相當于60多層樓高的世界最大海上風電機組，可應用于水深35米以上廣泛海域的雙主機、雙風輪“Y”字形漂浮式風電平臺，相當于兩架A380客機長度的世界最長風機葉片……在日前舉行的2024北京國際風能大會暨展覽會上，一系列風電行業的創新成果讓人眼花繚亂。隨著中國風電規模不斷壯大，如何在創新中“轉”出更高質量，備受關注。
跨越5億千瓦裝機里程碑
隨著全球能源轉型加速推進，風能作為重要清潔能源之一，正邁入前所未有的高速發展新時代。
全球風能理事會最新報告顯示，2023年全球風電新增裝機容量達117吉瓦，同比增長50%，創歷史新高。其中，中國以75吉瓦的新增裝機容量，占據了全球新增裝機總量近65%。今年1月份至8月份，我國風力發電量接近6000億千瓦時，占全國總發電量近十分之一，已成我國第三大電力來源。
中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長秦海巖介紹，全球風電累計裝機容量10億千瓦多一點，我國累計裝機容量已經超過5億千瓦，約占全球裝機容量的一半。中國風電為全球能源轉型和應對氣候變化發揮著越來越重要的作用。
如今，我國已構建起具有國際頂尖水平的風電產業體系，風電裝備制造能力穩居世界前列，一系列原創性、突破性科技成果如雨后春筍般涌現。在此助力下，近年來風電企業加快出海步伐。截至2023年底，累計出口風電機組容量已超1500萬千瓦。2023年全球新增裝機前5名風機供應商中，有4家來自中國。
風電市場發展，為外資企業成長提供了廣闊市場機遇和發展空間。今年北京國際風能大會上，德國、丹麥、挪威等國際展團高調亮相，眾多國際知名企業紛紛參展，包括西門子、斯凱孚、舍弗勒、埃克森美孚等。這些企業不僅展示了其在風電領域的最新技術和產品，還將與中國風電企業進行深入交流與合作。
“今年以來，我國風電裝機規模持續增長，發電量持續提升，海上風電平穩推進，‘走出去’成效顯著。”國家能源局新能源和可再生能源司綜合處副處長崔廣勝表示，下一步將及時研究解決項目建設中面臨的困難和問題，確保大型風電光伏基地按期投產。加緊落實“十四五”規劃明確的海上風電基地建設重點任務，穩步推進深遠海海上風電開發建設。
創新決定產業能飛多高
創新成果迭出，這是記者對2024北京國際風能大會的最直觀感受。
設計高度185米，相當于63層居民樓，葉輪直徑超過310米，掃風面積超過7.7萬平方米，相當于10.5個標準足球場……東方電氣自主研制的26兆瓦級海上風電機組尤為引人注目，這也是目前全球單機容量最大、葉輪直徑最長的海上全國產化風電機組。其中，機組的發電機、葉片、軸承、電控系統等關鍵部套技術均達到世界領先水平，是中國風電裝備全產業鏈技術快速進步的最新成果。
除了大型化繼續突破，風機還在向更遠的海面邁進。中國中車重點展示的海上漂浮式20兆瓦風電機組“啟航號”，日前在江蘇射陽中車時代綠色裝備產業園成功下線。“啟航號”機組風輪直徑達260米，最大葉尖高度可達320米，掃風面積相當于7個標準足球場。滿發風速下，轉一圈可發電40千瓦時。該機組打破了地域限制，將風力發電的疆域拓展到更為廣闊的深遠海，成為中國風電技術創新的又一次飛躍。
風機大型化離不開更大的驗證平臺。中國首創、全球最大的35兆瓦級六自由度風電整機試驗臺廣受關注。三一重能測試工程師、南口試驗中心負責人馮時介紹，該試驗臺由三一重能完全自主研發設計，采用100%國產供應鏈建設，是迄今全球可承載功率最大、還原度最高、驗證最全面的風電整機傳動試驗臺，可滿足35兆瓦級整機全生命周期驗證需求，將為風電大型化創造更多可能，也代表中國在大兆瓦風電驗證領域擁有更高話語權。
風電技術的進步，為風電產業發展打開了更廣闊的空間。金風科技總裁曹志剛表示，隨著適應性技術持續創新，風電機組已經能夠突破常規應用環境，包括超高海拔、超常規溫度、超高風速環境等，在抗臺風技術的支持下，風電機組已經可以“與臺風共舞”，將風資源的可利用范圍顯著擴大，也為深遠海風電發展提供了堅實的經驗支撐。
質量決定產業能走多遠
“全生命周期安全可靠”是整機廠普遍強調的高頻關鍵詞。
風電設備造價昂貴，一次事故帶來的不僅是直接財產損失，還會對風電產業的聲譽造成難以挽回的影響。近年來，海上風電不斷向深遠海推進，風機大型化快速提升，一些機型來不及進行長周期實地驗證就要推向市場，如何保障風機質量是一道必答題。
大會期間，金風科技、遠景能源、運達股份、明陽智能、三一重能等12家整機企業共同簽署了《中國風電行業維護市場公平競爭環境自律公約》，表示將共同規范市場競爭中的各類行為，重點解決低價惡性競爭等問題，這意味著風電行業將更加注重尋求發展速度與質量之間的平衡。
在遠景能源高級副總裁、風機產品線總裁婁益民看來，風電是新質生產力、先進生產力，風機是長壽命需求、高價值投資的設備，必須要堅持長期主義，關注25年、30年全生命周期的收益狀況。
“曾經站在巨人肩膀上快速成長的中國風電現已蹚入‘無人區’，接下來向前的每一步都是全新的探索，這意味著風機將從‘制造’進入‘創造’階段。越來越大的新機組開發需要海量成本投入，包括全工況、多層級測試驗證在內的大量投入，都應在終端產品價格中有所體現，讓創造、創新的價值得到市場認可。”婁益民說。
制造端精益生產是保障風電設備質量的重要一環。近日，全球首座風電行業“燈塔工廠”認證落戶中國韶山·三一重能葉片工廠，實現了風電行業“燈塔工廠”從0到1的突破。三一重能副總經理廖旭東介紹，在韶山工廠，一臺ipad即可實時監控工廠所有運行情況和生產數據，從生產單元的溫度濕度，到螺栓力矩控制、葉片打磨平整系數等工藝參數與技術指標，每一項影響產品質量的關鍵指標都將呈現在平臺上，以此實現對生產全流程360度無死角在線監控、精益化管理。
風電行業高質量發展，還要解決電能可靠性問題。國家能源局新能源和可再生能源司原副司長史立山說，今后要解決風力發電和光伏發電存在的波動性問題，形成獨立提供新能源電力的能力，這需要進一步加強風電和儲能的配合、風電與微電網的配合。
婁益民同樣表示，以風光為代表的新能源將成為未來能源系統的主力電源，要真正將電網中的綠電占比提升至80%甚至更高，就需要克服風光的強波動性，基于構網型風機、構網型儲能建立“源隨荷動、荷隨源動、源荷互動”的新型電力系統是一條可行之路。只要突破構網乃至離網設備的技術瓶頸，棄風棄光問題將迎刃而解，新能源將開啟繁花似錦的未來。（經濟日報 王軼辰）
作者：王軼辰
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