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翟恩地:技術創新要走在建設之前
2021-09-23
 高質量發展使行業的關注點愈發聚焦于技術創新,要讓技術創新走在開發建設之前,行業迫切需要解決前瞻性、共性、基礎性問題與“卡脖子”難題。國家風力發電工程技術研究中心(下稱“中心”)匯聚行業力量,用科學的機制激勵企業,用寬容的心態孕育人才,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。
 
 
國家風力發電工程技術研究中心主任 翟恩地
 
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,期間大規模項目開發對行業發展帶來哪些促進作用?
 
A :我國陸上風電發展經歷了20 多年,海上風電商業化開發只有5 年多時間,但已經成為世界上最大的風電市場。進入“十四五”,產業發展進入了一個全新階段:
 
一是高質量發展。風電將由規模驅動轉變為創新驅動。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,開發商作為產業鏈的“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新,為行業注入動力,促進產業進入良性發展階段。
 
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劃、推動力度和發展速度上,均走在了前列;山東同樣很重視海上風電規劃以及新能源的發展。各省在不同能源形式之間也加強了統籌規劃,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的問題?
 
A :進入建設高峰,一些問題更加突出,主要表現在3 個層面:一是政策制定層面。政策制定既要平穩過渡,也要有前瞻性。頭部企業、行業協會、業內專家應積極發揮“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”技術使某些產品依然存在對外依賴現象。
 
三是人才培養層面。我國陸上風電在規模上已經引領世界,但國內高校才剛開始陸續設立風電專業。產業的快速發展和技術的快速迭代,使行業承擔起風電的基礎教育工作,在專業人才的培養上花費了大量精力。
 
當然,認識到這些問題,也能夠促使行業將壓力轉化為動力,不斷前行。
 
技術創新要追上建設速度
 
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。
 
A :大家都知道,我國風電走的是一條從技術引進、消化、吸收,到聯合設計、全面自主創新的道路。目前,我國風電已不再是“新兵”,大部分設備實現了國產化,但GB、NB/T 等核心技術規范的大部分要求仍借鑒自歐洲,亟待根據我國風電行業發展的實際情況,進行定制化改進。需要特別強調的是,我國風電行業現在的實驗技術水平落后于建設速度。嚴格來說,行業的技術發展應該走在開發建設之前。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、關鍵零部件國產化、專業人才隊伍培養、機構設置建設上。
 
風電的實驗驗證體系覆蓋零部件、子系統、整機、場網四級。企業應當首先打造零部件級、子系統級的實驗能力。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,單個軸承企業尚無力投入;在整機方面,大兆瓦級機組的PLC 芯片、操作系統、IGBT 等控制元器件需要升級,整機也應嚴格按照規范進行實驗,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,更需提升行業解決問題的能力,加強大兆瓦機組的研發力度。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展的關鍵時期,海上風電將成為可再生能源領域發展的主賽道。
 
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勢必將走向深海。在成本壓力下,采用交流升壓站方式已經不是優選,推動柔性直流、規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。隨著近海資源的規模化規劃與開發,從資源存量方面看,深遠海的開發需求逐步浮出水面,深遠海的風能資源更好、更穩定。因此,適應更深水域的漂浮式風電技術的發展備受矚目,它將成為突破海上風電的重大關鍵技術。
 
為實現上述一系列的目標,需要開展大量技術創新。目前看,無論是國家層面,還是行業內頭部企業,均加大了對原創技術的研究投入。國家能源局也于2020 年發布《國家能源研發創新平臺管理辦法》,聚焦國家能源安全、能源可持續發展以及能源重大工程建設對技術創新的需求等多個領域。
 
國家風力發電工程技術研究中心要擔當大任
 
Q :2005 年,國家風力發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新的過程中,中心發揮出哪些重要作用?
 
A : 中心主要從事風力發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展,無論是在國際合作中,還是促進設備國產化等方面,中心都發揮了積極的作用,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“基于大數據的互聯網+ 制造應用示范”課題,成功開發風能資源大數據服務平臺;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;自主開發的GW175-8.0MW 海上機組,擁有完全自主知識產權,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,規模化發展驅使我們“快跑”,但必須遵守基本邏輯。在技術開發上,中心嚴格按照集成產品開發IPD 和技術成熟度TRL1~9 流程,通過專家團隊嚴格的評審,保障產品開發的性能和可靠性。
 
Q :未來,中心將重點開展哪些方面的工作,以應對行業目前所面臨的挑戰?
 
A :作為國家級技術平臺,中心將肩負起新時期的使命,繼續助推風電技術向高精尖領域發展,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。在雙碳目標下,非電力行業,包括傳統的“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展空間,如解決電網慣量響應、一次調頻等上網技術難題,帶動整個行業良性發展。共性技術更需協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量超2000 臺,在實際運行中積累了大量數據,如果通過這些機組的實際運行情況發現設計中存在的問題,我們就可以不斷進行完善和優化,為后續技術的改進升級奠定基礎。
 
目前,中心繼續在行業中發揮著重要的推動作用,它將行業專家、各企業組織起來,通過技術進步、機制創新推動整個供應鏈的發展,促進行業打造技術生態圈,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、相關產業參與地方投資,共同申請相關課題,推動當地的經濟發展與行業的技術進步。
 
Q :中心在專業人才培養方面有著怎樣規劃?
 
A :聚集人才、用好人才、培養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,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高質量發展的關鍵所在。為解決行業高精尖技術問題、0 到1 的技術創新問題,人才已經面臨全球化競爭局面。中心將以更加包容的心態,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共同完成。同時,更加注重專業人才的培養。相信邁入“十五五”階段,中心能聚集更多優秀人才,培養更多專業后備力量,打造過硬的人才隊伍,共同助力雙碳目標的實現。。

(轉自來源:《風能》雜志  作者:王芳)
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