文 | 王芳

受訪人:國家風力發(fā)電工程技術研究中心主任 翟恩地
高質量發(fā)展使行業(yè)的關注點愈發(fā)聚焦于技術創(chuàng)新,要讓技術創(chuàng)新走在開發(fā)建設之前,行業(yè)迫切需要解決前瞻性、共性、基礎性問題與“卡脖子”難題。國家風力發(fā)電工程技術研究中心(下稱“中心”)匯聚行業(yè)力量,用科學的機制激勵企業(yè),用寬容的心態(tài)孕育人才,承擔起新時期的歷史使命。近日,該中心主任翟恩地在接受本刊記者時作出如上表述。
建設高峰是練兵場,也是試金石
Q :受平價政策影響,近兩年我國風電進入了建設高峰期,期間大規(guī)模項目開發(fā)對行業(yè)發(fā)展帶來哪些促進作用?
A :我國陸上風電發(fā)展經(jīng)歷了20 多年,海上風電商業(yè)化開發(fā)只有5 年多時間,但已經(jīng)成為世界上最大的風電市場。進入“十四五”,產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入了一個全新階段:
一是高質量發(fā)展。風電將由規(guī)模驅動轉變?yōu)閯?chuàng)新驅動。我們可以將項目建設高峰看作是練兵場、試金石。在這一波建設高峰期中,開發(fā)商作為產(chǎn)業(yè)鏈的“鏈長”,投入大量的人力、財力、物力,對技術進行把關。比如,三峽集團、華東勘測設計研究院都打造出自己的安裝船。這些都是建設高峰帶來的模式創(chuàng)新,為行業(yè)注入動力,促進產(chǎn)業(yè)進入良性發(fā)展階段。
二是資源進一步整合。隨著競價時代的來臨,過往以縣級為單位,如今是以省為單位來制定風電的投資布局。福建和廣東在項目規(guī)劃、推動力度和發(fā)展速度上,均走在了前列;山東同樣很重視海上風電規(guī)劃以及新能源的發(fā)展。各省在不同能源形式之間也加強了統(tǒng)籌規(guī)劃,資源整合力度明顯增強。
Q :風電建設高峰期暴露出哪些行業(yè)的問題?
A :進入建設高峰,一些問題更加突出,主要表現(xiàn)在3 個層面:一是政策制定層面。政策制定既要平穩(wěn)過渡,也要有前瞻性。頭部企業(yè)、行業(yè)協(xié)會、業(yè)內專家應積極發(fā)揮“智庫”作用,及時為政府提供行情分析,建言獻策。
二是能力層面。我們的建設速度與目前的發(fā)展速度超出了自身的能力范圍,尤其是海工能力未能跟上,“卡脖子”技術使某些產(chǎn)品依然存在對外依賴現(xiàn)象。
三是人才培養(yǎng)層面。我國陸上風電在規(guī)模上已經(jīng)引領世界,但國內高校才剛開始陸續(xù)設立風電專業(yè)。產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和技術的快速迭代,使行業(yè)承擔起風電的基礎教育工作,在專業(yè)人才的培養(yǎng)上花費了大量精力。
當然,認識到這些問題,也能夠促使行業(yè)將壓力轉化為動力,不斷前行。
技術創(chuàng)新要追上建設速度
Q :您是海上風電工程技術專家,請您講講目前海上風電在工程技術方面面臨的挑戰(zhàn)。
A :大家都知道,我國風電走的是一條從技術引進、消化、吸收,到聯(lián)合設計、全面自主創(chuàng)新的道路。目前,我國風電已不再是“新兵”,大部分設備實現(xiàn)了國產(chǎn)化,但GB、NB/T 等核心技術規(guī)范的大部分要求仍借鑒自歐洲,亟待根據(jù)我國風電行業(yè)發(fā)展的實際情況,進行定制化改進。需要特別強調的是,我國風電行業(yè)現(xiàn)在的實驗技術水平落后于建設速度。嚴格來說,行業(yè)的技術發(fā)展應該走在開發(fā)建設之前。因此,當前我們需要將關注點放在基礎理論研究、實驗基礎構建、關鍵零部件國產(chǎn)化、專業(yè)人才隊伍培養(yǎng)、機構設置建設上。
風電的實驗驗證體系覆蓋零部件、子系統(tǒng)、整機、場網(wǎng)四級。企業(yè)應當首先打造零部件級、子系統(tǒng)級的實驗能力。例如,針對成本較高的葉片,需加強材料和翼型實驗方面的投入;同時,主軸承也面臨著設計、仿真、工藝、測試難題,尤其是主軸承測試設備需要一次性投入上億元,單個軸承企業(yè)尚無力投入;在整機方面,大兆瓦級機組的PLC 芯片、操作系統(tǒng)、IGBT 等控制元器件需要升級,整機也應嚴格按照規(guī)范進行實驗,盡可能多地消除缺陷,提高適應性。
Q :2022 年,海上風電也將進入平價時代,未來還有哪些技術難題亟需破解?
