提高風電消納能力 推進風電健康發(fā)展——專訪北京交通大學電氣工程學院教授汪至中

文/本刊記者 王思童/

新年伊始，京華春來早。

北京交通大學電氣工程樓7層。走進汪至中的辦公室，大書柜依墻而立，一摞一摞厚厚的資料堆在書桌上，讓這個原本不大的空間略顯局促。

“春天快來了?！?作為風電“蠻荒”時代的開拓者之一汪至中對記者說出這句話時，臉上盡是釋然的笑容。

《電器工業(yè)》：目前，國家能源局副局長劉琦已明確，風電是我國第三大能源，請您介紹一下目前國內(nèi)的風機制造的情況？

汪至中：2012年我國風電裝機容量大概為1500萬千瓦，這是根據(jù)已經(jīng)并網(wǎng)的數(shù)量來統(tǒng)計的，雖創(chuàng)三年來的最低，但我國的總裝機容量己經(jīng)超過了7000萬千瓦。國家計劃2013年新增風電裝機容量要達到1800萬千瓦，根據(jù)出臺的《風電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，到2015年并網(wǎng)裝機總?cè)萘窟_到1億千瓦的目標肯定要突破。從我國相關(guān)政策面與實際風機制造能力來看，規(guī)劃到2020年裝機容量達到2億千瓦的目標也可能突破。去年金風與聯(lián)合動力裝機并網(wǎng)都超過了200萬千瓦，不少企業(yè)雖然產(chǎn)量少了一些，但產(chǎn)品質(zhì)量上有了較大的提高。所以說2012年雖是低谷，但是回補了前幾年發(fā)展過快而付出的質(zhì)量代價。質(zhì)量回補做的比較好的有金風、聯(lián)合動力、湘潭電氣等企業(yè)，很多整機可用率已經(jīng)可達到98%。

《電器工業(yè)》：我們也了解到一些關(guān)于風機事故的消息，從您的角度來講，您是如何看待這樣的問題？

汪至中：過去我國主要采用大規(guī)模、集中入網(wǎng)建設，雖然有利于風電的生產(chǎn)和管理，但是一旦發(fā)生問題，將會容易波及較弱的電網(wǎng)。由于我國風電技術(shù)水平仍亟待提高，自主研發(fā)和解決問題的能力不足，大量集中入網(wǎng)風電的不穩(wěn)定和不確定性，給較弱的沒有做好準備的電網(wǎng)帶來了一些困難。原有的火電、水電和電網(wǎng)的調(diào)控能力穩(wěn)定不了供電，保證不了電網(wǎng)的運行，導致風電生產(chǎn)商和電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)性差，沒有形成一個利益共同體。其次，可以關(guān)注一下細節(jié)監(jiān)控，據(jù)了解幾次脫網(wǎng)大事故的誘因，不過是風電場端口的35kV短路接地或絕緣破損等細節(jié)問題，完全是施工工程質(zhì)量和維護方面的問題，不是風機整機性能造成的(整機并沒有35kV的端口)，而這些誘因無論是發(fā)生在火電還是風電，都會造成脫網(wǎng)事故。因此，首先要加強風電場的施工和日常運營維護管理來減少事故，然后才是針對風機性能和質(zhì)量的生產(chǎn)管理的加強，例如對風電機組運行以及對風電場情況的實時監(jiān)測和故障診斷，對風電場及每臺風機的質(zhì)量要做好全生命周期的健康管理等。

我認為無論發(fā)展的速度怎么樣，安全總是第一。否則暴露的問題，將需要大量的精力和費用來彌補。以甘肅的脫網(wǎng)事故為例，將1000臺風機改成具有低電壓穿越能力的風機，每臺至少需要幾十萬元人民幣，這樣就打破了原有的資金計劃，并要對成本回收和盈利進行重新評估，如果還存在如槳葉斷裂、變速箱損壞等問題，則又要支付另外一筆費用。因此引進技術(shù)要逐步進行消化吸收，小步快跑，不斷消滅隱患前進才能消除大的隱患。

