2011年10月下旬,重庆市科委与国家海上风力发电工程技术研究中心联合组织的“国际知名研发机构重庆行动”分项活动“国家海上风力发电工程技术研究中心学术委员会第二届年会暨海上风电高层技术论坛”在重庆召开。此次论坛紧跟世界海上风力发电的技术前沿,积极探索技术瓶颈、行业标准,以及行业未来的发展方向等问题。论坛体现了“国家海上风电工程技术研究中心”在国际合作和科技交流等方面所发挥的引领作用。
来自科技部、发改委、重庆市科委、中国风能协会、中国农机协会、国内有关高等院校、研究所以及国电龙源电力集团公司等单位的领导和国内外专家学者80余人围绕当前海上风电的发展和政策导向、风电技术标准、风力发电机组整机设计、关键零部件设计,以及其他相关技术进行了交流与探讨。
中船重工集团公司总经理助理、重庆海装风电设备有限公司董事长杨本新在致辞中说,本次论坛是“国家海上风电工程技术研究中心”重要的学术性会议,将围绕我国当前海上风电的发展前景、技术前沿以及技术的发展趋势等重点问题进行充分交流。他指出,“国家海上风电工程技术研究中心”成立近两年来,先后承担了国家及重庆市的多项科研项目,工作进展顺利。一批具有国际领先技术的国产海上风电机组很快将矗立在广袤的中国海疆,为祖国经济的持续、健康发展保驾护航。杨本新说,在一大批科技工作者的努力下,“国家海上风电工程技术研究中心”已初步形成了一支基础扎实、技术过硬的风电研发团队。他表示,“中心”将继续高举“科技高地、信息高地、人才高地”的旗帜,努力建设成为我国海上风电研发的技术创新中心、成果转化中心、信息与技术交流中心和人才培训中心,为中国和世界海上风电事业发展作出积极贡献。

重庆海装风电设备有限公司董事长杨本新

国家海上风力发电工程技术研究中心学术委员会主任、中国工程院院士金东寒
积极推进风电技术进步
重庆市“两江学者”、国家海上风力发电工程技术研究中心常务副主任、海装风电公司副总经理陶友传博士做了题为“海装风电2011技术进展”的专题报告。陶友传认为,随着风电技术进步、成本降低以及煤炭等燃料价格的上涨,风电将越来越具有竞争力。2020年,我国陆上风电成本将与煤炭发电成本持平;2050年,我国风电装机将达10亿千瓦,成为五大电源之一。
针对工程中心的发展建设问题,陶友传指出,首先要明确技术理念,即传承与创新相结合。他认为,竞争使中国风电产业迅速成熟,基础技术的积累和传承十分关键,对“颠覆性”技术要有充分研究和预见性。其次,要明确技术原则:可信、可靠、性价比高,电网友好。再次要做负责任的企业,从技术的角度,对业主负责:20年长寿命周期的备品备件保证,包括型谱规划,标准化、系列化、模块化设计,向下兼容的独立升级;对员工负责:安全,可维修性好;对股东负责:采用主流技术,充分研究和预见颠覆性技术。最后要确定正确技术路线,主要涉及主流或颠覆性技术;不争夺战略资源,尽量避免采用稀缺资源;机电结合,优先采用电力电子技术;为技术演进适度预留空间等。
国家海上风力发电工程技术研究中心学术委员会主任、中国工程院院士金东寒做了题为“加快推进分布式供能技术的应用”的报告。他认为我国要加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,从能源生产到消费的各个环节,降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费,有效合理地利用能源。同时,提出在依靠技术进步,提高能源经济效率,保障能源安全前提下,调整和优化能源结构,加快西部能源开发,大力开发利用新能源和可再生能源。
金东寒还介绍了分布式供能系统的技术发展现状、实际应用情况以及当前存在的主要问题和难点,对我国分布式供能系统未来发展提出建议。他认为分布式供能技术的产业化过程已经开始加速,需要站在全产业链的高度研究其发展规律,弥补技术成果市场化过程中的短板。