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金风科技曹志刚:风机大型化不能走老路 技术跳变需要底层创新

日期:2022-11-18    来源:金风科技微平台

国际风力发电网

2022
11/18
10:46
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关键词: 金风科技 风电技术 碳中和

CCTV-1《大国品牌》、新浪财经2022年共同发布“绿色品牌行动”计划,甄选国内外具有社会责任的绿色行动品牌企业代表人作为绿色发展倡导者,传递产业与企业绿色发展主流价值观,制定落实 ESG 指标,展现绿色品牌标杆形象,共同推动国家“双碳”目标及品牌绿色发展目标的全面实现。近日,金风科技董事兼总裁曹志刚接受《大国品牌》及新浪财经的联合专访,就构建新型电力系统、风电技术创新、企业碳中和路径等话题发表看法。

“‘十四五’期间,估计中国风电市场每年新增风电装机70-80GW左右,海外风电市场每年新增装机可能也会在60GW左右,甚至到70GW,”新疆金风科技股份有限公司董事兼总裁曹志刚对未来风电市场规模做了这样的预计。

曹志刚认为,“十四五”期间,全球风电市场年新增装机总量大概会保持130-150GW的规模,“2021年新增装机规模接近100GW,还是比较快速的增长。”

在2021年全球风电整机商排名榜上,中国风电整机商占据了前十名中的六个席位,其中,金风科技仅次于维斯塔斯(Vestas),年度新增装机容量排名全球第二、中国第一。

面对风电市场的持续壮大,和国内友商的激烈竞争,作为中国风电龙头企业的掌门人,曹志刚考虑的问题,可能并不像外界想象的那样。

可再生能源稳定性是未来的重要挑战

一家真正龙头企业的修养,不仅是实现自己的盈利和市占率,还要为行业计长远。

“可再生能源的稳定性,可能是接下来10年20年甚至30年的重要挑战,”曹志刚特别谈到。

他站在行业角度算了这样一笔账。“去年全社会可再生能源发电量占比是29%,未来要增长到超过60%,甚至在装机容量里占到80%的比例。在可再生能源中,水电的可控性比较强,但风电和光伏这两类电源对整个电网结构的稳定性,会带来非常大的挑战。在未来的能源结构里,不管在国内还是海外,越来越多的新能源成为电源的主体,对电网结构的稳定性是非常重大的高门槛挑战。”

曹志刚认为,在这个过程中,不能只看企业自己的能源装备,还要看这些装备在风电场里起到的作用。“电站在电源侧、在用能侧,以及在能源结构中非常必要的构成部分储能,在用能侧和供给侧没办法完全做到平衡的时候,就需要储能这个重要的环节加入进来,才可能做到整个能源系统的安全和稳定。”

“针对这些问题,金风科技在科技创新中已经做了很多投入,但现在的投入只是支撑目前电网结构的稳定性。”曹志刚更关注的是,在未来5年、10年甚至2030年碳达峰之后,基本上新增电源全部为可再生能源的新型能源结构的稳定性,将如何做到平衡。

“这不仅是机制问题,还需要更多科技投入带来技术和产品的进步。能源虽然不可控,但它可预测,我们虽然不能把握源端,但它可以被调节,”曹志刚表示,用电负荷侧和供给侧,不可能一端完全围绕另一端的变化去响应和波动,但这两端如果做到精准预测,就可以灵活地匹配和调整。

他表示,数字化技术更智能、更全面地与能源技术深度融合,“在科技创新方面,它重塑了能源自生产到消费的全产业链,将引领能源革命进入新时代。” “以前可再生能源被定义是补充能源,后来定义为主要能源之一,现在按照新型能源结构的定义,它就是主力能源,在能源结构里,可再生能源至少要担当50%以上的能源重任。这样,新能源的波动性、可控性、稳定性,以及对用户侧的预测连接,就需要我们做得更好。”

曹志刚认为,这方面需要行业更多的联合。“实际上也需要新能源企业向上下游有更多延伸。与五年前我们要做到度电成本最优和风火同价一样,目前构建新型电力系统的平稳安全成为更重要的攻关内容 。”

中国风电已进入技术创新无人区

在全球风电整机商前十名的榜单中,中国企业已经占据大半壁江山,中国风机也在不断刷新行业纪录。

今年10月13日,我国自主研发的13.6兆瓦海上风电机组在福建三峡海上风电国际产业园下线。该机组是当前全球范围内叶轮直径最大、亚太地区单机容量最大的风电机组,标志着我国海上风电大容量机组在高端装备研发制造能力上实现重要突破。

本次下线的单机容量13.6兆瓦海上风电机组,叶轮直径252米,叶轮扫风面积约5万平方米,相当于7个标准足球场大。在满发风速下,单台机组每转动一圈发电29千瓦时,每年可输出6350万千瓦时清洁电能,可满足3万多户三口之家一年家庭正常用电。

