2018年10月17日-19日,由中國可再生能源學會風能專業委員會、中國循環經濟協會可再生能源專業委員會、全球風能理事會、中國農業機械工業協會風力機械分會、國家可再生能源中心和中國電子信息產業發展研究院(賽迪集團)六大權威機構聯合主辦的2018北京國際風能大會暨展覽會(CWP 2018)在北京新國展隆重召開。能見App全程直播本次大會。
新疆金風科技股份有限公司董事長武鋼應邀出席2018北京國際風能大會暨展覽會,在企業家論壇發表題為“如何迎接風電發展新時代?”的主旨演講。
當下,在我國風電產業發展規模不斷增長,風電技術積累成果日新月異。與此同時,關于風電發展的政策也層出不窮,從《關于可再生能源發展“十三五”規劃實施的指導意見》到《可再生能源電力配額及考核辦法(征求意見稿)》,再到《關于2018年度風電建設管理有關要求的通知》,這些都意味著風電發展進入了新的時代。在新時代下,風電發展有哪些特征?又將面臨哪些新的挑戰?CWP2018開幕式上,新疆金風科技股份有限公司(下稱“金風科技”)董事長武鋼在題為《迎接風電發展新時代》的主題演講中,與參會人士分享了風電行業發展的心得、經驗,展望風電事業發展的未來。
一、回首風電發展30年
今年是改革開放40年,新時代下,面臨更多挑戰。過去30年,風電發展經歷了四個階段,第一階段:整個中國30年風電的發展,都是沿著在國家可持續發展戰略的引導下,沿著綠色發展的軌跡,實際上是一個開放合作走向國際化的過程。這個階段主要是引進國外的風機設備,由國外的專家進行技術培訓,奠定風電行業發展的基礎。
第二階段:1998~2004年,部分中國企業通過技術轉讓,開始在裝備制造業的探索和嘗試。尤其是是一些零部件制造廠商。五大部件葉片、齒輪箱、發電機、偏航、控制實現國產化零的突破,初步具備零部件制造和風電產業發展的基本能力。2000年金風科技進行了600千瓦科技成果的鑒定,當時獲得國家科技成果二等獎,其中五大零部件全部實現本土化,本土化制造率超過了80%。
第三階段:2005年~2010年,《可再生能源法》的頒布,極大促進市場規模化發展,最多的時候風機制造企業多達80多家。當然在規模化發展過程中,也暴露出一些問題,這一階段業界也在反思重整,政府出臺了很多關于信息披露、質量要求的規范,對于行業的規范發展起到了非常大的作用。
回首過往30年,國內風電行業的發展一直在沿著中西技術結合的路徑發展,也避免少走了很多彎路。尤其要感謝國外專家當初的指點和領路(如丹麥)。
二、中國可再生能源發展成就矚目
中國的可再生能源在大力促進能源轉型同時產業規模也逐步發展到了世界第一,可再生能源的經濟效益和社會效益將是我國未來經濟增長的重要動力之一。
當前,可再生能源已成為全球戰略性新興產業。我國以風能、太陽能為代表的可再生能源產業發展迅速,成就舉世矚目。2016年我國已成為全球最大的可再生能源市場。2017年,全球超過35%風電裝機容量和超過50%光伏裝機容量來自中國,當年我國電力年新增裝機一半以上來自可再生能源。
過去20年,我國能源結構發生了重大變化,傳統能源裝機量占比從2000年的75%下降到目前的62%,到2020年將控制在55%左右,而可再生能源(含水電)裝機量從2000年的20%上升到36%以上,2020年計劃達到39%。不久前(6月20日0點到6月28日24點),一場名為“綠電9日”的活動中,青海全省連續216小時的用電均來自水、太陽能以及風力發電產生的清潔能源。這場前所未有的綠色革命,說明可再生能源變革時代正越來越近。
三、風電發展帶動經濟轉型
