一、現(xiàn)狀
“十一五”期間,我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展引人矚目,已成為新能源的領(lǐng)跑者,并具有一定國際影響力。在國家的大力支持下,經(jīng)過科研機(jī)構(gòu)、風(fēng)電企業(yè)等各方的共同努力,我國在風(fēng)能資源評估、風(fēng)電機(jī)組整機(jī)及零部件設(shè)計(jì)制造、檢測認(rèn)證、風(fēng)電場開發(fā)及運(yùn)營、風(fēng)電場并網(wǎng)等方面都具備了一定的基礎(chǔ),初步形成了完整的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈。在海上風(fēng)電開發(fā)領(lǐng)域,初步解決了海上運(yùn)輸、安裝和施工等關(guān)鍵技術(shù),開始積累海上風(fēng)電場運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)。在人才培養(yǎng)上,初步形成了一定規(guī)模的風(fēng)電專業(yè)人才隊(duì)伍,風(fēng)電學(xué)科建設(shè)也已經(jīng)起步。
(一) 風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)業(yè)化情況
在“十一五”科技計(jì)劃的引領(lǐng)下,國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)通過消化吸收引進(jìn)技術(shù)、委托設(shè)計(jì)、與國外聯(lián)合設(shè)計(jì)和自主研發(fā)等方式,掌握了1.5MW~3.0MW風(fēng)電機(jī)組的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。目前,國產(chǎn)1.5MW~2.0MW風(fēng)電機(jī)組是國內(nèi)市場的主流機(jī)型,并有少量出口;2.5MW和3.0MW風(fēng)電機(jī)組已有小批量應(yīng)用;3.6MW、5.0MW風(fēng)電機(jī)組已有樣機(jī);6.0MW等更大容量的風(fēng)電機(jī)組正在研制。國內(nèi)葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等部件的制造能力已接近國際先進(jìn)水平,滿足主流機(jī)型的配套需求,并開始出口;軸承、變流器和控制系統(tǒng)的研發(fā)也取得重大進(jìn)步,開始供應(yīng)國內(nèi)市場。
截至2010年底,我國具備兆瓦級風(fēng)電機(jī)組批量生產(chǎn)能力的企業(yè)超過20家。2010年新增裝機(jī)容量前五名的風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)當(dāng)年市場份額占全國的70%以上。我國有四家企業(yè)2010年新增裝機(jī)容量進(jìn)入全球前十名。
(二) 風(fēng)電場建設(shè)及資源開發(fā)情況
《中華人民共和國可再生能源法》及一系列配套政策的實(shí)施,促進(jìn)了國內(nèi)風(fēng)電開發(fā)快速增長。2010年,我國風(fēng)電新增裝機(jī)容量1890萬千瓦,居世界位。截至2010年底,我國具備大型風(fēng)電場建設(shè)能力的開發(fā)商超過20家,共已建成風(fēng)電場800多個,風(fēng)電總裝機(jī)容量(除臺灣省未統(tǒng)計(jì)外)4470萬千瓦,超過美國,居世界位。
“十一五”期間,我國已啟動海上風(fēng)電開發(fā),海上項(xiàng)目上海東海大橋風(fēng)電場安裝34臺國產(chǎn)3.0MW風(fēng)電機(jī)組,并于2010年6月全部實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電;2010年9月,國家能源局組織完成了首輪海上風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo),項(xiàng)目總?cè)萘?00萬千瓦,位于江蘇近海和潮間帶地區(qū)。
(三) 風(fēng)電科學(xué)技術(shù)及公共服務(wù)發(fā)展情況
“十一五”期間,我國在大型風(fēng)電機(jī)組整機(jī)及關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)、葉片翼型設(shè)計(jì)等風(fēng)電關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域獲得了一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的成果,打破了國外對風(fēng)電科學(xué)技術(shù)的壟斷。在海上風(fēng)電開發(fā)領(lǐng)域,我國自主研究開發(fā)了一系列海上風(fēng)電場設(shè)計(jì)、施工技術(shù),研制了一批專用的海上風(fēng)電施工機(jī)械裝備。
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展也促進(jìn)了風(fēng)電行業(yè)公共服務(wù)體系建設(shè)!笆晃濉逼陂g,我國建立了一批風(fēng)能領(lǐng)域相關(guān)的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和國家工程技術(shù)研究中心,并參考國際慣例初步建立了風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)、檢測和認(rèn)證體系,為我國風(fēng)電發(fā)展提供了技術(shù)支撐和保障。
(四) 風(fēng)電人才隊(duì)伍及學(xué)科建設(shè)情況
