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金风科技董事长武钢:大风起兮30年,雄心新能在风电

当下,我国能源结构转型正处于关键时期,以光伏发电和风力发电为代表的新能源产业蓬勃发展。这其中,我国风电产业在30余年的发展中,规模不断增长,风电技术积累成果日新月异,成为了中国新能源产业的一面旗帜。

在国家政策层面,从《关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》到《可再生能源电力配额及考核办法(征求意见稿)》,再到《关于2018年度风电建设管理有关要求的通知》,风电产业正处在政策蜜月期;在企业层面,以金风科技、远景能源等为代表的风电企业,正带领着整个风电行业,将中国风电送上更高的发展轨道和国际先进行列。

中国风电发展,正在进入新时代!

10月17日,在相关展览会议上,新疆金风科技股份有限公司董事长武钢做了主题为“迎接风电发展新时代”演讲。他在发言中同参会人士分享了30年来中国风电行业发展的心得、经验,并展望了风电事业发展的未来。

武钢董事长的演讲内容详实、干货满满,华夏能源网现将演讲内容整理发出,以供阅读:

一、回首风电发展30年

今年是改革开放40年,新时代下,面临更多挑战。过去30年,风电发展经历了四个阶段,第一阶段:整个中国30年风电的发展,都是沿着在国家可持续发展战略的引导下,沿着绿色发展的轨迹,实际上是一个开放合作走向国际化的过程。这个阶段主要是引进国外的风机设备,由国外的专家进行技术培训,奠定风电行业发展的基础。

第二阶段:1998~2004年,部分中国企业通过技术转让,开始在装备制造业的探索和尝试。尤其是是一些零部件制造厂商。五大部件叶片、齿轮箱、发电机、偏航、控制实现国产化零的突破,初步具备零部件制造和风电产业发展的基本能力。2000年金风科技进行了600千瓦科技成果的鉴定,当时获得国家科技成果二等奖,其中五大零部件全部实现本土化,本土化制造率超过了80%。

第三阶段:2005年~2010年,《可再生能源法》的颁布,极大促进市场规模化发展,最多的时候风机制造企业多达80多家。当然在规模化发展过程中,也暴露出一些问题,这一阶段业界也在反思重整,政府出台了很多关于信息披露、质量要求的规范,对于行业的规范发展起到了非常大的作用。

回首过往30年,国内风电行业的发展一直在沿着中西技术结合的路径发展,也避免少走了很多弯路。尤其要感谢国外专家当初的指点和领路(如丹麦)。

二、中国可再生能源发展成就瞩目

中国的可再生能源在大力促进能源转型同时产业规模也逐步发展到了世界第一,可再生能源的经济效益和社会效益将是我国未来经济增长的重要动力之一。

当前,可再生能源已成为全球战略性新兴产业。我国以风能、太阳能为代表的可再生能源产业发展迅速,成就举世瞩目。2016年我国已成为全球最大的可再生能源市场。2017年,全球超过35%风电装机容量和超过50%光伏装机容量来自中国,当年我国电力年新增装机一半以上来自可再生能源。

过去20年,我国能源结构发生了重大变化,传统能源装机量占比从2000年的75%下降到目前的62%,到2020年将控制在55%左右,而可再生能源(含水电)装机量从2000年的20%上升到36%以上,2020年计划达到39%。不久前(6月20日0点到6月28日24点),一场名为“绿电9日”的活动中,青海全省连续216小时的用电均来自水、太阳能以及风力发电产生的清洁能源。这场前所未有的绿色革命,说明可再生能源变革时代正越来越近。

