4.加快风力发电技术,研发陆地大功率、低风速风力发电机组
风电机组单机容量增大有利于提高风能利用效率,扩大风电场的规模效应,减少风电场的占地面积,降低单位成本。2005年以前,750kW以下如600kW机组是主流机型,2005至2008年750kW机组开始成为主机流型,期间1.5MW机组已经开始研制并推向市场。2008至2014年,1.5MW机组开始引领市场。2015年至今,2MW至3MW风机逐渐成为陆上风机主流机型。
随着风电机组单机容量的不断增大,其尺寸和重量也相应加大,为了便于运输和安装,要求机组在结构设计上做到紧凑、柔性和轻盈化。在推进风力发电技术的过程中,应当充分利用高新复合材料加长风机叶片、合理设计调向系统,加快大功率、低风速风力发电机组的研发,为我国未来低风速地区风电产业的发展做足技术储备。[4]
从政策层面上,国家应制定相关鼓励措施研究大功率、整机一体化、轻量化风机技术;建立健全以企业为主导的风电创新机制,在学习世界先进技术的同时,激发企业创新内生动力,培育一批具有国际竞争力的风电技术创新领军企业,推动企业成为风电技术与产业紧密结合的重要创新平台。
5.加快推进海上风电发展
海上风电场的开发进一步加速了大容量风电机组的研发。目前我国单机容量为5MW、6MW的风电机组已经进入商业化运营。美国已经研制成功7MW风电机组,并正在研发10MW机组;英国10MW机组也正在设计进行中,挪威正在研制14MW的机组,欧盟则正在考虑研制20MW的风电机组。可见,全球各主要风电机组制造厂商都在为未来更大规模的海上风电场建设做前期开发准备。
我国的海上风电资源比较丰富,根据中国气象局详查的初步结果,在我国5-25m水深的海域内,50m高度风电可装机容量约2亿千瓦;5-50m水深、70m高度风电可装机容量约5亿千瓦。由此可见,大力发展海上风力发电市场,有效利用我国海上风能资源是发展我国风力发电产业的重要布局。[5]
6.加快推进风力发电储能技术的发展
应用于风力发电系统的储能技术应当满足循环使用寿命长、储能密度高、耐高压冲击、适用温度范围广、无污染等特点。目前,能够适用于风力发电系统的储能技术主要有电池储能、飞轮储能、抽水储能、超导、压缩空气储能以及电容器储能等。其中电池储能需要解决电池组寿命低,无法适应剧烈的环境温度变化等问题;飞轮储能需要进一步降低储能成本;抽水储能、压缩空气储能等技术高度依赖电站所处的地理环境,因此适用范围有限;电容器储能需提高储能密度具加大关键储能材料的研发。因此,未来需要加大风电储能技术及其关键材料的研发,以适应大功率风力发电机组的应用需求。
7.加强专业人才培养体系建设
我国风力发电产业尚未构建从设计、制造、营销、系统安装、调试及运营管理的人才培养体系,风力发电技术研发和管理人才严重不足,复合型人才更是紧缺。加强人才培养体系建设势在必行。在人才培养体系中,大学、科研院所、风电企业应承担不同的职责。如,高等职业技术学院侧重于培养风力发电企业生产制造、系统安装及调试人才;普通本科院校侧重于培养营销及运营管理人才;研究型大学和科研院所侧重于培养风电技术研发与设计人才;风电企业与大学联合培养负荷型人才和高级企业经营管理人才。
(沈宗庆(1976-),江苏省大丰市人,北京交通大学中国产业安全研究中心博士后;李孟刚(1967-),山东省博兴县人,北京交通大学教授,博士生导师,国家社科基金重大招标项目首席专家。)
[参考文献]
[1]钱兴坤,姜学峰.2014年国内外油气行业发展报告[R].北京:中国石油经济研究院,2015,1.
[2] 李蕾. 黑龙江省风力发电业发展策略研究[D].哈尔滨工程大学,2011.
[3] 周鹤良. 我国风力发电产业发展前景与策略[J]. 变流技术与电力牵引,2006(2):4-8.
[4]范红梅.世界风力发电产业现状研究与思考[J].中国军转民,2016(1):62-66.
[5]檀宗正.我国风力发电现状与展望[J].商界论坛,2016(12):280.