我國已成為全球最大的風電裝備制造供應鏈基地,帶動了相關產業的發展,也為國內裝備制造業的升級貢獻力量。我國風電設備制造水平持續上升、技術水平不斷進步,帶動了國內制造業的升級,也得到了全世界的認可。風電設備在滿足國內市場的同時出口到33個國家和地區,全球前十五名整機企業中有七家中國企業,其中金風機組占中國出口總量的52%以上,分布在21個國家,這里面有一半國家分布在“一帶一路”國家上。可以看到,在中國市場上,不僅是國產風電設備廠商的崛起,越來越多的國際知名品牌也在中國設廠并發展壯大,如LM、威能極、斯凱孚、舍弗勒、博世力士樂等,為全球風電市場提供風電零部件和整機產品,不同于以往小型、輕型設備的生產制造,發電機、齒輪箱、葉片、和軸承等越來越大型化的生產制造,技術越發成熟,成本也得到有效控制。
發展至今,我國風電產業已經形成了完善的產業鏈條、標準體系和管理規范。在國家科技部、工信部、能源局等部門的領導和支持下,中國已形成了一個涵蓋風電開發建設、設備制造、技術研發、檢測認證、配套服務的產業鏈。通過引進、消化和吸收,國內風電企業技術實力明顯增強,建立起自主研發能力。得益于規模化發展,我國風電的開發建設成本也得到了有效控制,進一步縮小與常規能源的成本差距,競爭力明顯提升。與此同時,我國已基本建立了較為完善的促進風電產業發展的政策體系、標準規范和管理體系,營造了健康良好的市場環境,保障了風電產業的持續健康發展。
在標準體系方面,我國已經頒布的風電行業標準有140多項(能字頭,包括并網技術標準、風電設備技術、吊裝施工等方面),正在制定的標準有幾十項,總共近200項。金風科技積極參與風電技術領域國際及國內標準的制修訂,國際標準方面,共參與11項IEC標準的制修訂,13名技術人員成為IEC/TC88的注冊專家;國內共參與160項標準的制修訂(其中國家標準79項,行業標準62項,地方及協會標準19項)。
四、技術創新促進我國風電開發成本下降
過去10年,通過高塔架、翼型優化、獨立變槳、場群控制、環控系統優化、涂料改進和測風技術等技術創新,我國風電發電效率提高了20%~30%,發電量提升了2%~5%,運維成本下降了5%~10%。在技術創新、規模效應的雙重促進下,我國風電設備價格降低了近65%,風電場開發造價降低了近40%,而發電性能和可靠性得到了進一步提高。過去十年,全球陸上風電度電成本下降了25%左右,在國家政策的引導下,未來3~5年,我國可再生能源將實現平價上網,甚至未來成本將低于化石能源,已成為可再生能源共同追求的目標。
初步測算,“十三五”期間,到2020年,風電及相關產業年產值將達3500萬億元,從業人數將達到100萬人左右。到2020年,全國風電年發電量將達到4200億千瓦時,約占全國總發電量的6%,相當于每年節約1.5億噸標準煤,減少排放二氧化碳3.8億噸,二氧化硫130萬噸,氮氧化物110萬噸,對減輕大氣污染和控制溫室氣體排放起到重要作用。
同時,我們也看到,我國風電發展對國內裝備制造業、基礎工業等帶來的影響和促進作用,風電在傳統制造業升級換代、相關產業拉動等方面發揮了重要作用。
五、風電行業發展進入新階段
新階段的風電行業具有以下主要特征:第一,引領能源消費革命。新時代是綠色發展時代,節能、綠色將引領能源消費時代,經濟、便利、綠色將促進更多的企業和個人選擇使用可再生能源,促進能源利用方式從to B到to C方式轉變,引領能源消費變革。未來可再生能源會成為最便宜、最可靠、最環保的能源,并會加速推動世界現代化進程。
2015年9月26日,習近平主席在聯合國發展峰會提出中國倡議,“倡議探討構建全球能源互聯網,推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求。”這是全球范圍推動能源革命、促進清潔發展、應對氣候變化的重大倡議。能源開發實施清潔替代,以風能等清潔能源替代化石能源。能源消費實施電能替代,以電代煤、以電代油、以電代氣,例如電動汽車,用電替代傳統化石能源已成為一種潮流,我們可以暢想未來,以后哪里會負荷哪里就有電源,而且是清潔能源。分布式電源+儲能的應用將會越來越多地在能源利用效率以及環保貢獻方面發揮更大作用。
