設(shè)備所占國土利用類型，于城鄉(xiāng)空間規(guī)劃需要校核風機設(shè)備是否與城鄉(xiāng)建設(shè)用地協(xié)調(diào)，于交通規(guī)劃需要明確進出風電場的交通線路是否可行，于市政規(guī)劃需要明確發(fā)電線網(wǎng)的接入是否便捷[3]，于綜合防災規(guī)劃需要將風電場的防災措施納入整個綜合防災規(guī)劃當中。

1.4 項目環(huán)境影響性

風電場的規(guī)劃選址需要依托環(huán)境影響評價報告，闡述項目建設(shè)對聲環(huán)境、電磁環(huán)境、生境環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、景觀環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境的影響，其中聲、電磁、生境、地質(zhì)、景觀環(huán)境是評價重點，水和大氣環(huán)境不會產(chǎn)生多大影響。對于聲環(huán)境，風電場的噪聲影響較為明顯，但對風機機位運轉(zhuǎn)后應當保持多遠噪聲距離，在我國并沒有具體規(guī)范，根據(jù)國內(nèi)外風電場建設(shè)經(jīng)驗，一般要求至少保持300m噪聲防護距離。對于景觀環(huán)境，風電場需要納入地方整體的風景旅游規(guī)劃當中。對于其他環(huán)境影響評價需依托環(huán)評報告判定。

1.5 經(jīng)濟社會效益與工程管理

圖1 風電場規(guī)劃選址關(guān)鍵技術(shù)層面

經(jīng)濟社會效益需要分析項目的建設(shè)運營成本、投產(chǎn)收益、財政稅收、就業(yè)崗位、折算節(jié)能減排量，綜合評判經(jīng)濟可行性和社會效益。工程管理需要從建設(shè)和管理兩方面分析項目的整體建設(shè)內(nèi)容、相關(guān)工程手續(xù)以及運營維護管理。

2 佛子山分散式風力發(fā)電場舉例

2.1 風電場概況

佛子山分散式風力發(fā)電場位于湖北省天門市佛子山鎮(zhèn)佛子山和皂市鎮(zhèn)龍尾山的山脊之上，單機容量2.2MW，數(shù)量13臺，風電場總規(guī)劃容量28.6MW，年均上網(wǎng)發(fā)電量5333.1萬kWh；新建2座35kV開關(guān)站。

2.2 選址論證關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 建設(shè)必要性分析

從提升我國風電產(chǎn)業(yè)核心競爭力，推動風電產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展角度，分析我國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、國家可再生能源法規(guī)、風電發(fā)展“十三五”規(guī)劃，認為項目建設(shè)符合國家戰(zhàn)略發(fā)展需求。分析國家能源結(jié)構(gòu)和項目節(jié)能減排量，認為項目具有良好的減少環(huán)境污染的效果。分析天門市地方經(jīng)濟發(fā)展與能源需求狀況，天門市近7年經(jīng)濟和社會用電量持續(xù)增長，項目建設(shè)能夠提高地方供電可靠性。

2.2.2 基地條件可行性

根據(jù)風電場代表測風塔測風成果和《風電場風能資源評估方法》（GB/T 18710—2002），評價場址區(qū)風能資源、有效風時數(shù)、場址主風向、湍流強度、空氣密度、場址區(qū)最大風速，認為該電場工程的風能資源為可利用區(qū)，具備建設(shè)風電場所要求的風能資源條件。根據(jù)場址周邊地質(zhì)勘查資料，場址區(qū)無區(qū)域性斷裂通過，地表未發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模的滑坡、泥石流等嚴重不良地質(zhì)體，不存在可液化土層，自然邊坡基本穩(wěn)定，場地穩(wěn)定條件較好，適宜工程建設(shè)。根據(jù)天門市國土局、水利局、環(huán)保局、林業(yè)局、旅游局、文體局和人武部意見函，項目場址不存在自然保護區(qū)、文化遺址、文物保護區(qū)、生態(tài)紅線、重要林地和森林公園、飲用水保護區(qū)、軍事設(shè)施等敏感要素。同時本工程的風電場設(shè)備可通過S213省道、S107省道及X009縣道運輸至項目附近，再通過整修完善的道路，通達風電場；用水可采用運水車拉水和蓄水池蓄水解決；用電可由附近民用線路引入生產(chǎn)生活區(qū)，同時輔加一臺移動式柴油發(fā)電機解決。