A :第一個關注點是,雙碳目標提出后,研發(fā)大兆瓦機組成為必由之路。2022 年,海上風電建設進入平緩期,更需提升行業(yè)解決問題的能力,加強大兆瓦機組的研發(fā)力度。我們期望到2023 年下半年,在我國海域能立起15MW+ 的風電機組。預計2024 年、2025 年會成為我國海上風電快速發(fā)展的關鍵時期,海上風電將成為可再生能源領域發(fā)展的主賽道。
第二個關注點是柔性直流技術。未來,我國海上風電項目開發(fā)勢必將走向深海。在成本壓力下,采用交流升壓站方式已經(jīng)不是優(yōu)選,推動柔性直流、規(guī)模化的電力送出成為必然趨勢。
第三是漂浮式海上風電技術。隨著近海資源的規(guī)?;?guī)劃與開發(fā),從資源存量方面看,深遠海的開發(fā)需求逐步浮出水面,深遠海的風能資源更好、更穩(wěn)定。因此,適應更深水域的漂浮式風電技術的發(fā)展備受矚目,它將成為突破海上風電的重大關鍵技術。
為實現(xiàn)上述一系列的目標,需要開展大量技術創(chuàng)新。目前看,無論是國家層面,還是行業(yè)內頭部企業(yè),均加大了對原創(chuàng)技術的研究投入。國家能源局也于2020 年發(fā)布《國家能源研發(fā)創(chuàng)新平臺管理辦法》,聚焦國家能源安全、能源可持續(xù)發(fā)展以及能源重大工程建設對技術創(chuàng)新的需求等多個領域。
國家風力發(fā)電工程技術研究中心要擔當大任
Q :2005 年,國家風力發(fā)電工程技術研究中心依托金風科技正式成立。作為中心主任,您認為在風電技術創(chuàng)新的過程中,中心發(fā)揮出哪些重要作用?
A : 中心主要從事風力發(fā)電高新技術研究與工程化推廣。
伴隨我國風電突飛猛進的發(fā)展,無論是在國際合作中,還是促進設備國產(chǎn)化等方面,中心都發(fā)揮了積極的作用,推動著風電領域的技術進步,擴展了風電的發(fā)展空間。自成立以來,中心完成多項國家重大科研技術,如完成科技部“基于大數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)+ 制造應用示范”課題,成功開發(fā)風能資源大數(shù)據(jù)服務平臺;完成國家863 計劃“超大型直驅永磁式海上風電機組設計技術研究”,相關技術成果成功應用于6MW 和8MW 等大兆瓦海上風電機組上;自主開發(fā)的GW175-8.0MW 海上機組,擁有完全自主知識產(chǎn)權,是國內大兆瓦直驅機組首次采用E-TOP 設計,運用柔性功率控制策略、集成式平臺化設計、一體化拼裝出廠、單葉片吊裝等技術。
在建設高峰期,規(guī)模化發(fā)展驅使我們“快跑”,但必須遵守基本邏輯。在技術開發(fā)上,中心嚴格按照集成產(chǎn)品開發(fā)IPD 和技術成熟度TRL1~9 流程,通過專家團隊嚴格的評審,保障產(chǎn)品開發(fā)的性能和可靠性。
Q :未來,中心將重點開展哪些方面的工作,以應對行業(yè)目前所面臨的挑戰(zhàn)?
A :作為國家級技術平臺,中心將肩負起新時期的使命,繼續(xù)助推風電技術向高精尖領域發(fā)展,并致力于解決風電技術應用中存在的“卡脖子”難題,著力推進具有前瞻性、共性、基礎性研究。
前瞻性研究要面向建立以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。在雙碳目標下,非電力行業(yè),包括傳統(tǒng)的“三桶油”都參與進來,競爭加劇。但反過來看,相關主體的參與也為風電帶來更大發(fā)展空間,如解決電網(wǎng)慣量響應、一次調頻等上網(wǎng)技術難題,帶動整個行業(yè)良性發(fā)展。共性技術更需協(xié)調各方技術力量共同攻克,如尾流模型、風功率預測都離不開對風能資源的研究。目前,我國海上風電機組累計裝機數(shù)量超2000 臺,在實際運行中積累了大量數(shù)據(jù),如果通過這些機組的實際運行情況發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題,我們就可以不斷進行完善和優(yōu)化,為后續(xù)技術的改進升級奠定基礎。
目前,中心繼續(xù)在行業(yè)中發(fā)揮著重要的推動作用,它將行業(yè)專家、各企業(yè)組織起來,通過技術進步、機制創(chuàng)新推動整個供應鏈的發(fā)展,促進行業(yè)打造技術生態(tài)圈,這是一個非常積極的模式。未來,我們還可以與地方政府合作,設立基金,鼓勵頭部企業(yè)、相關產(chǎn)業(yè)參與地方投資,共同申請相關課題,推動當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展與行業(yè)的技術進步。
Q :中心在專業(yè)人才培養(yǎng)方面有著怎樣規(guī)劃?
A :聚集人才、用好人才、培養(yǎng)人才是中心在新的歷史時期所面臨的主要任務之一。
風電是一個多學科耦合的應用專業(yè),從空氣動力學到機電、材料、結構,再到水動力、巖土工程等,凝聚各個領域的人才成為行業(yè)高質量發(fā)展的關鍵所在。為解決行業(yè)高精尖技術問題、0 到1 的技術創(chuàng)新問題,人才已經(jīng)面臨全球化競爭局面。中心將以更加包容的心態(tài),匯聚不同風格、不同領域的一流科學家,將科研任務分揀到各個企業(yè)共同完成。同時,更加注重專業(yè)人才的培養(yǎng)。相信邁入“十五五”階段,中心能聚集更多優(yōu)秀人才,培養(yǎng)更多專業(yè)后備力量,打造過硬的人才隊伍,共同助力雙碳目標的實現(xiàn)。