中国风电 穿越技术无人区！

不久前，中国可再生能源学会风能专业委员会(CWEA)秘书长秦海岩在朋友圈里晒了一封信，是著名科学家钱学森于1990年写给中国风能技术开发中心贺德馨的。钱学森在信中嘱咐:“风力发电今后不能停留在小打小闹，要大干，从你们自己提高认识开步!面向21世纪的社会主义中国。”

30多年后，中国风电已经发展成为构建新型电力系统的主力能源，是支持电力系统率先脱碳，进而推动能源系统和全社会实现碳中和的“主力军”。到2022年11月，中国风电不仅在累计并网装机容量上达到了3.5亿千瓦，连续十余年稳居世界首位，还在风电机组的研发与制造上取得重大突破，金风科技GWH252-16MW、中国海装H260-18MW、明阳智能MySE18.X-28X和MySE16.X-260等单机容量达16~18MW的大型海上风电机组接连下线与发布。

看似朝夕间的质变，却是几代人的拼搏成果。当多方有利因素通过一代代风能人的手聚沙成塔，所迸发的力量锐不可当。

“我们正在迈入风电技术的‘无人区’，未来充满挑战，却创造更多可能。”一位专注于解决未来风电技术难题的专家对《风能》谈道。

看得见的未来

是什么推动中国风电技术迎头赶上了国际同行呢?这与发展规划、电价政策、技术进步、产业配套等多方面的有力支撑息息相关。其中，最关键的是发展规划为中国风电创造了看得见、摸得着的未来。

2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会上宣布，中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标。

结合上述目标，国家进一步明确到2030年风电和太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上，对风电发展提出了新任务、新要求。

为落实国家大政方针，风电行业通过科学推算、自发组织，先后两次发布含有明确发展目标的宣言与倡议。

在2020北京国际风能大会暨展览会(CWP 2020)上发布的《风能北京宣言》中提到，为达到与碳中和目标实现起步衔接的目的，在“十四五”规划中，须为风电设定与碳中和国家战略相适应的发展空间:保证年均新增装机5000万千瓦以上。更远期，2025年后，中国风电年均新增装机容量应不低于6000万千瓦，到2030年总装机容量至少达到8亿千瓦，到2060年至少达到30亿千瓦。

不久前发布的《2022全球海上风电大会倡议》提出:综合当前发展条件以及我国实现碳达峰、碳中和目标的要求，到“十四五”末，我国海上风电累计装机容量需达到1亿千瓦以上，到2030年累计达2亿千瓦以上，到2050年累计不少于10亿千瓦。

据不完全统计，在积极且稳定的顶层设计和“1+N”政策的持续引导下，仅各地出台的海上风电规划总容量就已超过8000万千瓦。

2022年，欧洲能源供应问题警醒各国，能源安全成为焦点。就此，风电已不仅仅因其绿色与市场价值在能源体系中发挥作用，更将成为确保国家能源安全的关键组成部分。

“值得强调的是，可再生能源是本国可以掌控的、不受国际地缘政治变化影响的能源。随着非化石能源比例的增大，它在能源供给安全中将起到举足轻重的作用。”国家能源咨询专家委员会副主任、中国工程院院士杜祥琬曾撰文表示。

作为推进碳减排与确保能源安全的重要举措，我国风电跃升发展实属必然。在如此有利的客观环境下，风电技术领域不仅得到政策的大力支持，各类资源与资金也正在此汇集，形成推动风电技术发展的澎湃动力。