三、风电发展带动经济转型

我国已成为全球最大的风电装备制造供应链基地,带动了相关产业的发展,也为国内装备制造业的升级贡献力量。我国风电设备制造水平持续上升、技术水平不断进步,带动了国内制造业的升级,也得到了全世界的认可。风电设备在满足国内市场的同时出口到33个国家和地区,全球前十五名整机企业中有七家中国企业,其中金风机组占中国出口总量的52%以上,分布在21个国家,这里面有一半国家分布在“一带一路”国家上。可以看到,在中国市场上,不仅是国产风电设备厂商的崛起,越来越多的国际知名品牌也在中国设厂并发展壮大,如LM、威能极、斯凯孚、舍弗勒、博世力士乐等,为全球风电市场提供风电零部件和整机产品,不同于以往小型、轻型设备的生产制造,发电机、齿轮箱、叶片、和轴承等越来越大型化的生产制造,技术越发成熟,成本也得到有效控制。

发展至今,我国风电产业已经形成了完善的产业链条、标准体系和管理规范。在国家科技部、工信部、能源局等部门的领导和支持下,中国已形成了一个涵盖风电开发建设、设备制造、技术研发、检测认证、配套服务的产业链。通过引进、消化和吸收,国内风电企业技术实力明显增强,建立起自主研发能力。得益于规模化发展,我国风电的开发建设成本也得到了有效控制,进一步缩小与常规能源的成本差距,竞争力明显提升。与此同时,我国已基本建立了较为完善的促进风电产业发展的政策体系、标准规范和管理体系,营造了健康良好的市场环境,保障了风电产业的持续健康发展。

在标准体系方面,我国已经颁布的风电行业标准有140多项(能字头,包括并网技术标准、风电设备技术、吊装施工等方面),正在制定的标准有几十项,总共近200项。金风科技积极参与风电技术领域国际及国内标准的制修订,国际标准方面,共参与11项IEC标准的制修订,13名技术人员成为IEC/TC88的注册专家;国内共参与160项标准的制修订(其中国家标准79项,行业标准62项,地方及协会标准19项)。

四、技术创新促进我国风电开发成本下降

过去10年,通过高塔架、翼型优化、独立变桨、场群控制、环控系统优化、涂料改进和测风技术等技术创新,我国风电发电效率提高了20%~30%,发电量提升了2%~5%,运维成本下降了5%~10%。在技术创新、规模效应的双重促进下,我国风电设备价格降低了近65%,风电场开发造价降低了近40%,而发电性能和可靠性得到了进一步提高。过去十年,全球陆上风电度电成本下降了25%左右,在国家政策的引导下,未来3~5年,我国可再生能源将实现平价上网,甚至未来成本将低于化石能源,已成为可再生能源共同追求的目标。

初步测算,“十三五”期间,到2020年,风电及相关产业年产值将达3500万亿元,从业人数将达到100万人左右。到2020年,全国风电年发电量将达到4200亿千瓦时,约占全国总发电量的6%,相当于每年节约1.5亿吨标准煤,减少排放二氧化碳3.8亿吨,二氧化硫130万吨,氮氧化物110万吨,对减轻大气污染和控制温室气体排放起到重要作用。

同时,我们也看到,我国风电发展对国内装备制造业、基础工业等带来的影响和促进作用,风电在传统制造业升级换代、相关产业拉动等方面发挥了重要作用。

五、风电行业发展进入新阶段

新阶段的风电行业具有以下主要特征:第一,引领能源消费革命。新时代是绿色发展时代,节能、绿色将引领能源消费时代,经济、便利、绿色将促进更多的企业和个人选择使用可再生能源,促进能源利用方式从to B到to C方式转变,引领能源消费变革。未来可再生能源会成为最便宜、最可靠、最环保的能源,并会加速推动世界现代化进程。

2015年9月26日,习近平主席在联合国发展峰会提出中国倡议,“倡议探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求。”这是全球范围推动能源革命、促进清洁发展、应对气候变化的重大倡议。能源开发实施清洁替代,以风能等清洁能源替代化石能源。能源消费实施电能替代,以电代煤、以电代油、以电代气,例如电动汽车,用电替代传统化石能源已成为一种潮流,我们可以畅想未来,以后哪里会负荷哪里就有电源,而且是清洁能源。分布式电源+储能的应用将会越来越多地在能源利用效率以及环保贡献方面发挥更大作用。

