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秦海巖:依托自主創新加速風電裝備制造業發展
2018-11-01
 近十年來,在國家政策的推動下,我國風電產業發展迅速,新增裝機和累計裝機多年來穩居世界第一。裝備制造業作為風電產業的基礎,其發展也隨之提速,實現風電關鍵核心技術從初期的技術引進、消化吸收到如今國產化率接近百分之百的蛻變。我國不僅具備了兆瓦級風電整機自主研發能力,而且形成完整的風電裝備制造產業鏈,制造企業的整體實力與競爭力也大幅提升。
 
  整機制造能力增強,機型大大豐富。我國風電整機制造技術在“十一五”和“十二五”期間得到快速發展,機組譜系日益多樣化。我國陸地主流機型由1.5兆瓦向2~2.5兆瓦發展;適用于海上的3~4兆瓦級風電機組已批量生產,5兆瓦和6兆瓦機型已經并網運行,7兆瓦風電機組也已經有了實驗樣機,更大功率風電機組研制工作正在穩步推進。著眼于開發的實際需要,我國整機廠商研發出適應高海拔、臺風、風沙等特殊環境和風況條件的風電機組技術,有力支撐了內陸、山地以及海上風電場的開發。
 
  設備高度國產化,自主研發關鍵技術實現突破。多年以來,我國風電設備企業的產品國產化程度不斷提高,目前達到90%以上。其中,葉片、齒輪箱非國產產品市場份額逐步降低,短短數年,比例下降了約10%~15%。葉片所用的樹脂、結構膠、芯材等原材料實現本地化生產,玻纖完全國產化。主要設備,如發電機、偏航/變槳軸承、變流器、變槳系統之前多來自于國內的外資企業,目前也已實現大規模國產化:發電機、變流器,由小部分國產轉為全部國產;變槳系統、偏航/變槳軸承從國產試點轉為大部分國產。在其他主要設備中,軸承非國產產品市場份額雖然高達50%,但隨著制約軸承關鍵技術的突破,實現高度國產化并不是奢談。我國一直注重并加緊風電關鍵技術的研發工作。例如,葉片部分關鍵技術(型式認證、預埋技術等)實現了突破。為扎實推進海上風電建設,近年來,國家在大型海上風電機組及關鍵部件研制與產業化方面同樣取得了多項重大突破,包括中國海上風況的新型大葉輪設計與應用技術研究、大型海上風電機組的試驗方案研究以及海上安裝、運維、防腐等產業化關鍵技術研究。
 
  競爭力與日俱增,初步打開國際市場。經過多年的發展,我國風電裝備制造市場已經走向成熟,整機商由原來的100多家減至當下的30多家,企業的綜合實力有了大幅提升,具備了參與國際競爭的實力。據全球清潔能源資訊公司FTI日前公布的數據顯示,在2017年全球新增裝機排名前十五的風電整機商中,中國就獨占8家。如今,這些企業的設備也開始快速走出國門。截至2017年底,我國風電機組出口容量達到340萬千瓦,遠銷美國、英國、法國、澳大利亞等33個國家和地區,海外市場份額進一步擴大。
 
  順應時代趨勢,開啟裝備制造智能化新模式。在信息化、數字化、互聯網的時代大背景下,風電裝備制造環節已經開始大量使用數字化技術進行數據分析并尋求智能化解決方案,這將大幅提高風電機組的可靠性和可利用率,增加電量產出、降低成本。目前,風電設備廠商都在積極應用大數據、互聯網思維模式,為實現智能化而主動出擊。近兩年,設備企業相繼在設備智能設計、智能運營、大數據管理、智慧能源管理、風電場場群管理等方面進行了一些嘗試,并獲得一批成果。已推出的智慧風電場管理平臺,通過對風電機組、測風塔及升壓站等設備的遠程監控,達到風電運營商對風電場進行監控的目的,大大節省了風電運維費用。總體來說,我國風電裝備制造有了一定程度的經驗積淀,但裝備制造技術要實現真正的精細化集約式發展,未來還須繼續大力推進智能化的進程。
 
  目前,我國風電開發重心正在加速向中東南部轉移,更加復雜的風況條件和更短的運維時間窗口期對風電設備的可靠性和質量提出了更高的要求。以目前進入規?;⒄菇錐蔚暮I戲緄縹?,海洋風浪潮涌和高鹽霧等復雜環境條件要求海上風電機組具備更優良的性能;隨著市場的推進,未來海上風電將逐步走向深海、遠海,離岸距離和水深的增加又對海上風電機組安裝運維相關裝備制造技術提出了新的要求。挑戰與機遇并存,對設備技術要求的提高,也為我們持續依托自主技術創新推動裝備制造業轉型升級帶來契機。實際上,這也很好契合了《能源發展“十三五”規劃》和《中國制造2025》中提出的“加快推進我國關鍵領域的技術裝備研發和示范,提升我國裝備制造的水平”等目標。
 
  為了促進風電裝備制造水平的不斷提升,整個行業未來還應該堅持不懈地做好幾項工作:首先,繼續加強基礎科學研究,加大科研投入,設立關鍵技術研究課題,注重理論與技術應用的有效銜接,通過我國風電研發水平的提升,促進裝備制造技術的進步。其次,建立優質的風電市場公共服務體系,構建完善的風電產業信息監測和評價體系。再次,促進裝備制造的智能化轉型,實現數據的實時共享和互聯互通,提高設備的故障處理效率,進一步降低風電的成本,推動平價上網的盡早到來。最后,應該進一步完善風電標準檢測認證體系,加強產業鏈上下游的標準修訂工作,增強檢測認證能力,夯實行業質量基礎,促進優勝劣汰,實現產業的良性發展。
 
  過去十幾年,我國風電裝備制造業取得了巨大的發展成就,這值得每個風能人自豪和驕傲。展望未來,隨著政策的落實、市場的開拓以及研發能力的提升,風電裝備制造業必將再上新臺階,助推我國早日邁入風電制造強國行列。(作者系中國可再生能源學會風能專業委員會秘書長)
 
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