第二,由補充能源向替代能源的轉變。全球各國熱議未來通過多種舉措實現能源消費的80-100%來自可再生能源。有三個原因:可再生能源的開發成本大幅度降低、預測精準度提升,風能預測準確率已經由過去的60%發展到現在的90%,風電單位面積功率(MW/km2)是光伏電站的100倍,意味著同樣設備功率,風電所需土地面積更小、儲能技術日趨成熟。現在部分地區在不考慮限電的情況下,已具備風火同價的能力,更加堅定了我們對風電從補充能源向替代能源轉變的信心。綠色的可再生能源逐步替代化石能源的主導地位,能源消費精準;電源+儲能的應用將會越來越多在能源利用效率以及環保貢獻方面發揮更大作用,經濟、便利、綠色將促進更多的企業和個人選擇使用可再生能源(綠色供應鏈、青海鋁案例);
第三,促進能源協同融合。化石能源和可再生能源是對立統一、融合發展的關系,在未來幾十年內,可再生能源的發展仍離不開化石能源的支持,化石能源通過潔凈化在降低污染,化石能源體量的逐步減少也離不開可再生能源持續穩定的增長。
六、風電行業發展進入新階段
當前風電發展迎來新的時期,面臨市場競爭、電價退坡、棄風限電、補貼拖欠、生態環保等諸多挑戰,設備供應廠商、開發商等整個行業都在積極面對,進行各方面的探索,但政策的持續性對行業穩定發展至關重要,尤其是在經濟波動期,信心決定資源的配置走向。
過去30~50年,全球各國在風電技術創新、產業化過程中持續投入了巨大資源,也需要通過未來一段時間來轉換,逐漸呈現出市場競爭力,行業發展到今天,已經取得和即將呈現的成果不可忽視,因此,保證行業的持續健康非常重要。
未來可再生能源將在能源體系中占據重要地位,需要回歸市場屬性,參與市場競爭。風電發展到一定階段,補貼逐步退出,一定程度上促使企業不斷加快技術與管理進步,降低發電成本,參與市場競爭。從長遠看,這是好的驅動。但市場化競爭不應只關注設備價格,而應該考慮全生命周期的綜合成本,避免行業的惡性競爭。企業作為其中的重要環節,也要積極應對,努力提升自身綜合實力,通過技術創新、管理創新、模式創新等一系列舉措來提升企業競爭力、應對挑戰。
2018年以來,國家能源主管部門頒布了一系列政策條文,規范、促進風電行業發展
整體來看,以下幾方面提振了行業發展信心:
一是,第七批可再生能源補貼目錄的下發,將大大緩解開發企業的資金壓力,這批目錄里包含3400萬千瓦的風電項目,初步估算,風電開發企業將獲得上百億的補貼資金。
二是,自去年以來,在能源局若干舉措的推動實施下,棄風限電現象有了顯著改善,風電消納問題有了一定程度的緩解,通過實施風電投資監測預警,促進可再生能源電力市場化交易、跨省交易,風電供暖,火電靈活性改造,推行輔助服務市場等舉措,上半年棄風電量同比減少52億千瓦時。
三是,風電新的市場空間的釋放,一定程度上保證了行業持續發展。2018年煤電去產能400萬,風電由原來的“紅六省”變成“紅三省”,內蒙古、黑龍江、寧夏三省的風電開發解禁,僅剩甘肅、新疆、吉林三省還處于紅色警戒內,上海廟-山東特高壓投運,分散式風電啟動,海上風電進入加速發展期,釋放了千萬千瓦級的風電市場容量。
七、全優產業鏈共同推進行業進步
我國風電設備制造業已告別“明星制造”時代,進入到新的階段。在這一階段,需要逐步完善風電產業鏈的協調發展,促進風電產業的調整升級,提高風電產業的綜合效益。金風科技首次將供應鏈合作伙伴視為產業生態圈的“一份子”,通過持續有效溝通,提供技術培訓和支持,共同開展科技攻關,打造全優產業鏈,提升供應鏈管理水平,實現合作共贏。
