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   第8版:中国石化报08版
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取不尽之风 用不竭之能

——风力发电技术升级推动我国风电行业快速发展
2023年11月27日 来源: 中国石化报  作者: 顾永强
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胜利油田构建“风光互补+油气生产”模式,推动油气主业和新能源实现融合发展。王国章 摄

    在全球能源转型和应对气候变化的背景下,风力发电已成为除光伏外全球经济体能源转型的重要方向。风力发电作为一种可再生能源发电技术,受到越来越多国家的重视。我国风电行业近年来取得了令人瞩目的成就,风电装机容量持续增长。未来,要实现更加高效、可靠和可持续的风能利用,需要加强风电技术的研发和创新,加大风电资源的开发和利用力度,提高风电系统的可靠性和稳定性,完善政策环境和市场机制,为风电行业提供长期稳定的支持和发展空间。

    本版文图除署名外由 胜利油田高级工程师 顾永强 提供

    前不久,全球首个漂浮式风渔融合项目在福建莆田南日岛海上风电场完成全部工程安装,即将投产发电,这意味着我国风电开发迈入深远海。

    从陆地到近海再到深远海,我国风电行业走出了一条从无到有、从小到大、从弱到强的崛起之路,风电装机容量持续增长。截至去年底,我国累计风电装机容量达到385.72吉瓦,占全国总装机容量的14.3%,占全球风电总装机容量的40%。我国风电装机容量快速增长得益于政府的政策扶持、资金支持和科技引领。

    能源转型需求推动风电发展

    风能作为一种清洁、可再生能源,不会产生二氧化碳、氮氧化物等污染物。与传统化石能源相比,具有非常显著的环保效益,能有效减少空气和水污染。随着风电技术的不断发展和成熟,风电设备的效率和可靠性逐步提高,同时风电成本不断下降,风力发电具有规模化应用和开发的可行性,发展前景十分广阔,成为除光伏外全球经济体能源转型的重要方向。

    在全球能源转型和应对气候变化的背景下,我国为推动实现“双碳”目标,加强了对可再生能源的支持,制定了一系列绿色能源优惠政策,不断加大投资力度,推进风电产业发展,推动技术创新和项目建设,提高风力发电效率和可靠性,同时密切关注风电市场发展动态,加强国际合作和技术交流,推动风电装机规模进一步扩大。

    前三季度,我国风电新增装机容量3348万千瓦,其中陆上风电3205万千瓦、海上风电143万千瓦。从装机容量分布看,“三北”地区占新增装机容量的65%。风电累计装机容量突破4亿千瓦,同比增长15%,其中陆上风力发电3.68亿千瓦、海上风力发电3189万千瓦。我国风力发电量6305亿千瓦时,同比增长16%。风电平均利用率97.1%,同比提升0.6个百分点。

    需要注意的是,清洁可再生能源替代传统化石能源是一个长期过程。我国目前能源结构仍以煤炭为主,未来需要加快清洁低碳能源的应用和普及。在风电行业发展过程中,应深入研究风电技术的创新和突破,强化核心技术的攻关和应用,提高我国风电行业的核心竞争力,实现产业升级和技术升级。

    高效利用推动风力发电技术升级

    风电行业实现快速稳健发展,不仅需要提高风机制造能力,扩大装机容量,而且需要推动风电技术创新和升级。我国风力发电技术正在不断升级,向高容量、高效率、高可靠性发展。

    目前,我国风力发电装机容量逐步提升,大型风机装机容量已超过10兆瓦。风机容量的提升,可以减少设备数量、占地面积,提高风电场的发电量和经济效益。高容量风机还有助于降低装机和运维成本,提高风力发电的市场竞争力。此外,我国还在推动超大型风机的研发和应用,预计未来装机容量还将进一步提升。

    伴随风机装机容量提升的是风力发电技术的整体提升。近年来,我国在风机控制、叶片材料、变电技术、电网接入等方面进行了广泛的研究和创新,通过提升风机的控制系统水平,实现更加精确和智能的风力发电调度和运行控制,提高电网稳定性和风电场的发电效率;采用新的材料和结构设计,提高叶片的效率和耐久性;研发和应用新一代风电变流器和集成储能系统,提高风电场的可靠性和响应能力。