这个纪录距离上一个亚洲纪录,仅仅相隔8个月。今年2月,该产业园下线的13兆瓦抗台风型海上风电机组曾是亚洲地区单机容量最大、叶轮直径最大的风电机组。

曹志刚介绍说,这是金风科技和三峡集团在2021年一起承担的国家重点揭榜挂帅项目,“这和我们20年前刚开始干风电时的单机容量相比已经大了20倍。”

而且,这个纪录还在继续被快速刷新。曹志刚说,“我们希望在单位投入成本一定的情况下,得到更优的度电成本,同时还要满足电网更严苛的要求。”

产品创新,背后的核心是技术创新。

“中国风电从80年代起步,90年代进入国产化研制,到2000年进入快速发展期,起步时我们以欧美企业作为榜样,经过20多年的发展,现在无论是叶轮直径、单机功率等级、塔架高度以及度电成本等方面,已经与国外前沿技术没有差别了。”回顾中国风电的发展历程,曹志刚表示,国内风电企业走到引领阶段的“无人区”位置后,需要的是背后技术创新支撑。

“用什么样的仿真软件去做产品设计,用什么样的数学模型,做出来的设计能够保证一次性成功,”他认为,还需要大型实体实验台的投入,去做相互间的校验,让数学模型的准确性更高,仿真能力更强,包括一些创新理论的提升和建立底层设计软件能力的提升等。

随着技术的成熟和进步,以及对经济性的追求,风机的功率正在变得越来越大。

“海上风电要到18兆瓦甚至20兆瓦以上,陆地风机2021年主流机型单机容量还在3兆瓦级别,2022年就已经到了5兆瓦、6兆瓦了”。曹志刚坦言,“仅三年的时间,风机容量、叶轮直径、扫风面积翻了一倍都不止,三年前是想象不到有这么快的增长速度。”

但他也强调,风机的大型化,不是在以前基础上简单地延伸和放大。“沿着原来的技术逻辑和技术路线简单放大,肯定不能支撑未来更大单机容量、更高度电成本的要求,以及电网稳定性的要求。”

“在技术跳变期要有积累的过程,比如说2-3年的时间,通过底层技术创新的积累,通过仿真能力、实验能力的积累,才能跨到下一个台阶,”曹志刚认为,这个过程并不是简单的功率提升,“单机容量从18兆瓦到20兆瓦、25兆瓦或者是30兆瓦,风机的结构从形式上就会有巨大的差异,包括新材料的运用。”

曹志刚表示,新型大兆瓦风机,除了使用新材料,还可能使用组合式模块等,这些技术的跳变点需要积累,经过产品迭代以后,才能走上更高的台阶。“从大趋势上来讲,毋庸置疑肯定会一直追求最优最好的经济性,最好的稳定性,以及最佳的能源结构融合性。”

从实现自身运营边界碳中和到供应商社会责任全覆盖

在新浪财经与 CCTV 大国品牌共同发布的首份“中国ESG优秀企业500强”榜单中,金风科技位列第二。

作为一家新能源企业,金风科技制定了“十四五”可持续发展目标。曹志刚介绍,公司结合自身业务运营特点,可持续发展目标主要聚焦诚信合规经营、绿色环保运营、可持续风电产业链、公平健康工作环境与和谐社区关系5大领域。

“我们是做风力发电的,希望在自己的用电结构里使用更多绿电。金风科技北京总部智慧园区从2010年以来的10年间,园区产值翻了一番,但单位产值二氧化碳排放量降低了62.5%。”曹志刚认为,从中可以看出,经济增长和二氧化碳的排放是完全可以做到脱钩的,“这10年的积累给了我们很大的信心。”

金风科技在“十四五”可持续发展战略规划中提出,2025年,万元营业收入温室气体排放比2020年降低25%,万元营业收入综合能耗比2020年降低20%,并提出了在2022年实现运营层面的碳中和。

“2022年还有将近两个月的时间,我们要实现金风科技运营边界的碳中和。”曹志刚强调了金风科技今年的减排目标。

作为行业龙头企业,引领产业链低碳转型,也是金风科技目前在做的一项重要工作。

“可持续风电产业链金风科技从2013年就做了,三年后我们发现不仅二氧化碳排放降低了,单位能耗降低了,而且还能带来很好的经济性。所以我们就希望能够推广到上游的供应链企业,也得到了工信部的支持和认可。”曹志刚这样说起事情的由来。

他介绍,金风科技在2021年一共做了约150家上游企业绿色供应链的工作,逐步让他们生产金风产品时的绿电使用率从最初的零到10%,再到30%,“我们的目标是到2025年主要供应商生产金风科技产品绿色电力使用比例达到100%的目标。”

“金风科技的产品已销售到全球34个国家,国内外客户看重的不仅是我们自身社会责任的体现,也看中我们将可持续发展的社会责任覆盖到产业链供应商,”曹志刚介绍,金风科技梳理了约300家风机主要零部件供应商,已经做到大部分供应商社会责任的评定和覆盖,“接下来的目标是,到2023年底,金风科技风机零部件供应商将全部完成社会责任的评定和覆盖。”


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