“十一五”期間,我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推動了風(fēng)電人才隊(duì)伍及學(xué)科的建設(shè)。目前,我國已擁有一批風(fēng)資源勘測分析、風(fēng)電機(jī)組整機(jī)及零部件設(shè)計(jì)制造、風(fēng)電場設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)、風(fēng)電并網(wǎng)等風(fēng)電行業(yè)各領(lǐng)域的專業(yè)人才,形成了風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈的熟練技術(shù)人員隊(duì)伍,并吸引了大量國外優(yōu)秀的風(fēng)電人才加盟。在學(xué)科建設(shè)方面,我國已初步建立了風(fēng)能與動力工程專業(yè),并開始培養(yǎng)專門化人才。
二、形勢與需求
(一) 當(dāng)前形勢
通過國家多年的持續(xù)支持,我國在風(fēng)電科技領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步,但與國際先進(jìn)水平相比,還存在較大差距。基于我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及國內(nèi)外趨勢,我國在風(fēng)電科技領(lǐng)域仍面臨一系列挑戰(zhàn),主要表現(xiàn)在:
1、先進(jìn)風(fēng)電裝備自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力有待加強(qiáng)。
早期,我國風(fēng)電機(jī)組主要依賴引進(jìn)國外設(shè)計(jì)技術(shù)或與國外機(jī)構(gòu)聯(lián)合設(shè)計(jì),根據(jù)我國風(fēng)資源等環(huán)境條件進(jìn)行自主設(shè)計(jì)、研發(fā)新型風(fēng)電機(jī)組的能力不足,且缺少自主知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)工具軟件系統(tǒng)。
在風(fēng)電零部件方面,我國自主創(chuàng)新能力較弱,制造過程中的智能化加工和質(zhì)量控制技術(shù)比較落后。如齒輪箱、發(fā)電機(jī)的可靠性有待提高;葉片處于自主設(shè)計(jì)的初級階段;為兆瓦級以上風(fēng)電機(jī)組配套的軸承、變流器剛開始小批量生產(chǎn),控制系統(tǒng)尚處于示范應(yīng)用階段。
2、風(fēng)資源等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不完善,風(fēng)電場設(shè)計(jì)、并網(wǎng)及運(yùn)行等關(guān)鍵技術(shù)需要提升。
我國可利用的風(fēng)能資源評價尚不精細(xì),風(fēng)電場設(shè)計(jì)需要的長期風(fēng)資源數(shù)據(jù)不完善;風(fēng)電場設(shè)計(jì)工具依賴國外軟件產(chǎn)品,缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)、符合我國環(huán)境和地形條件的風(fēng)資源評估及風(fēng)電場設(shè)計(jì)及優(yōu)化軟件系統(tǒng);風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)急需深入研究和創(chuàng)新,以提高風(fēng)電并網(wǎng)消納水平;尚未形成自主研發(fā)的先進(jìn)運(yùn)行控制和風(fēng)電功率預(yù)測等風(fēng)電場運(yùn)行及優(yōu)化系統(tǒng)。
3、風(fēng)電行業(yè)公共測試體系剛剛起步,風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)、檢測和認(rèn)證體系有待進(jìn)一步完善。
我國已參考國際慣例初步建立了風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)、檢測和認(rèn)證體系,但鑒于我國特殊的環(huán)境條件(如臺風(fēng)、低溫、高海拔等)和工業(yè)基礎(chǔ)與國際上有一定差別,需根據(jù)我國國情進(jìn)一步完善。我國風(fēng)電行業(yè)測試及相關(guān)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)等技術(shù)主要依賴國外,制約了我國風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展,而歐美風(fēng)電發(fā)達(dá)國家已建成了完善的風(fēng)電機(jī)組野外測試、地面?zhèn)鲃渔満腿~片測試等公共測試服務(wù)體系,為本國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
4、風(fēng)電基礎(chǔ)理論研究尚待深入,缺乏自主創(chuàng)新;風(fēng)電學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)亟待加強(qiáng)。
由于風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展較晚,我國在風(fēng)電基礎(chǔ)理論研究方面積累不夠,大多是直接引用或跟蹤國外的研究成果,對技術(shù)的突破和創(chuàng)新能力不足。風(fēng)電的科研水平與國外有較大差距,風(fēng)電科研人員系統(tǒng)培養(yǎng)機(jī)制有待加強(qiáng)。
5、中小型風(fēng)電機(jī)組研發(fā)和風(fēng)電非并網(wǎng)接入技術(shù)需要進(jìn)一步提高。
我國小型風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)和使用量均居世界之首,但產(chǎn)品的性能和可靠性有待提高,中型風(fēng)電機(jī)組研發(fā)和風(fēng)電非并網(wǎng)的分布式接入技術(shù)研究剛剛起步,在風(fēng)電微網(wǎng)技術(shù)和多能互補(bǔ)利用集成技術(shù)方面需要持續(xù)研究和示范。
6、風(fēng)電直接工業(yè)應(yīng)用技術(shù)研究需要擴(kuò)展。
雖然我國風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模迅速增長,但在如何利用規(guī);瘍δ芙档惋L(fēng)電的不確定性,以及如何利用風(fēng)能進(jìn)行制氫、海水淡化等工業(yè)直接應(yīng)用方面的技術(shù)研究剛剛起步,需要進(jìn)一步擴(kuò)展。