《電器工業(yè)》：關(guān)于發(fā)展分布式風電談一下您的理解？

汪至中：改變新能源的入網(wǎng)方式即改集中式入網(wǎng)為分布式入網(wǎng)，將能夠提高電網(wǎng)公司的積極性，提高其與風電場的配合度。集中的電網(wǎng)相當于一根大支撐桿，用一大支撐桿支撐1000平米帳篷的風險，遠遠大于用1000根小支撐桿支撐1000平米帳篷，斷了一根支撐桿其它999根還頂著。將集中入網(wǎng)分解為小電網(wǎng)入網(wǎng)，將不會因為某一風電場或電機出問題而波及整個電網(wǎng)?，F(xiàn)在我國也在鼓勵分布式入網(wǎng)。

《電器工業(yè)》：你覺得2013年風電發(fā)展需要注意哪些問題？

汪至中：資金鏈斷裂與連環(huán)債問題已經(jīng)成為目前最為需要關(guān)注的問題。2012年，我國的風電行業(yè)已陷入了惡性循環(huán)，即國家拖欠開發(fā)商電費、開發(fā)商拖欠制造商設備費、制造商拖欠零部件商、零部件商再施欠原材料的怪圈。來自電力市場、輸配電系統(tǒng)等下游的壓力已經(jīng)迅速傳遞到整個產(chǎn)業(yè)鏈。風電機組的部件商或者整機廠家發(fā)貨后不能及時收回貨款，這導致他們的現(xiàn)金流出現(xiàn)問題，甚至在整個供應鏈上都出現(xiàn)了現(xiàn)金流困難的局面。去年風電企業(yè)大量裁員也是由于資金鏈斷裂，應收賬款無法收回所致。據(jù)我了解，2012年整機制造商金風有60億，華銳有80億的應收賬款尚未收回，而中國風電和龍源等開發(fā)商則有數(shù)億至數(shù)十億的風電電費尚未收回。風機賣出去錢收不回來，導致一些企業(yè)風機賣得越多虧損越嚴重，越是上游的部件供應商越處于被動的位置。拿葉片的部件商來講，需要先發(fā)貨，可是回款的時候則是先有電網(wǎng)把錢給發(fā)電商，發(fā)電商給主機商，主機商才給部件商。部件廠商需要的原材料款一時無著落，只能通過財務杠桿解決，有的是從銀行貸的錢，有的是從其它途徑拆借。行業(yè)形勢好轉(zhuǎn)，資金壓力就小些，形勢不好壓力大時只能拆東補西、賣家底或裁員，對行業(yè)的發(fā)展影響極壞。目前風電運營商把設備費用分幾部分支付，一筆是分好幾次的設備貨款，幾年也付不清。另一筆是質(zhì)保金，需要等到5年質(zhì)保期結(jié)束之后才全部付清。而這一筆費用數(shù)額不小。

目前，我國風機質(zhì)保還處在整機質(zhì)保階段，有的風電場在風機要到質(zhì)保期前，提出將風機重要零部件更換一新的想法，長期以往對整個風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都是有滯后的影響。個人覺得，風機質(zhì)保也應該因情況而異，不同的部件有不同的質(zhì)保期，具有針對性的質(zhì)保，可以參考汽車的質(zhì)保標準，例如，整車質(zhì)保指該車質(zhì)保年限或公里數(shù)。 一般來說可能是2年/6萬公里（其中之一先到即出保期）；動力總成保修是指發(fā)動機和變速箱，如果這兩個部件出現(xiàn)質(zhì)量問題會得到保修，前提是要按保養(yǎng)手冊在4S店定期保養(yǎng)，才能得到保修。不管是國內(nèi)還是國外，整車質(zhì)保都并非真正是指整車任何部件都享受同樣的質(zhì)保服務，而是分部件進行質(zhì)保。一般來講，易損壞或者老化的部件如電瓶、避震器、雨刮、橡膠、音響設備等的質(zhì)保期要短一些，而不易損壞的部件如發(fā)動機缸體等的保修期要長些，還有一些部件有的汽車廠會申明免賠。風機是和汽車類似的機電產(chǎn)品，原來2年質(zhì)保，惡性競爭的結(jié)果成了5年，損毀的是整個行業(yè)。現(xiàn)在有了風電企業(yè)自律，是否應該改一改，3年/6000小時（折合滿發(fā)小時）比較合理。應該規(guī)范一下風機的質(zhì)保和質(zhì)保期。

