東方電氣賀建華：可靠性和智能化是未來(lái)風(fēng)電技術(shù)的主要發(fā)展方向
賀建華認(rèn)為：
· 風(fēng)電產(chǎn)品不斷推陳出新，與行業(yè)掌握關(guān)鍵核心技術(shù)、制造工藝密切相關(guān)。
· 未來(lái)，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步子要走得更穩(wěn)一點(diǎn)，注重質(zhì)量和可靠性，找到發(fā)展速度和質(zhì)量的平衡點(diǎn)，通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系，確保每一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的高質(zhì)量和高性能。
· 未來(lái)，海上風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量可能會(huì)在20~30MW，陸上風(fēng)電大型化發(fā)展空間不大，10~15MW 是主流。
PART1：掌握核心技術(shù)和制造工藝是關(guān)鍵力量
《風(fēng)能》：中國(guó)風(fēng)電行業(yè)從引進(jìn)學(xué)習(xí)到自主創(chuàng)新的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，哪些因素起到了關(guān)鍵的推動(dòng)作用？
賀建華：風(fēng)電行業(yè)經(jīng)歷了從引進(jìn)學(xué)習(xí)到自主創(chuàng)新的轉(zhuǎn)變。早期，國(guó)內(nèi)風(fēng)電企業(yè)主要通過(guò)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，逐步掌握風(fēng)電的基本技術(shù)。隨著市場(chǎng)的擴(kuò)大和技術(shù)的積累，風(fēng)電行業(yè)進(jìn)入了“并跑”階段，尤其是在陸上和海上風(fēng)電的“搶裝”和平價(jià)上網(wǎng)階段，國(guó)內(nèi)企業(yè)積累了豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，逐步提升了市場(chǎng)份額；制造能力大幅提升，自主開(kāi)發(fā)更高功率的風(fēng)電機(jī)組，逐步縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。如今，中國(guó)風(fēng)電行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入“初步領(lǐng)跑”階段，得益于龐大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)引領(lǐng)，企業(yè)通過(guò)項(xiàng)目投建積累了大量經(jīng)驗(yàn)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)水平顯著提高。
近幾年，行業(yè)到了爆發(fā)點(diǎn)。風(fēng)電產(chǎn)品不斷推陳出新，每家整機(jī)企業(yè)都能推出新的機(jī)型，這與掌握關(guān)鍵核心技術(shù)、制造工藝密切相關(guān)。
《風(fēng)能》：在風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展中，哪些關(guān)鍵技術(shù)突破對(duì)行業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響？
賀建華：實(shí)際上，任何風(fēng)力發(fā)電設(shè)備企業(yè)都有自己的核心技術(shù)，但自2010年之后，風(fēng)電行業(yè)企業(yè)掌握了整機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。一是葉片的氣動(dòng)設(shè)計(jì)和載荷設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化葉片形狀和氣動(dòng)性能，提高發(fā)電效率，在載荷設(shè)計(jì)上，實(shí)現(xiàn)葉片與結(jié)構(gòu)之間的平衡，提高機(jī)組的穩(wěn)定性和可靠性；二是傳動(dòng)鏈一體化的設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少了故障率，提高了風(fēng)電機(jī)組的整體性能，如東方電氣采用第三代高集成傳動(dòng)鏈，將扭矩和彎矩分開(kāi)，提高了傳動(dòng)效率和可靠性；三是發(fā)電機(jī)性能和冷卻系統(tǒng)取得顯著進(jìn)展，提高電機(jī)的效率，降低溫升和振動(dòng)，確保電機(jī)在高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和可靠性；四是智能化與自動(dòng)化方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)發(fā)自主的智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組的自動(dòng)化運(yùn)行和遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過(guò)大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的故障預(yù)測(cè)和維護(hù)優(yōu)化，提高運(yùn)行效率；五是控制系統(tǒng)，包括控制編程、源代碼等，這也是最后攻克的，因?yàn)橐坏┳灾髡莆?