明阳集团海上风电项目 图片来源：明阳集团
本报记者 叶伟
国家能源局近日发布的最新统计数据显示，今年1-4月，全国风电新增装机958万千瓦，同比增长298万千瓦。截至4月底，全国风电装机容量约3.4亿千瓦，同比增长17.7%。在国家产业政策持续支持下，随着度电成本的快速下降，风电行业实现快速增长。
对此，中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩表示：“我国风电发展取得巨大成就，技术创新始终是最大的驱动力。面对‘双碳’目标，围绕产业所需加大技术攻关力度，仍是风电行业实现更大规模、更高质量发展的不二法门。”
创新能力正稳步提升
风电是构建新型电力系统的主体能源之一，是支持电力系统率先脱碳，进而推动能源系统和全社会实现碳中和的主力军。近年来，得益于政策推动和行业共同努力，我国风电产业技术创新能力和速度正在稳步提升，不仅具备大兆瓦级风电整机自主研发能力，还形成了完整的风电装备制造产业链，制造企业的整体实力与竞争力大幅提升，达到了具有较高国际竞争力的风电机组技术研发水平。
秦海岩表示，近年来，我国风电技术取得了巨大进步，在大容量机组上不断推陈出新，长叶片、高塔架应用等处于国际领先水平。例如，国内已经推出陆上7兆瓦系列机型与海上16兆瓦系列机型，制造的最长叶片达到103米，最高轮毂高度超过170米。同时，主要部件基本实现国产化，风电设备的国产化程度达到90%以上。此外，新技术应用大量涌现，以激光雷达为代表的新型传感技术，可以在减少阵风冲击的同时，优化机组发电效率；高塔架技术显著提升机组在低风速地区的应用前景；数字化技术则让风电产品设计、风电场运营管理更加智能高效。
随着技术进步，风电也正成为最具经济性的能源。秦海岩说，依托广泛的技术创新，我国陆上风电度电成本下降了40%，海上风电度电成本的降幅接近53%，有望在“十四五”时期全面走向平价上网。
“风电行业能够实现平价上网的关键因素，在于技术进步、成本下降。”明阳智慧能源集团股份公司总工程师贺小兵表示，目前风机的价格下降，就是技术的进步。“技术进步与成本下降是必然的关系。”
实验技术水平落后于建设速度
虽然风电行业市场规模实现高速增长，技术创新能力和速度正在稳步提升。但在技术创新方面还面临一些问题。
国家风力发电工程技术研究中心主任翟恩地表示，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，我国风电行业实验技术水平落后于建设速度。
“平价时代，风电的概念机组容量大型化可以有效提升单位土地/海洋利用率，降低风电场整体造价，大兆瓦机组的研发与制造成为风电产品技术创新的重要环节。”贺小兵说，机组大型化发展对关键零部件提出了更高要求，相关技术亟待突破。
风电行业人才短缺，也是制约其技术创新的一大因素。翟恩地表示，风电是一个多学科耦合应用专业，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，风电人才已经面临全球化竞争局面。
未来创新热点在哪里
“十四五”期间，为落实碳达峰与碳中和目标，风电年均新增装机规模不应低于5000万千瓦。风电行业该如何抓住机遇，实现这一发展目标？
秦海岩表示：“面对历史性机遇，通过技术创新进一步提高风电经济性将是行业面临的最紧迫任务，这需要业界基于关键与共性技术组织攻关，包括风电机组大型化、定制化和智能化开发，大功率齿轮箱和百米级叶片等部件技术的突破，以漂浮式为代表的海上风电前沿技术研发，高性能替代材料的研发与应用，陆上和海上工程装备的专业化研发，多能互补等综合应用技术创新。”
“技术发展应该走在开发建设之前。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，加大对原创技术的研究投入。同时，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。”翟恩地表示，以海上风电开发为例，未来我国海上风电项目开发势必会走向深海，也将成为可再生能源领域发展的主赛道，这就需要研发大兆瓦机组、柔性直流技术、漂浮式海上风电技术等。
推进技术创新工作，离不开国家的大力支持。今年4月，国家能源局、科技部联合印发《“十四五”能源领域科技创新规划》，将“先进可再生能源发电及综合利用技术”列为重点任务，并提出开展新型高效低成本风电技术研究、开发15兆瓦及以上海上风电机组、研发远海深水区域漂浮式风电机组等。
“希望国家相关部门尽快出台具体支持举措，设置专项研发资金，引导企业开展技术攻关。”秦海岩说，同时应加快公共试验与验证体系建设，以支撑共性技术研发。建议由国家支持第三方机构，以国家投资为主、企业筹资为辅的方式，打造行业亟需的公共研发实验、测试平台和设施。
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