在抓好產品質量和推進技術創新的過程中,金風科技帶動著產業鏈合作伙伴一起,共同打造以“質量引領、精益交付、研發協同、服務協同、可持續發展”為標志的全優產業鏈,提升風力發電效率,增強成本競爭力。
金風科技利用獲得的銀行信譽,和銀行共同解決民營企業的融資難問題,還為供應商提供了技術創新和質量進步現金獎勵,每年我們會組織一次對供應商的質量信用評價;每年對那些通過積極開展精益管理等方式提升產品質量的供應商進行經濟獎勵,包括質量標桿、精準交付、精益投入等,鼓勵這些企業提升產品質量和優化項目管理。
八、數字化創新驅動能源系統解決方案最優
金風科技提出數字化愿景,通過全產業鏈技術創新和合作,推進以信息化、數字化為依托的產業鏈升級,提升產品質量和智能化水平,降低成本,提升產業生態的競爭力。數字化、智能化等創新技術的應用,將有效提高風電產品開發以及運營維護的效率和質量,有利于降低度電成本,為風電行業可持續發展提供重要支撐。
同時,金風科技采用一系列先進的大數據工具、技術框架,在滿足系統高可靠、高可用、可擴展、安全穩定的前提下,搭建風電大數據平臺,提供高負荷和海量數據處理能力,支撐風電行業對數據的抽取、轉換、清晰、整合、分析、管理等各方面的需求,幫助我們不斷細化風電場設計顆粒度,同時加快定制化產品配置迭代創新速度。
在數字化風電場的整體架構設計方面,從規劃設計、工程建設到后期運營,針對不同的階段,金風科技有對應的數字化產品解決客戶的問題:Freemeso、Goldfarm解決了客戶前期資源尋優、風電場精細化設計的文通;BIM+解決了工程建設階段存在的不確定性問題;SOAM針對維修維護、備品備件、資產管理等方面做出了完整的解決方案。從內部開發數字化產品的角度講,我們有先進的設備采集數據、有內部的平臺接入、存儲和分析不同類型的數據、為數據分析提供了很好的支撐,也進一步促進了數字化產品的開發和走向市場。
根據金風科技的實踐經驗,借助數字化風電場的產品和能力,風電場能夠實現發電量提升5%~15%、施工周期縮短5%~10%、成本降低5%~10%。
九、金風科技智能風機實現出力最優
金風智能風機技術利用綜合計算、網絡和物理環境的多維復雜系統,通過先進的測量和傳感技術、建模分析技術、控制和協同決策技術的應用,實現風電機組的經濟、高效、安全、可靠運行,以及與環境和電網友好的目標。從機組端實現LCOE最優的主要措施是綜合降低機組全生命周期成本、提高發電量,同時實現機組的良好的環境適應性和電網適應性。
金風科技通過E-Farm,實現前置雷達測風,基于感知的控制,感知外部環境,感知風機自身的狀態,降低載荷,實現出力的最優。同時,通過能巢系統。從風電場的角度來保證風機的最佳運行,場群控制,對噪聲、陰影的控制。通過E-Farm、能巢系統,實現風電場的性能管理、能量管理和資產管理。
十、數字雙胞胎系統:實現從1.0到2.0的升級:
數字雙胞胎,是未來風機智能化運行的一個方向,未來對自然環境的認知,不可能完全通過現場摸排采集獲知,從云端構建一個數字模型,從現實風電場傳回的數據與云端的模型進行耦合,不斷優化,驗證風場實際數據、試驗臺的數據和云端仿真模擬數據的偏差,優化的過程有兩個方法,一是人為干預,一是系統自學習。載荷是驗證看還有多少冗余,功率曲線也是,多臺風機的出力,相互之間也可以協同,實現風機和風機之間的協同。
簡單而言,針對遍布在全球的每一臺風機,在云端終端實現風機控制、優化,并通過系統的自學習來實現部件診斷。將每一臺風機、風電場的模型建立在云端,將實際運行數據與云端模型模擬的數據進行比對、優化,來實現感知的一致。這種情況下,現場數據傳回后,可以以云端的模型來預算出機組載荷、功率曲線的冗余度,實現故障診斷、出力優化。目前金風科技已實現2萬臺機組的連接。