，企業(yè)可以隨時(shí)根據(jù)自己的需要修改、更新和優(yōu)化，東方電氣是國(guó)內(nèi)率先自主掌握控制系統(tǒng)的風(fēng)電企業(yè)；六是整機(jī)的剛強(qiáng)度計(jì)算、疲勞壽命計(jì)算和振動(dòng)計(jì)算技術(shù)，從只能計(jì)算部分部件，發(fā)展到能夠?qū)φ麄€(gè)傳動(dòng)鏈性能進(jìn)行綜合評(píng)估和優(yōu)化，確保風(fēng)電機(jī)組增大時(shí)各部件傳動(dòng)裝置的匹配性更好。
其中，整機(jī)企業(yè)與部件商充分協(xié)同互動(dòng)，通過(guò)共同的科研課題、技術(shù)攻關(guān)等，一批批具有國(guó)產(chǎn)化突破性技術(shù)的機(jī)型開(kāi)始陸續(xù)涌現(xiàn)，供應(yīng)鏈也逐漸成熟，適應(yīng)各種不同環(huán)境的機(jī)組也開(kāi)發(fā)應(yīng)用起來(lái)。
風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的路子其實(shí)跟水電相似，有可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量雖然比水力發(fā)電設(shè)備小得多，但所面臨的工況更多、更復(fù)雜。東方電氣充分利用60多年的技術(shù)沉淀、創(chuàng)新文化和穩(wěn)定的技術(shù)隊(duì)伍，突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，特別是在風(fēng)電機(jī)組大型化的研制方面。
PART2：技術(shù)和質(zhì)量問(wèn)題需要行業(yè)老老實(shí)實(shí)解決
《風(fēng)能》：您如何看待風(fēng)電行業(yè)在快速大型化過(guò)程中面臨的質(zhì)量和可靠性問(wèn)題？
賀建華：從2019年開(kāi)始到現(xiàn)在的五六年里，機(jī)型迭代太快。這是因?yàn)橛脩?hù)需求和行業(yè)力求通過(guò)大型化降低單位造價(jià)成本，使項(xiàng)目具備盈利能力。
然而，低價(jià)“內(nèi)卷”導(dǎo)致整機(jī)和部件制造企業(yè)不賺錢(qián)，進(jìn)而產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題、人員不穩(wěn)定和科技創(chuàng)新乏力等現(xiàn)象。例如，為了降低成本，葉片要減重，其薄弱點(diǎn)就更易暴露；傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)也會(huì)追求重量低、體積小，由此帶來(lái)質(zhì)量隱患。實(shí)際上，風(fēng)電機(jī)組主要部件應(yīng)當(dāng)做到整個(gè)生命周期不出問(wèn)題，就像常規(guī)水力發(fā)電設(shè)備一樣。
目前制造企業(yè)的利潤(rùn)已經(jīng)觸底，一方面通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及行業(yè)整合，可以緩解“內(nèi)卷”的程度；另一方面，從市場(chǎng)上看，開(kāi)發(fā)企業(yè)對(duì)機(jī)型的實(shí)際需求完全可以得到滿(mǎn)足，考慮運(yùn)輸?shù)跹b帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和成本，大型機(jī)組在應(yīng)用時(shí)也會(huì)存在一定的局限。在此階段，行業(yè)發(fā)展中遇到的技術(shù)和質(zhì)量問(wèn)題，需要產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)靜下心來(lái)，老老實(shí)實(shí)地解決掉。
未來(lái)，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步子要走得更穩(wěn)一點(diǎn)，注重質(zhì)量和可靠性，找到發(fā)展速度和質(zhì)量的平衡點(diǎn)，通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系，確保每一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的高質(zhì)量和高性能；對(duì)首臺(tái)（套）機(jī)組要在進(jìn)行充分驗(yàn)證后再批量投入；按照經(jīng)營(yíng)一代、開(kāi)發(fā)一代、儲(chǔ)備一代的模式發(fā)展。
PART3：重點(diǎn)提升機(jī)組的可靠性與智能化水平