第二,由补充能源向替代能源的转变。全球各国热议未来通过多种举措实现能源消费的80-100%来自可再生能源。有三个原因:可再生能源的开发成本大幅度降低、预测精准度提升,风能预测准确率已经由过去的60%发展到现在的90%,风电单位面积功率(MW/km2)是光伏电站的100倍,意味着同样设备功率,风电所需土地面积更小、储能技术日趋成熟。现在部分地区在不考虑限电的情况下,已具备风火同价的能力,更加坚定了我们对风电从补充能源向替代能源转变的信心。绿色的可再生能源逐步替代化石能源的主导地位,能源消费精准;电源+储能的应用将会越来越多在能源利用效率以及环保贡献方面发挥更大作用,经济、便利、绿色将促进更多的企业和个人选择使用可再生能源(绿色供应链、青海铝案例);

第三,促进能源协同融合。化石能源和可再生能源是对立统一、融合发展的关系,在未来几十年内,可再生能源的发展仍离不开化石能源的支持,化石能源通过洁净化在降低污染,化石能源体量的逐步减少也离不开可再生能源持续稳定的增长。

六、风电行业发展面临的新挑战

当前风电发展迎来新的时期,面临市场竞争、电价退坡、弃风限电、补贴拖欠、生态环保等诸多挑战,设备供应厂商、开发商等整个行业都在积极面对,进行各方面的探索,但政策的持续性对行业稳定发展至关重要,尤其是在经济波动期,信心决定资源的配置走向。

过去30~50年,全球各国在风电技术创新、产业化过程中持续投入了巨大资源,也需要通过未来一段时间来转换,逐渐呈现出市场竞争力,行业发展到今天,已经取得和即将呈现的成果不可忽视,因此,保证行业的持续健康非常重要。

未来可再生能源将在能源体系中占据重要地位,需要回归市场属性,参与市场竞争。风电发展到一定阶段,补贴逐步退出,一定程度上促使企业不断加快技术与管理进步,降低发电成本,参与市场竞争。从长远看,这是好的驱动。但市场化竞争不应只关注设备价格,而应该考虑全生命周期的综合成本,避免行业的恶性竞争。企业作为其中的重要环节,也要积极应对,努力提升自身综合实力,通过技术创新、管理创新、模式创新等一系列举措来提升企业竞争力、应对挑战。

2018年以来,国家能源主管部门颁布了一系列政策条文,规范、促进风电行业发展

整体来看,以下几方面提振了行业发展信心:

一是,第七批可再生能源补贴目录的下发,将大大缓解开发企业的资金压力,这批目录里包含3400万千瓦的风电项目,初步估算,风电开发企业将获得上百亿的补贴资金。

二是,自去年以来,在能源局若干举措的推动实施下,弃风限电现象有了显著改善,风电消纳问题有了一定程度的缓解,通过实施风电投资监测预警,促进可再生能源电力市场化交易、跨省交易,风电供暖,火电灵活性改造,推行辅助服务市场等举措,上半年弃风电量同比减少52亿千瓦时。

三是,风电新的市场空间的释放,一定程度上保证了行业持续发展。2018年煤电去产能400万,风电由原来的“红六省”变成“红三省”,内蒙古、黑龙江、宁夏三省的风电开发解禁,仅剩甘肃、新疆、吉林三省还处于红色警戒内,上海庙-山东特高压投运,分散式风电启动,海上风电进入加速发展期,释放了千万千瓦级的风电市场容量。

七、全优产业链共同推进行业进步

我国风电设备制造业已告别“明星制造”时代,进入到新的阶段。在这一阶段,需要逐步完善风电产业链的协调发展,促进风电产业的调整升级,提高风电产业的综合效益。金风科技首次将供应链合作伙伴视为产业生态圈的“一份子”,通过持续有效沟通,提供技术培训和支持,共同开展科技攻关,打造全优产业链,提升供应链管理水平,实现合作共赢。

在抓好产品质量和推进技术创新的过程中,金风科技带动着产业链合作伙伴一起,共同打造以“质量引领、精益交付、研发协同、服务协同、可持续发展”为标志的全优产业链,提升风力发电效率,增强成本竞争力。

