使用清潔能源是中國實現碳中和的集中發力點，接下來我們將先介紹直接清潔能源，包括風電、光伏、核能、水能等，然后將介紹間接清潔能源——氫能。上期精彩文章：

清潔能源的現狀及優勢

一、風能：海陸并舉，解決東西部風能資用用電需求不匹配問題

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1.陸上風電與海上風電

中國的陸上風能資源的分布極其不均勻。我國風能集中分布在華北、東北和西北地區，主要是在內蒙古、寧夏、陜西、甘肅、新疆、黑龍江和吉林等省份。這些地方地廣人稀，電力消費市場不大。而經濟發達地區的風能資源很匱乏，比如用電量占到全國70%以上的東部地區和南方地區，風能密度只有內蒙古地區的不到三分之一。而且在這些地方，適合發展風電的特殊地形（比如山地）現在已經基本上被完全使用。

2021年2月，國家林業和草原局頒布了《關于規范風電廠項目建設用地的通知》，明確提出禁止風電項目使用重點林區林地。因此，陸上集中式風電項目的開發難度越來越大。解決東西部風能資源與用電需求不匹配的問題有兩種思路：一是依靠后文介紹的特高壓輸電技術，實現“西電東送”，另一種是發展海上風電技術。

截至2021年6月底，我國海上風電的裝機容量超過11GW，超過英國成為全球第一。海上風電有三個優勢：儲量大、效率高，就近便利。

儲量大：根據全國900多個氣象站的測算，我國近海區域可開發的風能儲量大概有7.5億kW，是陸地風能資源的近3倍。如果這部分資源能得到充分利用，風電是有可能成為主力的；

效率高：由于沒有山脈阻擋，海上風機每年運行的有效時間高達4000小時以上，效率比陸上風機高出20%~40%。而且海上風電場遠離陸地，不占用土地，也不必擔心噪音、電磁波等對居民的影響，大規模開發的副作用就小；

就近便利：東南沿海的浙江、福建、廣東正好是用電大省。過去它們長期需要外省的電力輸入，現在直接就近建設海上風電，既解決了用電問題，又緩解了電網壓力。

目前廣東、江蘇、浙江等沿海省份在出臺的能源“十四五”規劃中，都把海上風電作為未來的重點發展方向。如果未來風電要成為新能源發電的主力，發展海上風電的局勢勢不可擋。

2.降低風電成本的機會

盡管風電是充滿潛力的新能源，風電的發展因為一些技術原因，無法進一步降低成本、推廣應用。歸納起來，我們認為如下四個方面存在著大量值得探索新的機會（其中前后兩者主要針對海上風電）：

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2.1研發高度更高、葉片直徑更大的風機

一方面，“更高更大”的風機能夠更好地捕捉到高空中的風力資源，從而提升發電效率。其次，風機造得越大，從成本角度考慮就越合適。根據國網能源研究院的數據，風電建設成本中，風機的原材料、零部件成本是大頭。而零部件的用量，不會因為風機容量的增大而線性增大，因此風機造大就可以攤薄制造成本。

2.2提高安裝和發電效率、降低運維成本

利用AI和大數據技術，企業可以在設備安裝前得到風機的最優化配置方案。在設備運行期間，如果能準確預測風能的變化，從而調整風機的參數，則可以進一步提升風機的運行效率。數字化系統還可以幫助企業進行故障預警，從而減少日常維護的頻率，降低運維成本。

2.3發展大型漂浮式電站

在海上建設風電設施還需要進行水文觀測，并需要預防海底地震。一個可能的解決方案是發展漂浮式電站，即將風機建在一個漂浮平臺上。由于平臺不是固定的，所以就不用考慮裝機施工時，海床的地質條件，還有水文條件了。風機直接在岸上組裝，裝好了再拖到海上去，這也降低了安裝成本。

2.4創新相關材料制造工藝，改進輸電技術

由于海上環境惡劣，配套供海上風電設置使用的海纜，在制作、運輸安裝、后期維護成本都很高。一些企業已經開始研發使用光電復合電纜，來降低相關的成本。