另一個就是“棄風限電”問題，光憑風電企業(yè)的一己之力，難以沖破“寒冬”的局面。希望隨著政府補貼資金的逐步到位，可以部分增強開發(fā)商的造血機能，進而盤活設備和零部件制造企業(yè)，也希望隨著電力基礎(chǔ)設施建設投入力度的加大和相關(guān)法律法規(guī)的嚴格執(zhí)行，減少棄風限電。

《電器工業(yè)》：您對于目前存在的棄風現(xiàn)象有哪些看法？

汪至中：我認為提高風電開發(fā)利用效率，加強風電建設和運行管理、保障風電并網(wǎng)和消納將是未來發(fā)展所要關(guān)注的。目前，“三北”地區(qū)（東北、華北、西北）是我國風電發(fā)展的主要地區(qū)。隨著風電裝機的快速增長，三北地區(qū)的棄風、限電等問題日趨嚴重。風電場平均利用小時數(shù)為1907小時，同比降低266小時；棄風電量達123億千瓦時，棄風率約16%，棄風電量對應電費損失約66億元，折合火電標準煤耗384萬噸，折合CO2減排量760萬噸。嚴重影響了風電場運行的經(jīng)濟性，風電并網(wǎng)和消納已經(jīng)成為制約我國風電持續(xù)發(fā)展的最主要瓶頸。我覺得可以合理的利用三北地區(qū)的棄風。

《電器工業(yè)》：如何利用與提高三北地區(qū)的風電消化能力？

汪至中：風電發(fā)電最好的時間是冬季和春季，此時正值“三北”地區(qū)供暖的時期。提高風電開發(fā)利用效率，加強風電建設和運行管理、保障風電并網(wǎng)和消納， 應大力發(fā)展儲能技術(shù)，采用蓄熱電鍋爐技術(shù)，促進風電就地消納，也就是由“風能”變成“電能”、再轉(zhuǎn)換為“熱能”的新型供熱方式。采用風電能源供熱后，緩解了以煙塵和硫化物為主的污染狀況，對PM2.5和環(huán)境污染控制有著刻不容緩的作用。棄風發(fā)電供暖系統(tǒng)，一是可將電網(wǎng)輸送不出去的風電就近送附近城鎮(zhèn)非集中供熱居民區(qū)，由變電站送各家各戶電熱轉(zhuǎn)換、儲熱、循環(huán)和終端放熱（暖氣片或地熱管），儲熱于民。二是可利用風場附近的熱電廠，減少火力發(fā)電及供熱，由棄風的電能補電并電熱轉(zhuǎn)換替換集中供熱。雖然存在火電、風電和電網(wǎng)間己有利益關(guān)系再平衡的障礙，但從環(huán)境的共同利益出發(fā)，政府管理層應可從中找到各方利益的平衡點，使“三北”的風電不再被大量浪費掉。原來浪費掉的棄風電能在各集中或分散的換熱單位通過控制器，在儲熱器中將電能轉(zhuǎn)化成熱能。儲熱器中的儲熱劑由多種有機質(zhì)化工材料配制而成，具有很強的儲熱能力（是水的8倍至10倍）。通過金屬換熱器，熱能再由水送到各地點。當無風時，系統(tǒng)在48小時內(nèi)仍能通過儲存在儲熱器中的熱量繼續(xù)為用戶供熱。

風電供暖可以推動風電多樣化利用，并且結(jié)合用電側(cè)需求進行電力管理調(diào)配，有利于減少“三北”地區(qū)的棄風、改善環(huán)境，減少霧霾。促進節(jié)能減排的開展，發(fā)展風電供熱，電價和利益關(guān)系是一個關(guān)鍵，應積極開展低谷風電靈活電價政策的研究。