满足市场化需要

积极的政策引导与可观的发展预期，创造了巨大市场空间。同时，风电平价与竞价政策的落地，又对开发收益产生较大影响。

2019年5月21日，国家发展改革委印发《关于完善风电上网电价政策的通知》(发改价格〔2019〕882号)明确规定，2018年年底之前核准的陆上风电项目，2020年年底前仍未完成并网的，国家不再补贴;2019年1月1日至2020年年底前核准的陆上风电项目，2021年年底前仍未完成并网的，国家不再补贴。自2021年1月1日开始，新核准的陆上风电项目全面实现平价上网，国家不再补贴。将海上风电标杆上网电价改为指导价，新核准海上风电项目全部通过竞争方式确定上网电价。对2018年年底前已核准的海上风电项目，如在2021年年底前全部机组完成并网的，执行核准时的上网电价;2022年及以后全部机组完成并网的，执行并网年份的指导价。

“一方面是大规模发展，一方面是市场化的电价对项目的收益预期产生影响，这要求开发企业更胆大心细。”风电开发技术专家张辉认为:“为做到规模与收益的两者兼顾，在开发模式和风电技术上发力是最佳途径。”

风电项目开发降本的途径有很多，包括规模降本、管理降本、工程降本、技术降本等。在开发模式上进行创新，主要是有利于规模与管理降本。行业专家一直建议地方政府将项目规模设置得足够大，以摊薄项目开发乃至区域产业发展的整体成本。而在风电技术方面，目前最行之有效且普遍采用的方式，是通过提高机组单机容量，降低机组的单位千瓦造价。

“从风电机组研发的本身而言，近些年降低风电项目开发度电成本的主流技术途径，是在确保机组发电能力前提下的大型化。”张辉认为。

中国海装研究院机械设计所所长、H260-18MW产品负责人杨微，以中国海装H260-18MW为例解释机组大型化满足风电开发降本的逻辑:“它具有全球最大风轮直径，在相同条件下能够吸收更多风能、发更多的电;同时，更大功率提升发电量的同时，可以有效节约用海面积、降低机位点数量，进而降低海上风电场工程建设与运维成本。”

因此，机组大型化带动的不仅仅是技术降本，更重要的是对工程降本有利。这在机组设备成本占比较低的海上风电市场中，表现得尤为明显。

以100万千瓦的海上项目测算，相比10MW机型，18MW机组所需机位点更少，工程施工成本更低，工程单位千瓦总投资成本可降低20%以上，施工时间窗口可减少30%以上。

致力于做得更大

说到大，主流的海上风电机组几乎比陆上机型大一倍，这正是由海上风电工程成本高、施工与运输条件所决定的。据《风能》统计，2022年我国下线的海上机组最大单机容量提高了7MW之多，这几乎是一台陆上新型机组的单机容量。

据了解，我国海上机型共经历了三代发展。第一代产品是通过整机引进或在欧洲知名设计公司的指导下，结合我国海上复杂环境研发出来的，风轮直径小于150m，单机容量小于5MW。第二代产品开始自主研发，单机容量不超过8MW，风轮直径小于200m，是“抢装”时期的主力机型。第三代产品是以平价为特征的8.5~16MW机型，风轮直径达到200~260m，一些产品具有较强的抗台风能力。

在新产品的研发过程中，为保证发电能力，单机容量越大风轮直径也需要相应地增大。各部件重量与载荷的增加，使技术难度大幅提升，研发人员必须突破更多瓶颈。

“机组的大型化，不是简单的延伸和放大。随着功率、载荷的增大，零部件的尺寸和重量将急剧增加，如果不通过基础技术创新拓展大型化边界，超大容量机型开发就不具备可行性与经济性。”杨微对这一点颇有感触。

因此，越来越多的整机企业将目光转移到中速永磁(也称半直驱、混合)技术路线上。在2022年，新下线的海上风电机型共12款，其中有10款采用了该技术路线。

“中速永磁技术实现了重量、可靠性、成本等多方面的平衡，从而可以做到更大。”张辉解释。

当然，除了技术路线外，我国风电整机技术还有诸多方面实现了突破。例如，深远海大功率风电机组整机支撑结构一体化设计技术，整机平台化设计技术，智能控制技术，大功率整机与超长叶片仿真测试验证能力等。