金风科技利用获得的银行信誉,和银行共同解决民营企业的融资难问题,还为供应商提供了技术创新和质量进步现金奖励,每年我们会组织一次对供应商的质量信用评价;每年对那些通过积极开展精益管理等方式提升产品质量的供应商进行经济奖励,包括质量标杆、精准交付、精益投入等,鼓励这些企业提升产品质量和优化项目管理。

八、数字化创新驱动能源系统解决方案最优

金风科技提出数字化愿景,通过全产业链技术创新和合作,推进以信息化、数字化为依托的产业链升级,提升产品质量和智能化水平,降低成本,提升产业生态的竞争力。数字化、智能化等创新技术的应用,将有效提高风电产品开发以及运营维护的效率和质量,有利于降低度电成本,为风电行业可持续发展提供重要支撑。

同时,金风科技采用一系列先进的大数据工具、技术框架,在满足系统高可靠、高可用、可扩展、安全稳定的前提下,搭建风电大数据平台,提供高负荷和海量数据处理能力,支撑风电行业对数据的抽取、转换、清晰、整合、分析、管理等各方面的需求,帮助我们不断细化风电场设计颗粒度,同时加快定制化产品配置迭代创新速度。

在数字化风电场的整体架构设计方面,从规划设计、工程建设到后期运营,针对不同的阶段,金风科技有对应的数字化产品解决客户的问题:Freemeso、Goldfarm解决了客户前期资源寻优、风电场精细化设计的文通;BIM+解决了工程建设阶段存在的不确定性问题;SOAM针对维修维护、备品备件、资产管理等方面做出了完整的解决方案。从内部开发数字化产品的角度讲,我们有先进的设备采集数据、有内部的平台接入、存储和分析不同类型的数据、为数据分析提供了很好的支撑,也进一步促进了数字化产品的开发和走向市场。

根据金风科技的实践经验,借助数字化风电场的产品和能力,风电场能够实现发电量提升5%~15%、施工周期缩短5%~10%、成本降低5%~10%。

九、金风科技智能风机实现出力最优

金风智能风机技术利用综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,通过先进的测量和传感技术、建模分析技术、控制和协同决策技术的应用,实现风电机组的经济、高效、安全、可靠运行,以及与环境和电网友好的目标。从机组端实现LCOE最优的主要措施是综合降低机组全生命周期成本、提高发电量,同时实现机组的良好的环境适应性和电网适应性。

金风科技通过E-Farm,实现前置雷达测风,基于感知的控制,感知外部环境,感知风机自身的状态,降低载荷,实现出力的最优。同时,通过能巢系统。从风电场的角度来保证风机的最佳运行,场群控制,对噪声、阴影的控制。通过E-Farm、能巢系统,实现风电场的性能管理、能量管理和资产管理。

十、数字双胞胎系统:实现从1.0到2.0的升级

数字双胞胎,是未来风机智能化运行的一个方向,未来对自然环境的认知,不可能完全通过现场摸排采集获知,从云端构建一个数字模型,从现实风电场传回的数据与云端的模型进行耦合,不断优化,验证风场实际数据、试验台的数据和云端仿真模拟数据的偏差,优化的过程有两个方法,一是人为干预,一是系统自学习。载荷是验证看还有多少冗余,功率曲线也是,多台风机的出力,相互之间也可以协同,实现风机和风机之间的协同。

简单而言,针对遍布在全球的每一台风机,在云端终端实现风机控制、优化,并通过系统的自学习来实现部件诊断。将每一台风机、风电场的模型建立在云端,将实际运行数据与云端模型模拟的数据进行比对、优化,来实现感知的一致。这种情况下,现场数据传回后,可以以云端的模型来预算出机组载荷、功率曲线的冗余度,实现故障诊断、出力优化。目前金风科技已实现2万台机组的连接。

