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翟恩地:技术创新要走在建设之前
2021-09-23
 高质量发展使行业的关注点愈发聚焦于技术创新,要让技术创新走在开发建设之前,行业迫切需要解决前瞻性、共性、基础性问题与“卡脖子”难题。国家风力发电工程技术研究中心(下称“中心”)汇聚行业力量,用科学的机制激励企业,用宽容的心态孕育人才,承担起新时期的历史使命。近日,该中心主任翟恩地在接受本刊记者时作出如上表述。
 
 
国家风力发电工程技术研究中心主任 翟恩地
 
建设高峰是练兵场,也是试金石
Q :受平价政策影响,近两年我国风电进入了建设高峰期,期间大规模项目开发对行业发展带来哪些促进作用?
 
A :我国陆上风电发展经历了20 多年,海上风电商业化开发只有5 年多时间,但已经成为世界上最大的风电市场。进入“十四五”,产业发展进入了一个全新阶段:
 
一是高质量发展。风电将由规模驱动转变为创新驱动。我们可以将项目建设高峰看作是练兵场、试金石。在这一波建设高峰期中,开发商作为产业链的“链长”,投入大量的人力、财力、物力,对技术进行把关。比如,三峡集团、华东勘测设计研究院都打造出自己的安装船。这些都是建设高峰带来的模式创新,为行业注入动力,促进产业进入良性发展阶段。
 
二是资源进一步整合。随着竞价时代的来临,过往以县级为单位,如今是以省为单位来制定风电的投资布局。福建和广东在项目规划、推动力度和发展速度上,均走在了前列;山东同样很重视海上风电规划以及新能源的发展。各省在不同能源形式之间也加强了统筹规划,资源整合力度明显增强。
 
Q :风电建设高峰期暴露出哪些行业的问题?
 
A :进入建设高峰,一些问题更加突出,主要表现在3 个层面:一是政策制定层面。政策制定既要平稳过渡,也要有前瞻性。头部企业、行业协会、业内专家应积极发挥“智库”作用,及时为政府提供行情分析,建言献策。
 
二是能力层面。我们的建设速度与目前的发展速度超出了自身的能力范围,尤其是海工能力未能跟上,“卡脖子”技术使某些产品依然存在对外依赖现象。
 
三是人才培养层面。我国陆上风电在规模上已经引领世界,但国内高校才刚开始陆续设立风电专业。产业的快速发展和技术的快速迭代,使行业承担起风电的基础教育工作,在专业人才的培养上花费了大量精力。
 
当然,认识到这些问题,也能够促使行业将压力转化为动力,不断前行。
 
技术创新要追上建设速度
 
Q :您是海上风电工程技术专家,请您讲讲目前海上风电在工程技术方面面临的挑战。
 
A :大家都知道,我国风电走的是一条从技术引进、消化、吸收,到联合设计、全面自主创新的道路。目前,我国风电已不再是“新兵”,大部分设备实现了国产化,但GB、NB/T 等核心技术规范的大部分要求仍借鉴自欧洲,亟待根据我国风电行业发展的实际情况,进行定制化改进。需要特别强调的是,我国风电行业现在的实验技术水平落后于建设速度。严格来说,行业的技术发展应该走在开发建设之前。因此,当前我们需要将关注点放在基础理论研究、实验基础构建、关键零部件国产化、专业人才队伍培养、机构设置建设上。
 
风电的实验验证体系覆盖零部件、子系统、整机、场网四级。企业应当首先打造零部件级、子系统级的实验能力。例如,针对成本较高的叶片,需加强材料和翼型实验方面的投入;同时,主轴承也面临着设计、仿真、工艺、测试难题,尤其是主轴承测试设备需要一次性投入上亿元,单个轴承企业尚无力投入;在整机方面,大兆瓦级机组的PLC 芯片、操作系统、IGBT 等控制元器件需要升级,整机也应严格按照规范进行实验,尽可能多地消除缺陷,提高适应性。
 
Q :2022 年,海上风电也将进入平价时代,未来还有哪些技术难题亟需破解?
 