金風科技的數字雙胞胎技術,在設計仿真及產業化運行階段,風電機組實現了數字世界與物理世界的閉環映射及閉環驗證。基于風資源條件、機型平臺等級、子系統條件等設計需求完成仿真模型建模、控制器設計、載荷及動力學仿真設計、部件校驗。通過對樣機的安全功能測試、系統辨識、性能測試、載荷驗證等完成設計認證,實現與仿真設計的閉環確認。通過產業化機組的安全、性能、可靠性、子部件健康、系統裕度等評估,實現產業化機組表現與樣機的對比及與仿真設計的對比。基于閉環映射及閉環驗證,可進一步實現設計的優化、現場故障診斷及預警預測的目標。
十一、加強檢測試驗,確保產品質量
中國提出了中國制造2025戰略目標,要求加強產品的實驗和檢測,通過實驗和檢測,用數據說話,以此推動產品質量,推動行業發展,提高中國制造的競爭力。
金風科技通過在江蘇、福建兩地實驗檢測中心的規劃和持續投入,形成一條包含了從可以驗證風電綜合環境材料級別,到電機、葉片、變流、變槳等關鍵子系統級別,最后到海上整機實驗的能力布局。并且通過和供應鏈、企業、機構的合作,形成試驗創新的生態圈,以實驗作為創新的基石,開辟一條從跟隨復制到自主創新的中國風電新路,支撐海上風電的快速健康發展。
十二、打造環保的風電場,踐行國家綠色發展戰略
結合當前生態文明建設要求,金風科技提出了“數字?生態?未來”的暢想,利用數字化技術進行精細、精準設計,減少后期建設過程中對環境的破壞,從“節約”、“環保”、“低碳” 、“健康”四個維度定義綠色標準,建設全生命周期綠色風電場,從綠色設計-綠色采購-綠色施工-綠色運維-綠色退役,以身踐行國家綠色發展戰略,助力綠色發展。
十三、實現全球化的協同開發合作,加快創新速度
近幾年,金風科技持續重視研發投入,全球布局7大研發中心實現全球化的協同開發合作,包括中國(北京、烏魯木齊、無錫、鹽城),德國,丹麥,美國芝加哥,擁有研發和技術人員2000余名。積極通過知識產權保護核心技術,國內專利申請3200多項,授權專利超過1700多項,國際專利申請347項;積極參與風電技術領域國際及國內標準的制修訂,國際標準方面,參與IEC 61400-1等11項IEC標準的制定,13名技術人員成為IEC/TC88的注冊專家;國內共參與160項標準的制修訂(其中國家標準79項,行業標準62項,地方及協會標準19項)。
為適應海內外市場的快速發展及滿足客戶多元化需求,金風科技在產品和技術、市場、人力資源、管理、資本運營五方面進行部署。歷時8年的國際經驗和客戶資源積累,深耕國際風電市場7大核心區域。截至2018年上半年,金風海外裝機超過1,600MW,占到中國企業海外風電裝機的50%以上,海外訂單及投資容量近 4,000MW。
未來,金風科技在海外戰略實施的發力點將著眼于以國際市場需求為導向,進一步提升產品和技術性能、增強本地服務能力和技術創新能力。金風科技不希望僅僅在一個地區輸出設備,而是希望融入當地發展,助力當地經濟和可再生能源發展。
作為清潔能源能源企業,金風科技在為世界千家萬戶提供便宜、可靠的綠色能源同時,也注重風電人的人文關懷,激發員工工作熱情和創新精神,培育創新的沃土,使員工在工作的同時實現自身價值,為可再生能源、為中國風電的可持續發展提供保障。同時,我們也關注風電人健康工作的環境,通過體育健康產業打造“智慧體育生態圈”,用健康的體魄和精神去為世界創造碧水藍天,助力每一個夢想的實現。并連續兩年贊助北京馬拉松活動,從打造綠色北馬到打造綠色跑者,倡導全社會踐行綠色發展。
發展可再生能源產業,是國家實現對外減排承諾、改善生態環境的重要一環。金風科技始終懷揣促進全球清潔能源可持續利用的夢想,積極參與并推動全球清潔能源革命性創新,為世界各地的全人類提供可負擔、愿負擔的可再生能源;確保未來能源供給系統和能源生態系統的穩定、可靠;幫助人類實現自然和社會的和諧、可持續發展。
(發言為能見APP整理,未經本人審核)