《風(fēng)能》：未來(lái)風(fēng)電設(shè)備將如何發(fā)展大型化與智能化？
賀建華：技術(shù)需要不斷地創(chuàng)新、優(yōu)化、迭代和積累。未來(lái)，重點(diǎn)是提升機(jī)組在制造、運(yùn)行、維護(hù)方面的可靠性和智能化水平。東方電氣“iPACOM新一代風(fēng)電智慧系統(tǒng)”采用了邊緣計(jì)算技術(shù)，能夠快速響應(yīng)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的變化，未來(lái)甚至可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。
大型化發(fā)展雖然帶來(lái)了成本優(yōu)勢(shì)，但也帶來(lái)了技術(shù)挑戰(zhàn)，特別是在海上風(fēng)電領(lǐng)域，運(yùn)輸、吊裝等技術(shù)瓶頸仍然存在。未來(lái)，海上風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量可能會(huì)在20~30MW，但需要穩(wěn)步推進(jìn)。陸上風(fēng)電大型化發(fā)展空間不大，10~15MW是主流，主要集中在大基地，如“沙戈荒”。
海外市場(chǎng)可開(kāi)發(fā)的風(fēng)能資源比中國(guó)好，歐洲很多地方?jīng)]有臺(tái)風(fēng)，年平均風(fēng)速在8~10米/秒，他們基于長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮也希望能充分利用風(fēng)能資源，將機(jī)組再做得大一些。這幾年，由于新冠疫情影響和政治形勢(shì)的變化，我國(guó)風(fēng)電設(shè)備對(duì)西方國(guó)家出口占比很小。
PART4：投資成本更優(yōu)的海上風(fēng)電發(fā)展路線(xiàn)更具生命力
《風(fēng)能》：“十五五”期間，您認(rèn)為風(fēng)電開(kāi)發(fā)面臨的主要技術(shù)瓶頸和市場(chǎng)機(jī)遇是什么？
賀建華：深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源豐富，占比約60%，但目前風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)設(shè)備造價(jià)高，包括機(jī)組制造、打樁、遠(yuǎn)距離輸電等，固定式基礎(chǔ)和漂浮式技術(shù)的成本都需降低。固定式基礎(chǔ)面臨的是如何通過(guò)技術(shù)進(jìn)步使之邁向更遠(yuǎn)更深的海洋，但成本又不能超過(guò)漂浮式，預(yù)計(jì)固定式基礎(chǔ)能走向50~100米水深的海域。漂浮式機(jī)組的單機(jī)容量還會(huì)持續(xù)增大，力求浮體更輕一些，允許的晃動(dòng)更大一些。兩種發(fā)展路線(xiàn)中哪一種能夠做到投資成本更優(yōu)，誰(shuí)就更具有生命力。若技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)成本下降，發(fā)電企業(yè)和設(shè)備企業(yè)都能盈利，則海上風(fēng)電將迎來(lái)大發(fā)展。
風(fēng)電機(jī)組的更新?lián)Q代市場(chǎng)也將逐步顯現(xiàn)，隨著總量增加和原有低容量機(jī)組壽命到期，需要效率更高、可靠性更好、容量更大的風(fēng)電機(jī)組。
國(guó)內(nèi)的“沙戈荒”大基地、鄉(xiāng)村，以及海外市場(chǎng)都有良好的發(fā)展前景。在國(guó)際市場(chǎng)上，風(fēng)電企業(yè)將繼續(xù)拓展，特別是在東南亞、南美等地區(qū)，通過(guò)國(guó)際合作和技術(shù)輸出，提升國(guó)際市場(chǎng)份額。同時(shí)，風(fēng)電企業(yè)也將加強(qiáng)本地化運(yùn)營(yíng)，通過(guò)設(shè)立境外辦事處和合作項(xiàng)目，更好地適應(yīng)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)需求。
此外，風(fēng)電將加快與其他可再生能源（如太陽(yáng)能、海洋能等）進(jìn)行綜合利用，提高能源利用效率。例如，海上風(fēng)電與海水制氫、海洋養(yǎng)殖等結(jié)合，形成綜合能源利用模式。目前，東方電氣海上風(fēng)電無(wú)淡化海水原位直接電解制氫技術(shù)中試，已在海上風(fēng)電場(chǎng)獲得成功。
未來(lái)面臨的挑戰(zhàn)包括，需要更加注重風(fēng)電機(jī)組的全生命周期管理和質(zhì)量提升，確保風(fēng)電機(jī)組在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的穩(wěn)定運(yùn)行；深海漂浮式或固定式風(fēng)電存在技術(shù)和投資風(fēng)險(xiǎn)；海外市場(chǎng)投資和項(xiàng)目實(shí)施需做好風(fēng)險(xiǎn)控制，包括政治風(fēng)險(xiǎn)、國(guó)家穩(wěn)定性和合同管理等方面。