    我国还加快构建风电技术创新体系和科研平台,加大对风力发电技术的支持和投入力度,鼓励科研机构、企业和高校加强合作,促进科技成果的转化和应用。同时,加强标准制定和监督管理,推动风力发电技术标准化、规范化,提高技术质量和市场竞争力。

    风电装备制造水平世界领先

    风电装备制造企业不断加大对新技术和新材料的研发投入力度,推动了风电装备性能和效率提升,尤其是在风轮叶片的制造方面,风电装备制造企业采用先进的复合材料和制造工艺,使叶片更加轻、坚固和耐用。此外,智能化技术和数字化管理系统的引入,也提高了风电装备的运行效率和安全性。

    我国还推动技术创新和人才培养,通过科研项目的资助和创新平台的建设,风电装备制造企业得以充分发挥自主创新的优势,风电装备的性能和质量不断提高。与此同时,高校将风电作为重点学科和专业进行培养,并积极开展科研合作,为我国风电装备制造业的发展提供了坚实的人才和技术支撑。

    我国注重提高风力发电的效率和可靠性,通过不断推进技术创新,提高风机的运行效率和可靠性,降低风力发电的成本。同时,加强对风电场的管理,提高运行稳定性和可持续性。

    随着我国风电行业的快速发展,我国风电装备制造水平达到世界领先水平。我国在风力发电装备的设计、制造和运维方面积累了丰富的经验和技术实力,形成了完善的产业链和供应链。从风力发电装备的研发设计、核心零部件的制造,到设备的装配和运维,形成了集约化、规模化的生产体系。优势企业通过整合产业链资源实现了技术的跨越式发展和成本的大幅降低,从而在全球风电市场上具备了核心竞争力。

    风力发电行业发展面临的挑战

    1.资源分布不均衡

    尽管我国拥有丰富的风能资源,但分布不均衡,集中在部分地区,如东北地区和华北地区。这种不均衡导致了电网建设和输送的困难,增加了风力发电的成本。由于一些地区风力发电装机规模超过电网的承载能力,导致风力发电弃风现象严重,造成资源浪费。因此,需要采取措施,促进风力发电资源的多元化,增强跨区域输电能力,以更好地利用风力发电资源满足远距离输电增加的需求。

    2.储能不足和电网接入难

    风力发电具有间歇性和波动性,需要配套的储能设施来解决风力发电功率波动对电网的影响。目前,我国风电储能技术尚未达到大规模商业化应用的水平,成本仍较高,储能系统建设和运营管理方面亟须进一步改进。一些风力发电资源丰富的地区,特别是偏远地区,存在电网不足或接入困难的问题,这将限制风能的开发和利用。这些地区离主要用电区较远,电网建设成本高、技术难度大,存在输电损耗等问题。

    3.风力发电具有不可靠性和不稳定性

    由于风速和风向的不确定性,风力发电能力相对不稳定,导致电网的调度和稳定性受到挑战。因此,需要加强风能与其他能源的协调运行,提高电网的灵活性和响应能力,通过应用先进的储能技术和智能电网建设来解决风力发电波动性带来的问题,确保电力系统的稳定运行。

    4.与国际先进水平相比仍存在一定差距

    尽管我国在风电技术领域取得了显著进展,但与国际先进水平相比仍存在一定差距。这其中可能涉及风机的设计、材料选用、风场优化、智能运维等方面。为了缩小差距,需要加大在风力发电技术研发上的投入力度,鼓励创新型企业和科研机构合作,引进和吸收国际先进技术,同时培育本土创新力量,提高风力发电装备的效率和可靠性,推动风力发电产业向着更先进和可持续的方向发展。

    此外,政策环境和市场机制的完善也是保障风力发电可持续发展的关键。政府需要营造稳定、可预测的政策环境,提供长期的优惠政策支持,促进风力发电产业链健康发展。同时,加强市场监管和完善竞争机制,为风力发电企业提供公平竞争的环境,推动风电行业市场化运作和可持续发展。

 

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