他指出,高效环保的发动机是分布式供能技术的核心,只有加大自主研发力度,追赶国际先进水平,才能在产业发展中掌握主动权;系统集成技术不仅决定了分布式供能系统的可用性,还决定着该产业的市场接受度,因此,需要结合国情、结合市场不断开发相关技术,扩大分布式供能系统的应用领域;合同能源管理为分布式供能产业的快速发展提供了一个专业的融资和运营管理平台,需要利用好这一平台,不断推动产业升级,使收益能够惠及整个产业链,以促进产业的协调发展;加强规划指导,各地区制定专项规划,统筹安排项目建设健全财税扶持政策,给予天然气分布式能源项目一定的投资奖励或贴息,通过合同能源管理实施且符合要求的天然气分布式能源项目,可享受相关税收优惠政策;在确定分布式能源气价时要体现天然气分布式能源削峰填谷的特点,给予价格折让;完善并网及上网运行管理体系,电网公司将天然气分布式能源纳入区域电网规划范畴,解决天然气分布式能源并网和上网问题研究制定天然气分布式能源电网接入、并网运行、设计等技术标准和规范研究天然气分布式能源上网电价形成机制及运行机制等体制问题;充分发挥示范项目带动作用,坚持自主创新;加大国家对示范项目的支持力度,依托示范项目推动天然气分布式能源装备自主化,加大示范项目自主化考核,引导推动分布式能源装备产业化;加大分布式能源基础研究和应用研究投入,紧密跟踪世界前沿技术发展,加强交流合作,提升技术创新能力;鼓励专业化公司发展,加强科技创新和人才培养;鼓励和引导技术咨询和工程设计单位进行技术创新,提高系统集成水平;鼓励专业化公司从事天然气分布式能源的开发、建设、经营和管理,探索适合天然气分布式能源发展的商业运作模式;加强专业化人员培训和国际交流。
华北电力大学教授、博士生导师田德就国内外海上风力发电技术发展趋势作了专题报告。他围绕“海上风电的发展现状”“海上风电存在的风险”“海上风电发展趋势”等问题进行了探讨,认为我国海上风电与陆上风电之间差异是陆上风电是开发商和制造商一体招标,而海上风电是开发商、制造商和施工方三方一体招标。较之陆上风电,海上风电项目有其独有的优势与风险。优势表现在更优良的风力资源、项目规模以及更具吸引力的电价和政策支持。风险主要为:一、建设风险:海上风电建设风险是多样的,例如海底基座的建设、运输、海上天气变化等。市场上目前还没有一个承包商愿意签订总承包合同承担所有的建设风险。另外,安装海上风电机组的专用船舶十分短缺,所以地基建设周期的延误会影响到提前预定专用船舶使用。二、技术风险:海上风电技术尚未经长期验证,对比陆上风电技术风险更高。许多海上风机由陆上风电机组直接改造后使用,或者使用未经充分验证的新技术。由于较高的技术风险,风电机组生产商提供较陆上风电项目更长的风机担保期限。三、维护风险:困难的交通、多变的天气及潮汐改变使海上风电项目维护更为困难。选择富有经验的运行商,签订长期的运营服务协议十分重要,但目前可以拥有必要的专家、直升机和船舶的运营商很少。四、并网风险:陆上风电项目中,开发商只需要传输电缆接入连接点。现在英国和德国的海底电缆均由第三方建设所有,不受开发商控制,所以开发商必须考虑风电厂建成后是否能及时并网的问题及并网的费用。五、资金风险:欧美金融危机对风电项目的影响很大,风电市场可能会放缓增长。
田德阐述了海上风电的发展趋势。他说,目前海上风电场的总投资一般比陆上风电场总投资高出2倍,但随着海上风电场安装容量的增加、大功率风电机组的研制开发和安装运输技术的成熟,海上风电成本及运营成本将逐步下降。同时,风电产业向国际化、一体化、单机容量的大型化方向发展,如今风电机组制造商都在开发5―10MW的大型机组,欧洲市场有几家开发商已经研发成功5MW海上风电机组,风电机组的配套装备也在向大型化发展。在海上风电的发展中,要特别注重提升风电技术,降低风电发电成本,并且要集成各种高新技术,提高风机运行的可靠性,减少运行维护次数,降低风电机组运行维护成本。
加强风电技术标准体系建设
中国农业机械工业协会风能设备分会秘书长、研究员祁和生针对国际国内风电技术标准的发展情况作了报告。他认为我国风电产业技术标准的发展具有一定优势,即我国风电技术标准化工作得到了政府的支持和重视;风电产业的企事业单位积极参与到风电技术标准的制修订工作;标准化意识已被大部分风电产业的企事业所接受,并应用于风电产业;风电技术标准已涵盖风力发电机组整机、部件的设计、制造、使用及维护过程、风电场开发等领域。截至2011年7月底,已制定风电装备标准79项,其中国家标准49项,行业标准30项,并网型风力发电机组标准42项,离网型风力机械标准化37项。标准内容覆盖整机和重要零部件的技术要求、试验方法、安装和验收、运行和维护等方面,初步建立了风电装备标准体系,正在组织制修订的国家标准计划项目有16项。