2.2.3 相關(guān)規(guī)劃協(xié)調(diào)性

分析佛子山鎮(zhèn)和皂市鎮(zhèn)土地利用規(guī)劃，風機、開關(guān)站等風場設(shè)備占地為林地和自然保留地，未占用基本農(nóng)田和城鎮(zhèn)建設(shè)用地。分析天門市城市總體規(guī)劃中場址的城鄉(xiāng)空間關(guān)系，場址范圍不涉及生態(tài)涵養(yǎng)地、水源保護地、基本農(nóng)田等生態(tài)敏感區(qū)域，可適當建設(shè)。分析天門市綜合交通規(guī)劃和電力工程規(guī)劃，項目建設(shè)具有便利的交通運輸條件，且周邊10km范圍內(nèi)均有35kV變電站可以接入電網(wǎng)。

2.2.4 環(huán)境影響性

由地形高差和300m防護距離，依據(jù)勾股定理計算各風機位置水平距離范圍，得到300m防護距離內(nèi)并無村莊居民點分布，認為項目選址噪聲影響較小。對于變電所及輸電線路，根據(jù)國家環(huán)?？偩诸C布的《電磁輻射環(huán)境保護管理辦法》中規(guī)定，項目涉及到的最高電壓為35kV，不屬于電磁輻射項目。根據(jù)可行性研究報告，評價項目建設(shè)對其他生境、地質(zhì)、水和大氣環(huán)境影響，認為該項目的環(huán)境影響相對較小。

2.2.5 經(jīng)濟社會效益與工程管理

分析項目經(jīng)濟效益，工程總投資約22817萬元，本項目總投資收益率（ROI）5.97%，投資利稅率5.48%，所得稅后全部投資財務內(nèi)部收益率8.13%，投資回收期9.78年，資本金財務內(nèi)部收益率16.3%，所得稅后全部投資財務內(nèi)部收益率和資本金財務內(nèi)部收益率大于8%，高于行業(yè)基準收益率，能夠在銀行貸款期限內(nèi)還清貸款，項目經(jīng)濟性較適中，項目從財務上可行。

風電場建成后，年發(fā)電量5333.1萬kWh，按2017年全國火電平均發(fā)電煤耗0.315kg/kWh計算，每年節(jié)約標煤1.7萬tce，相應每年可減排CO24.4萬t、SO214.3萬kg、NOx12.4萬kg，節(jié)能減排效益顯著。

項目選址還從程序合法性、政策風險性、征地風險性、群體反應風險性等層面進行了社會風險分析。最后從整個風電場的工程建設(shè)與管理運營兩方面闡述項目建設(shè)的工程管理設(shè)計。

基于以上五方面的分析，基本涵蓋了風電場選址論證的全面內(nèi)容，綜合判定項目選址可行。

3 結(jié)語

風電場的建設(shè)需要各部門行政審批，完成項目可行性、地勘、環(huán)境影響評價、風力資源監(jiān)測等研究報告，基于這些基礎(chǔ)資料，同時附加地形、工程建設(shè)方案，以及現(xiàn)場調(diào)研資料，便可從項目建設(shè)必要性、基地條件可行性、相關(guān)規(guī)劃協(xié)調(diào)性、項目環(huán)境影響性，以及經(jīng)濟社會效益與工程管理5個方面進行選址論證。本文為風電場選址論證構(gòu)建了5個層面的關(guān)鍵技術(shù)方向，對實際工作具有較為普遍的借鑒意義，誠然也需要根據(jù)具體項目的特點進行調(diào)整完善，建立針對性的論證技術(shù)路線。