A :第一个关注点是,双碳目标提出后,研发大兆瓦机组成为必由之路。2022 年,海上风电建设进入平缓期,更需提升行业解决问题的能力,加强大兆瓦机组的研发力度。我们期望到2023 年下半年,在我国海域能立起15MW+ 的风电机组。预计2024 年、2025 年会成为我国海上风电快速发展的关键时期,海上风电将成为可再生能源领域发展的主赛道。
 
第二个关注点是柔性直流技术。未来,我国海上风电项目开发势必将走向深海。在成本压力下,采用交流升压站方式已经不是优选,推动柔性直流、规模化的电力送出成为必然趋势。
 
第三是漂浮式海上风电技术。随着近海资源的规模化规划与开发,从资源存量方面看,深远海的开发需求逐步浮出水面,深远海的风能资源更好、更稳定。因此,适应更深水域的漂浮式风电技术的发展备受瞩目,它将成为突破海上风电的重大关键技术。
 
为实现上述一系列的目标,需要开展大量技术创新。目前看,无论是国家层面,还是行业内头部企业,均加大了对原创技术的研究投入。国家能源局也于2020 年发布《国家能源研发创新平台管理办法》,聚焦国家能源安全、能源可持续发展以及能源重大工程建设对技术创新的需求等多个领域。
 
国家风力发电工程技术研究中心要担当大任
 
Q :2005 年,国家风力发电工程技术研究中心依托金风科技正式成立。作为中心主任,您认为在风电技术创新的过程中,中心发挥出哪些重要作用?
 
A : 中心主要从事风力发电高新技术研究与工程化推广。
 
伴随我国风电突飞猛进的发展,无论是在国际合作中,还是促进设备国产化等方面,中心都发挥了积极的作用,推动着风电领域的技术进步,扩展了风电的发展空间。自成立以来,中心完成多项国家重大科研技术,如完成科技部“基于大数据的互联网+ 制造应用示范”课题,成功开发风能资源大数据服务平台;完成国家863 计划“超大型直驱永磁式海上风电机组设计技术研究”,相关技术成果成功应用于6MW 和8MW 等大兆瓦海上风电机组上;自主开发的GW175-8.0MW 海上机组,拥有完全自主知识产权,是国内大兆瓦直驱机组首次采用E-TOP 设计,运用柔性功率控制策略、集成式平台化设计、一体化拼装出厂、单叶片吊装等技术。
 
在建设高峰期,规模化发展驱使我们“快跑”,但必须遵守基本逻辑。在技术开发上,中心严格按照集成产品开发IPD 和技术成熟度TRL1~9 流程,通过专家团队严格的评审,保障产品开发的性能和可靠性。
 
Q :未来,中心将重点开展哪些方面的工作,以应对行业目前所面临的挑战?
 
A :作为国家级技术平台,中心将肩负起新时期的使命,继续助推风电技术向高精尖领域发展,并致力于解决风电技术应用中存在的“卡脖子”难题,着力推进具有前瞻性、共性、基础性研究。
 
前瞻性研究要面向建立以新能源为主体的新型电力系统。在双碳目标下,非电力行业,包括传统的“三桶油”都参与进来,竞争加剧。但反过来看,相关主体的参与也为风电带来更大发展空间,如解决电网惯量响应、一次调频等上网技术难题,带动整个行业良性发展。共性技术更需协调各方技术力量共同攻克,如尾流模型、风功率预测都离不开对风能资源的研究。目前,我国海上风电机组累计装机数量超2000 台,在实际运行中积累了大量数据,如果通过这些机组的实际运行情况发现设计中存在的问题,我们就可以不断进行完善和优化,为后续技术的改进升级奠定基础。
 
目前,中心继续在行业中发挥着重要的推动作用,它将行业专家、各企业组织起来,通过技术进步、机制创新推动整个供应链的发展,促进行业打造技术生态圈,这是一个非常积极的模式。未来,我们还可以与地方政府合作,设立基金,鼓励头部企业、相关产业参与地方投资,共同申请相关课题,推动当地的经济发展与行业的技术进步。
 
Q :中心在专业人才培养方面有着怎样规划?
 
A :聚集人才、用好人才、培养人才是中心在新的历史时期所面临的主要任务之一。
 
风电是一个多学科耦合的应用专业,从空气动力学到机电、材料、结构,再到水动力、岩土工程等,凝聚各个领域的人才成为行业高质量发展的关键所在。为解决行业高精尖技术问题、0 到1 的技术创新问题,人才已经面临全球化竞争局面。中心将以更加包容的心态,汇聚不同风格、不同领域的一流科学家,将科研任务分拣到各个企业共同完成。同时,更加注重专业人才的培养。相信迈入“十五五”阶段,中心能聚集更多优秀人才,培养更多专业后备力量,打造过硬的人才队伍,共同助力双碳目标的实现。。

(转自来源:《风能》杂志  作者:王芳)
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