他认为风电机组产品质量、安全已影响到风电产业的发展,应加强中国的风电技术标准体系建设,作为质量、安全管理、保证的一个重要手段。他建议应该根据国情制定、修订适合的风电技术标准,对我国制定的风电技术标准及行业技术标准进行一次清理,该废则废,该修则修,积极鼓励中国企业参与IEC国际标准的制定和合格评定活动。
抓住机遇 迎接挑战
国家发改委能源研究所副所长、研究员李俊峰介绍了国际海上风电开发的经验。他指出,尽管我国是目前除欧洲以外唯一有海上风电规模化装机的国家,但经验积累尚不足,风电开发仍处于初级阶段,仍要吸取欧洲在此方面多年的经验和教训。国外政府对海上风电开发给予了大力支持,如欧盟为海上风电提供了法律框架,包括为海上风电项目审批实行一站式服务,为项目的开发提供方便;建立统一海上风电联网机制,建立近海海底电缆联网系统,方便接入;各国分享已经取得的经验和教训,联合进行技术研发和尽可能的形成规模化海上风电的开发;明确海上风电过网费的分担水平,给开发商明确的价格政策信息;充分利用海洋开发的数据和经验,要求海洋、海事、海运部门为海上风电开发提供技术支持。此外,还进一步协调了各国在研发、上网等方面的共同立场,包括将海上风电技术的研发列入技术支持的优先领域,给予财政支持;在欧洲统一大电网的规划和建设中,考虑接纳海上风电80GW的需要;欧盟设立专门的委员会,协调和解决海上风电上网和跨国销售问题;欧洲风能协会和各电网公司联合制定海上风电上网的技术标准和技术要求。
李俊峰分析了制约海上风电发展的主要因素,即投资大和成本高。相对于陆上风电,海上风电增加的成本主要来自于海上风电的基础、升压变电设备和主电缆及风机间连接电缆,其他如设备安装、电网连接、运行维护等也占建设投资相当大的部分。基础施工方面,陆上约占总投资10%,海上高达40%以上;运行维护方面,每年不低于机组成本的5%或总投资的2%;风力发电机组方面,海上成本比陆上高20%。此外,不同地理因素也对海上风电发展有着很大影响。这些因素导致了海上风电投资成本比陆上同类风机高出50%―100%。相应的每KWh的发电成本也提高2―4欧分,即使海上风速条件好,也高出陆地20%―40%。
李俊峰认为我国在海上风电发展过程中尤其应该注意以下几个问题:(1)近海风能资源评价与分析。国家有关部门应充分利用现有条件,对电网、道路、场址、环境影响、当地社会经济发展规划等因素综合考虑,进行经济可开发储量评估,查清海上风电资源和可供海上风电场开发的场点。利用海洋局关于海洋气象和海洋地质资料,在做海洋开发规划时,做出海上风电开发的规划,至少划出海上风电开发理想区域。(2)发挥优势,积累经验。利用我国港口设备制造和施工的经验和优势,借鉴海上钻井平台建设和运行的经验,加之上海东海大桥风电项目经验,进行海上风电施工的演练,掌握海上风电施工技术。(3)积极参与欧洲一些国家的海上风电开发建设,尤其是深海风电项目的开发,积累海上风电开发的经验。遵照先试点再发展的原则适度发展海上风电,鼓励国内外设备制造商,研发具有自主技术的、适合我国特殊情况的海上风电装备,待条件具备之后,再考虑大规模发展。(4)掌握不同海洋地质条件下的风电场建设经验。可以考虑在台风多发区,例如浙江、福建和海南等地选择适当地点,进行海上风电场建设和运行试验,掌握防台风风电机组的设计和运行经验。同时要考虑在设备制造方面鼓励竞争,形成竞争优势;同时也要适当控制设备制造商的数量,避免无序竞争。(5)突破政策瓶颈,解决好上网问题。针对海上风电成本加高的情况,采取放水养鱼的政策,适当提高海上风电上网电价,协调好电网接入和消纳等问题,以保证行业的健康的发展。借鉴海上风电比较发达国家的经验,在能源、审批、财政等方面予以支持。例如,实行一站式海上风电项目审批程序,提供发电补贴,减免税收和绿色证书,共享数据技术资源,建立海上风电联网机制等。
此外,荷兰MECAL公司总经理Anton de Roest作了题为“大型风机综合设计”的报告,针对公司风电技术的具体应用方案作了详细的介绍与分析。丹麦KK-electronic公司的首席技术官 Henrik Simonsen 也作了题为“海上风电的挑战”的报告。奥雅纳工程顾问公司(中国香港)总工程师黄灿光、宜昌测试技术研究所高级工程师邵成,以及国电龙源电力集团公司总工程师杨校生、中国鉴衡认证中心主任助理张宇、中国船级社研究员陈映秋也分别作了报告。