據統計信息顯示，2022年1-5月國內風機招標量達45GW，其中海上風機招標量約7GW。預計全年風機招標規模將達80GW以上。同時，國家發改委能源研究所指出，預計到2050年，風電將占到能源消費的38.5%。我國風電行業受政策驅動也迎來高速成長期。
其實利用風力發電非常環保，且風能蘊量巨大，正日益受到世界各國的重視。但在西方國家，出現很多反對風電的聲音，「專家們」也在唱哀風電，並被譽為垃圾。那麼，風電發電真的就是垃圾電嗎？這究竟是怎麼一回事呢？
一、現象：風電本身不是垃圾電，但風電直接上網會導致變成垃圾電
我們都知道，風能這種東西，它是一種極其不穩定的能源。既然不能穩定、不能確定和不能預期，任何不穩定的事不管是在工作還是在工業上往往會被譽為「垃圾」。
我們可以先看一下風速等級對照表，你會發現，風速的跨度非常巨大：
1級風，風速0.3~1.5米/秒；
5級風，風速8.0~10.7米/秒；
10級風，風速24.5~28.4米/秒。
甚至有些地方，早上7級風，中午沒有風，晚上5級風。然後，現有風力發電機又將這個不穩定進一步放大了。
- 可以看出，這只是直徑1-8米小型風力發電機，在不同風速下，每秒鐘葉輪範圍內通過的空氣動能總量。以這個波動性，如果將電能直接送上電網，那麼電網會必然崩潰，而風力發電機發出的電是垃圾電就是這麼來的。
雖然風力發電機發出的電成本很低，比大多數發電設備都低，但很多國家依然不受歡迎。當前會出現棄風限電有兩種：
- 一種是常規意義上的棄風限電，就是風力發電停機不工作。
- 另一種則是風力發電機為了輸出平穩的電能，所以拋棄一部分風能。
以某廠家葉輪直徑80米GW82/1500KW風力發電機為例。它的額定風速是10米每秒~22米每秒，它的額定輸出功率是1500KW。理論上，葉輪直徑不變前提下，風速20米每秒的時候，輸出功率應當是風速10米每秒的一倍以上。
但近代風力發電機往往採用變槳距方式降低風能利用率，從而讓風力發電機無論是在風速10米每秒還是20米每秒，都輸出同樣的功率，這就是廣義上的棄風。
- 如果風力發電機不再受輸出穩壓限制，風速10米每秒時輸出1500kw，風速20米每秒時輸出3000KW，那才是理想的風力發電設備。即由有多大的風，發多大的電，這樣可以讓風力發電機輸出功率提高50%，產生更多電能，產生更多利潤。但這個問題如何解決呢？
二、案例：拿天然氣就調回來了！在德國，風電不是垃圾電
在這裡德國人要大聲地說，我們德國，風電常年發電占比50%，風電最高峰可以占日用電60%。不知道你懂不懂什麼叫調峰？其實就是彌補風電的不穩定。在德國，他們是拿燃氣機組來調峰。
也就是說，燒天然氣的發電機組來調峰。風力發電機實際輸出功率很可能，早上10KW，中午0KW，晚上8.5KW，這個波動性是不是足夠大？
- 對德國而言，他們可以早上開10台天然氣發電機，中午開40台天然氣發電機，晚上開12台天然氣發電機。風大風小，都不是個事兒，都拿天然氣就調回來了。
天然氣發電機，就是這麼好，這麼靈活，想開就開，想停就停。你們也許不信，咱們看看德國在2020年2月的負荷曲線。註：淺灰色的是風電；橘黃色的是天然氣。
2月14日晚間，那天趕上風小，但不要緊啊，德國大概開了44台機組天然氣發電機，發電13.32GW；
2月16日午間，那天風嗖嗖的，電跟不要錢似的，往外發。這時候把天然氣發電機停幾台。開多少台呢，開9台，發2.7GW。
到了2月17日，風又小了，這時候再把天然氣發電機多開幾台，咱開17台，發5.22GW。3天之內，風是一會兒大，一會兒小。這時候，天然氣的燃氣機組，晝起夜停，起起停停，說起就起說停就停。
- 這也是高科技，德國靠著天然氣，就把風電一會兒大，一會兒小的毛病給治了，只是現在德國天然氣就像奢侈品一樣的。調峰無難事，只要肯漲價，只要電價漲起來，沒天然氣一樣能調峰吧。
三、結論：對於沒有調峰能力的國家來說，是的。可對於我國來說，真不是！
我們先做個思想實驗：北京2300萬kW負荷，即使只有50%的風電供電，遇到極熱無風，存在1000萬kW缺口。這種情況3天，儲能需要7.2億kWh。目前儲能價格為1.4元/Wh，需要10800億元，即使未來儲能價格降至0.14元/Wh，也需要1080億元。
不僅是儲能成本，如此大規模的電化學儲能安全也是問題，當然這個場景不是我設想的，是劉吉臻院士設想。可見，僅依靠風電或者光伏，並非是可靠的電力系統供電。
- 當然，這對於沒有調峰能力的國家來說，真就是垃圾電。可對於我國來說，真不是。沒有能力填平波谷的國家，它的橫線就只能畫得低，比如德國，據說也只能畫在50%，超過最大發電功率50%的實際發電都被浪費了，而我國發電儲備相對豐富，橫線就能畫得高，風電浪費就少多了。
在我看來，目前最好的解決辦法是氫儲能。如前面例子，早上10KW，中午0KW，晚上8.5KW，這個比例給電池儲能，會大幅度降低電池的壽命。但如果用電解槽電解水，我們只需要穩定電壓，不需要穩定電流。
- 那麼，風越大，發出的電越多，電解產生的氫氣就越多。風小了，電解槽停止工作。這樣一來，風力發電機完全可以不再需要昂貴的IGBT模塊，簡單廉價的將風能轉化為氫氣儲存起來。需要用電時，將氫氣轉化為電能直接輸入電網。
而且氫氣發電過程中還會產生水，這水可以循環利用再次進行電解制氫，因為儲氫罐內的氫氣儲量是可控的，所以氫儲能將不再是垃圾電。
- 如此一來，風能轉換效率上來了，發電穩定性也提高了，風力發電機就再也不是垃圾電了，它完全可以承擔電力調峰削谷的作用，成為國家電網的定海神針。
最後的話：其實風電不叫垃圾電，它應叫「抽風電」！
總之，風電和太陽能一樣，都是發電功率極其不穩定的發電裝置，你著急用電時，它可能沒電，等你不需要用電時，它可勁的發起來了，這也讓很多國家沒有那個能力利用好這個所謂的「垃圾」風能。
- 當然，目前特高壓直流可以稱得上是我國輸電線路的「高速路網」，這條高速路還是單行道，未來時間若能夠在高速路網不斷加密的同時，變成雙向道，讓潮流的方向可以像潮汐一樣，往返與送電端和受端電，也許風電能就永遠不再成為垃圾電。