《電器工業(yè)》：能通過一個案例來向我們介紹一下“產(chǎn)學研”結(jié)合，為風機制造研究方面帶來了哪些創(chuàng)新？

汪至中：“產(chǎn)學研”結(jié)合是一種創(chuàng)新的發(fā)展模式。瞄準國家科技發(fā)展目標，立足院?？萍純?yōu)勢，整合企?？萍剂α?，“三點一線”搭建成果轉(zhuǎn)化“金橋”；從重點實驗室到中試基地再到產(chǎn)業(yè)基地，建立完整的從技術(shù)到產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化鏈條；以原始創(chuàng)新、技術(shù)集成創(chuàng)新為內(nèi)核的科技自主創(chuàng)新在風能領(lǐng)域遍地開花。大院大所與大企業(yè)按照市場機制，共建科技企業(yè)的“雙大合一”模式，走出了產(chǎn)學研一體的捷徑，使具有資金、市場和理念優(yōu)勢的企業(yè)與具有人才、科研和開發(fā)優(yōu)勢的院所結(jié)成產(chǎn)學研聯(lián)合體。風電行業(yè)目前人才資源匱乏，校企聯(lián)合的教育方式、產(chǎn)學研合作模式必將為我國風電行業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)源源不斷的優(yōu)秀人才。例如，華創(chuàng)風能以沈陽工業(yè)大學的風能技術(shù)為依托，專業(yè)生產(chǎn)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的1.5MW變速恒頻雙饋式風電機組及其系列產(chǎn)品，并且校企共建實訓基地辦學，培養(yǎng)了許多風電領(lǐng)域的各類人才。沈陽工業(yè)大學對全國十幾個省的二十多個企業(yè)產(chǎn)學研合作研發(fā)了雙饋、直驅(qū)、半直驅(qū)等許多風電機組，其成果產(chǎn)值己超過了60億元。

《電器工業(yè)》：近日，我們了解到已將海上風電加入進鼓勵類產(chǎn)業(yè)目錄，請您為讀者介紹下相關(guān)的情況，并談談您對國內(nèi)目前發(fā)展海上風電秉承怎樣的態(tài)度？

汪至中：國家發(fā)改委公布了重新修訂的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄，海上風電機組技術(shù)開發(fā)與設備制造和海上風電場建設與設備制造兩項涉及海上風電項目被列為鼓勵類產(chǎn)業(yè)目錄。規(guī)劃提出，積極開展海上風電開發(fā)技術(shù)準備、前期工作和示范項目建設，適時穩(wěn)妥擴大海上風電建設規(guī)模，以特許權(quán)招標項目和試驗示范項目建設帶動海上風電技術(shù)進步和設備制造產(chǎn)業(yè)升級，為海上風電大規(guī)模開發(fā)建設打好基礎(chǔ)。重點開發(fā)建設上海、江蘇、河北、山東海上風電，加快推進浙江、福建、廣東、廣西和海南、遼寧等沿海地區(qū)海上風電的規(guī)劃和項目建設。

個人認為海上風資源豐富，發(fā)展前景良好，但是我們還是要注意海上風電存在以下幾個問題：一是技術(shù)瓶頸的制約。例如海上風電所需的大風機要求葉輪直徑的增加會導致槳葉受力差異的問題。又如風機要能夠適應海上特有的鹽霧氣候?qū)τ诤芏嗥髽I(yè)來說也是一個挑戰(zhàn)。二是成本過高。海上風電機組底部的塔基成本比槳葉和電機還要高許多，長距離海纜輸電在技術(shù)和成本上都比陸上要高，因此海上風電的成本要比陸上風電的成本貴數(shù)倍。三是對海上漁業(yè)資源的影響。在施工過程中的大量噪音會影響到魚的生存環(huán)境。四是陸上風電場建設的經(jīng)驗驗證還需積累，雖然我國海上風資源比較豐富，但海上風電場要不斷吸取陸上風電場的經(jīng)驗，不能發(fā)展過快，如在海上出現(xiàn)過去陸上風機出現(xiàn)的失誤，其災難性的損失將影響久遠，不可接受。對于已經(jīng)拓展海上風電的企業(yè)來說，我認為應當穩(wěn)步發(fā)展不能過分追求“大”而“快”的發(fā)展。