未来风电技术若干问题的思考(1) 国内风电产业面临的挑战

文/崔新维(北京三力新能科技有限公司)

    进入2020年代以来,新能源迎来了历史性的机遇,国内风电产业呈现前所未有的局面。宏大的发展规划和战略、陆上风光大基地和风光储一体化模式、海上风电阶跃式兴起、6MW级别陆地机组和10MW以上的海上机组、众多的产业基地应运而生。

    机遇难得,挑战更大。为此,政府颁布了产业目标和配套政策,开发商提出了宏大的开发规划,整机制造商推出了各类新机型,科技部门发布了各类研究项目。

    这种景象令人喜忧参半,喜的是行业前景看好,产业机遇更多;忧的是其中的挑战更需要认真思考和应对。

挑战一:所掌握的关键技术是否足以支撑海上风电的规模化开发

    2021年,我国的海上装机量首次位列全球第一,这在国内外产生了各自的反响。欧洲的同行在调整自己的布局,谋求保持新的优势;国内同行则备受鼓舞,甚至表现出了弯道超车的架势。这就引出了三个问题:①更短的时间能否走更长的路?②关键技术起什么作用?③国内兴起海上风电还缺少什么?

  1. 海上风电是从欧洲起源的。欧洲的海上风电是从1990年代初开始试验的,比陆地风电开始商业化的1970年代初期晚20年。纵观欧洲海上风电距今为止的30多年,其中的规律、经验、教训以及发展的趋势,有多少东西需要学习、借鉴、参考和反思?
  2. 海上风电是陆地风电的一种延续和阶跃,欧洲从兴起陆地风电的1970年代及从试验海上风电的1990年代,到2010年代海上风电开始规模化分别用了20年和40年的时间,其中的核心关键技术的研发和进步起了多大的支撑作用?
  3. 我们的陆地风电的技术水平怎样?从陆地到海上,我们掌握和研发了多少关键的技术来支撑国内的海上风电?缺少关键技术支撑的海上风电的前景会是怎样?

挑战二:技术路线在风电机组中有多大的支撑作用

    技术路线这个词时常常被说起,国外也叫传动系,指的是从轮毂到发电机的机械传动部分。技术路线既是新机组的开发的首选项,也是营销产品的一个卖点。问题是:

  1. 有没有一种可以一直采用的技术路线?如果有,是高速双馈吗?如果没有,该怎么选用?
  2. 采用某一种技术路线的最高原则是什么?是机组可靠还是成本低廉?是供应链充分还是易于维护?是自己擅长还是业主认可?亦或是兼而有之?
  3. 10MW级超大型海上风电机组对技术路线有没有更高的要求?什么样的技术路线能满足要求?
  4. 技术路线的主动变更和被动变更,亦或一成不变,那个更有利?

挑战三:关键技术研发与风电机组的开发

    为了满足市场的需求,风电机组的开发已成为日常工作。在机组开发过程中,起支撑作用的无疑是关键技术。

  1. 每一代机组都有着不同的难点,需要相应的关键技术攻关,否则新机组开发就是变成了简单放大。但如何研发关键技术?是自主研发,还是学别的厂家?是供应商推荐还是交由供应商研发?
  2. 关键技术的研发是超前一步还是与开发产品同步?同步进行时,如何验证所研发的关键技术?关键技术的研发由谁主导?是企业自主还是政府命题?
  3. 国内的陆地大基地风电机组还有多少关键技术需要研发?未来的海上风电还有哪些关键技术和难点技术需要研发?它们如何支撑机组的开发?

挑战四:风电对光伏的竞争优势是什么

    在与传统能源竞争的过程中,风电和光伏是共为新能源的同行。在双碳战略实施后,两者却变成了竞争对手。在核心竞争点——度电成本上,风电的竞争优势是什么?

  1. 对比太阳能转换为电能的发电能力,风电的哪些因素可以使风电的发电能力高于光伏?是能量捕获装备还是能量转换效率?是能量捕获和转换的可开发性还是可实现性?是产业化的规模还是关键技术创新和进步?是装备寿命周期还是年等效小时数?
  2. 从发电成本上看,起主要作用的是单位容量的造价还是度电成本?是装备销售成本还是运维成本?是单位土地面积的装机量还是装备发电能力的衰减率?
  3. 从社会效益上讲,谁对环境的影响更小?哪个更适合规模化开发?谁更适应基地开发或分散式开发?
  4. 近十年内,光伏相对于风电从只占一个零头到平分秋色,是光伏的进步太快了还是风电相对落后了?如是落后了,要不要反思一下是哪方面落后了?为什么会落后?

    实际上,风电行业面临的挑战远不止上述这些,本文只是抛砖引玉,引发更多的关注和反思。我国的风电产业发展到现在的规模和水平,是风电从业者数十年齐心协力的结果。面临难得的历史机遇,需要更多的努力、更大的勇气和更高的智慧才能使全行业不负众望,不辱使命。    

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