新能源技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化助推高耗能產(chǎn)業(yè)轉型升級

【本刊訊】 2014年11月6日，在京召開的2014第六屆世界非并網(wǎng)風電與能源大會上，國家發(fā)展改革委產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究所、國家發(fā)展改革委能源研究所、國家“973”計劃大規(guī)模非并網(wǎng)風電項目組共同舉行了新能源技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化助推高耗能產(chǎn)業(yè)轉型升級重大研究成果新聞發(fā)布會。世界風能學會麥加德主席，國家發(fā)展改革委宏觀經(jīng)濟研究院馬曉河副院長、能源研究所韓文科所長、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究所王昌林所長、國家“973”計劃大規(guī)模非并網(wǎng)風電項目首席科學家顧為東院長及其團隊骨干、世界風能領域及相關領域專家學者和企業(yè)代表共計200多人出席發(fā)布會。

一、項目研究的背景情況

2007年7月，以江蘇省宏觀經(jīng)濟研究院顧為東院長為首的團隊，申報我國重點基礎研究發(fā)展計劃（“973”計劃）能源領域“大規(guī)模非并網(wǎng)風電系統(tǒng)的基礎研究”項目，獲得科技部立項（編號：2007CB210300），這是我國 “973”計劃能源領域第一個風電項目。

項目主要研究風電不并網(wǎng)、經(jīng)過改造，使之應用于能夠適應風電波動的高耗能產(chǎn)業(yè)。這是首席科學家顧為東1980年開始研究，并建立模型，1984年連續(xù)發(fā)表論文，歷經(jīng)30多年不懈研究完善，上升為國家“973”計劃重點研究項目。

項目組經(jīng)過7年研究及產(chǎn)業(yè)化工作，基礎理論取得重要突破，揭示了風電應用于海水淡化、油田抽油、電解鋁等生產(chǎn)過程運行規(guī)律，把握了內(nèi)部機理以及新能源與高耗能產(chǎn)業(yè)之間的耦合關系，擁有完整的自主知識產(chǎn)權，并建立了示范工程。如在江蘇大豐建成非并網(wǎng)風電日產(chǎn)百噸和萬噸海水淡化示范項目；在遼河油田、大慶油田建成非并網(wǎng)風電抽油示范項目；風電電解鋁方面，通過實驗室小試和中試，模擬新疆達坂城風電煉出第一塊鋁錠，目前正在著手建設年產(chǎn)1000噸鋁的風電電解鋁示范工程，為年產(chǎn)40—60萬噸/年風電鋁一體化項目奠定基礎；風電制氫方面，在江蘇沿海成功以風電直接制氫，進行氫燃料電池和氫內(nèi)燃機汽車運行。

二、項目的戰(zhàn)略意義

項目構建的非并網(wǎng)風電-高耗能產(chǎn)業(yè)集成系統(tǒng)，將風電與海水淡化、電解鋁、制氫、煤制天然氣等相結合，是一次全新的探索和嘗試，在世界范圍內(nèi)屬于技術首創(chuàng)。如非并網(wǎng)風電應用于海水淡化，既能解決風電上網(wǎng)、脫網(wǎng)、棄風等難題，又能將綠色能源直接應用于電解鋁、制氫、煤制天然氣等高耗能產(chǎn)業(yè)，可以減少網(wǎng)電所用燃煤消耗，減少溫室氣體排放量，不但具有可觀的經(jīng)濟效益、而且具有良好社會和環(huán)境效益，特別適用于孤島等缺水、缺電地區(qū)，可有效解決海島、沙漠等偏遠地區(qū)的能源和淡水供應問題，可以說在全球能源及淡水資源雙緊缺的情況下，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

此外，隨著非并網(wǎng)風電技術不斷升華，項目組認為，風電能夠適應高耗能產(chǎn)業(yè)波動，就能適應電網(wǎng)波動。提出對電網(wǎng)調(diào)峰的新思路，即建立能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，將大規(guī)模高耗能產(chǎn)業(yè)技術改造、轉變功能，為我國大電網(wǎng)配套。

以燃氣發(fā)電和抽水蓄能電站進行調(diào)峰，被國外稱為智能發(fā)電系統(tǒng)。而我國受天然氣缺乏、水源和選址困難制約，難以大規(guī)模發(fā)展燃氣發(fā)電和抽水蓄能電站調(diào)峰。項目組將大規(guī)模高耗能產(chǎn)業(yè)功能轉變，使之具有為我國大電網(wǎng)調(diào)峰功能，電網(wǎng)剛性轉為柔性，利用率由30%提高到55%，達到世界先進水平。如果協(xié)調(diào)的更好，這個比例可以進一步提高，同時煤電廠發(fā)電量可以增加30%以上，高耗能產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益增加2—4倍，不僅將高耗能產(chǎn)業(yè)轉型升級為高載能產(chǎn)業(yè)，還將我國風電和太陽能做到高效、低成本全部上網(wǎng)。項目通過產(chǎn)業(yè)化可以為國家形成2—4個萬億（元）級的國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

三、項目的核心技術

大豐市日產(chǎn)萬噸非并網(wǎng)風電淡化海水示范項目的核心技術為自主研發(fā)并應用了世界首臺套大規(guī)模風電直接提供負載的非并網(wǎng)風電運行控制系統(tǒng)，即在沒有任何網(wǎng)電支撐的情況下，由1臺2.5兆瓦的永磁直驅風電發(fā)電機組向海水淡化裝置提供穩(wěn)定的電能。海水淡化裝置由3套系統(tǒng)并聯(lián)組成，可根據(jù)風電機組的供電情況逐套切入或切除。

四、未來展望

項目按照市場化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。一是按照公司化規(guī)范運作。請感興趣的相關企業(yè)共同出資組建公司負責項目的規(guī)范化運營。二是在后續(xù)項目建設中，將重點進行技術提升，設備完全國產(chǎn)化、集約化，形成集成系統(tǒng)完全自主知識產(chǎn)權。

三是開發(fā)系列化產(chǎn)品，拉長產(chǎn)業(yè)鏈。在裝備上，開發(fā)生產(chǎn)不同MW級的非并網(wǎng)風電系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)小型化、模塊化、市場化。