金风科技的数字双胞胎技术,在设计仿真及产业化运行阶段,风电机组实现了数字世界与物理世界的闭环映射及闭环验证。基于风资源条件、机型平台等级、子系统条件等设计需求完成仿真模型建模、控制器设计、载荷及动力学仿真设计、部件校验。通过对样机的安全功能测试、系统辨识、性能测试、载荷验证等完成设计认证,实现与仿真设计的闭环确认。通过产业化机组的安全、性能、可靠性、子部件健康、系统裕度等评估,实现产业化机组表现与样机的对比及与仿真设计的对比。基于闭环映射及闭环验证,可进一步实现设计的优化、现场故障诊断及预警预测的目标。

十一、加强检测试验,确保产品质量

中国提出了中国制造2025战略目标,要求加强产品的实验和检测,通过实验和检测,用数据说话,以此推动产品质量,推动行业发展,提高中国制造的竞争力。

金风科技通过在江苏、福建两地实验检测中心的规划和持续投入,形成一条包含了从可以验证风电综合环境材料级别,到电机、叶片、变流、变桨等关键子系统级别,最后到海上整机实验的能力布局。并且通过和供应链、企业、机构的合作,形成试验创新的生态圈,以实验作为创新的基石,开辟一条从跟随复制到自主创新的中国风电新路,支撑海上风电的快速健康发展。

十二、打造环保的风电场,践行国家绿色发展战略

结合当前生态文明建设要求,金风科技提出了“数字·生态·未来”的畅想,利用数字化技术进行精细、精准设计,减少后期建设过程中对环境的破坏,从“节约”、“环保”、“低碳” 、“健康”四个维度定义绿色标准,建设全生命周期绿色风电场,从绿色设计-绿色采购-绿色施工-绿色运维-绿色退役,以身践行国家绿色发展战略,助力绿色发展。

十三、实现全球化的协同开发合作,加快创新速度

近几年,金风科技持续重视研发投入,全球布局7大研发中心实现全球化的协同开发合作,包括中国(北京、乌鲁木齐、无锡、盐城),德国,丹麦,美国芝加哥,拥有研发和技术人员2000余名。积极通过知识产权保护核心技术,国内专利申请3200多项,授权专利超过1700多项,国际专利申请347项;积极参与风电技术领域国际及国内标准的制修订,国际标准方面,参与IEC 61400-1等11项IEC标准的制定,13名技术人员成为IEC/TC88的注册专家;国内共参与160项标准的制修订(其中国家标准79项,行业标准62项,地方及协会标准19项)。

为适应海内外市场的快速发展及满足客户多元化需求,金风科技在产品和技术、市场、人力资源、管理、资本运营五方面进行部署。历时8年的国际经验和客户资源积累,深耕国际风电市场7大核心区域。截至2018年上半年,金风海外装机超过1,600MW,占到中国企业海外风电装机的50%以上,海外订单及投资容量近 4,000MW。

未来,金风科技在海外战略实施的发力点将着眼于以国际市场需求为导向,进一步提升产品和技术性能、增强本地服务能力和技术创新能力。金风科技不希望仅仅在一个地区输出设备,而是希望融入当地发展,助力当地经济和可再生能源发展。

作为清洁能源企业,金风科技在为世界千家万户提供便宜、可靠的绿色能源同时,也注重风电人的人文关怀,激发员工工作热情和创新精神,培育创新的沃土,使员工在工作的同时实现自身价值,为可再生能源、为中国风电的可持续发展提供保障。同时,我们也关注风电人健康工作的环境,通过体育健康产业打造“智慧体育生态圈”,用健康的体魄和精神去为世界创造碧水蓝天,助力每一个梦想的实现。并连续两年赞助北京马拉松活动,从打造绿色北马到打造绿色跑者,倡导全社会践行绿色发展。

发展可再生能源产业,是国家实现对外减排承诺、改善生态环境的重要一环。金风科技始终怀揣促进全球清洁能源可持续利用的梦想,积极参与并推动全球清洁能源革命性创新,为世界各地的全人类提供可负担、愿负担的可再生能源;确保未来能源供给系统和能源生态系统的稳定、可靠;帮助人类实现自然和社会的和谐、可持续发展。

作者:时玉丰

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