風(fēng)電技術(shù)，我們要向歐洲學(xué)習(xí)什么

王芳

內(nèi)外并舉，縮小技術(shù)差距

Q：在風(fēng)電技術(shù)方面，中歐存在哪些差距？具體表現(xiàn)在哪些方面？

A：歐洲風(fēng)電發(fā)展較早，一些技術(shù)應(yīng)用成熟度高的國家將提前實現(xiàn)100%可再生能源發(fā)電。根據(jù)2019年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，丹麥的風(fēng)電發(fā)電量已經(jīng)接近總發(fā)電量的50%，在國家能源體系中處于主導(dǎo)地位。作為良性循環(huán)，成功的能源轉(zhuǎn)型帶來了風(fēng)電技術(shù)革命，又促進(jìn)了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，進(jìn)而推動能源轉(zhuǎn)型。

目前中國的許多企業(yè)都非常重視彌補(bǔ)風(fēng)電技術(shù)的短板，歷經(jīng)多年發(fā)展，技術(shù)水平得到迅速提升。在技術(shù)賽跑中，我們看到了歐洲的背影，當(dāng)背影逐漸清晰的時候，我們發(fā)現(xiàn)剩下的這段距離實難超越。因為前期縮短的差距實際上涉及的都是相對成熟的技術(shù)。如今，風(fēng)電進(jìn)入設(shè)備大型化的發(fā)展階段，許多傳統(tǒng)的技術(shù)方法已不能適用，主要表現(xiàn)為大功率機(jī)組的研發(fā)需要考慮更復(fù)雜、更極端的風(fēng)況，機(jī)組必須能夠在交替變化的復(fù)雜載荷條件下正常運(yùn)行。以翼型設(shè)計為例，據(jù)我了解，國產(chǎn)葉片基本沒有敢于嘗試完全自主設(shè)計翼型組的；以葉片為例，承載同樣的極端載荷，為什么重量難以降低？以風(fēng)電場為例，我們所用的WT、WindPro等諸多歐洲開發(fā)的軟件，不能解決陡坡、懸崖、凹谷地形條件帶來的設(shè)計誤差問題。

Q：如何縮小技術(shù)差距？中歐在技術(shù)方面可以建立哪些合作機(jī)制？

A：上述問題的解決，總體舉措可概括為內(nèi)外并舉，即加強(qiáng)內(nèi)部合作，促進(jìn)內(nèi)部循環(huán)；對外尋求合作，促進(jìn)外部循環(huán)。當(dāng)前，我國眾多的風(fēng)電企業(yè)正在實施相似的方案。國內(nèi)不少企業(yè)在丹麥設(shè)立了研發(fā)部門，有的已經(jīng)歷經(jīng)10多年時間，通過聘用當(dāng)?shù)鼐哂胸S富經(jīng)驗的研發(fā)人員迅速縮短雙方的差距。誠如前面提到的，風(fēng)電技術(shù)賽跑到現(xiàn)階段，中歐比拼的是關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的先進(jìn)性和成熟程度，后者是風(fēng)電設(shè)備實現(xiàn)量產(chǎn)和規(guī)劃布局的重要保障。

甘坐“冷板凳”，解決軟件“卡脖子”問題

Q：目前，大部分零部件都已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化，但依據(jù)自然條件進(jìn)行自主設(shè)計、研發(fā)新機(jī)組的能力尚有不足，尤其是軟件開發(fā)能力，您認(rèn)為中國要從哪些方面增強(qiáng)這方面的能力？

A：作為一名科研人員，通過和國內(nèi)外風(fēng)電企業(yè)的合作，給我最大的感受就是風(fēng)電企業(yè)存在嚴(yán)重的設(shè)計軟件“卡脖子”問題。在2020年國際單邊主義、逆全球化趨勢盛行的背景下，我們已經(jīng)無路可退，可當(dāng)大家準(zhǔn)備背水一戰(zhàn)時，卻發(fā)現(xiàn)“冰凍三尺非一日之寒”，關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)需要長期的科研積累，而長期的積累依靠的是行業(yè)高端人才堅持不懈的付出。對此，行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)科研工作者都感同身受。曾經(jīng)有多個風(fēng)電企業(yè)向我咨詢，公司目前開發(fā)某一產(chǎn)品，國外同款設(shè)計軟件還沒更新，怎么辦？據(jù)我所知，這些軟件的更新幾乎是與中國風(fēng)電發(fā)展同步的。

多年來，中國風(fēng)電企業(yè)通過持續(xù)的用戶信息反饋，推動了國外軟件的不斷完善，最終導(dǎo)致對國外軟件“吸毒”式的依賴。商場如戰(zhàn)場，等待更新軟件的過程錯失的是提升國際競爭力的良機(jī)。

這方面是最需要向國外學(xué)習(xí)的。在丹麥工作期間，我和同事們幾乎沒用過風(fēng)電商業(yè)軟件，團(tuán)隊面向的就是行業(yè)軟件的開發(fā)。十幾年，我們完成了許多專業(yè)技術(shù)程序的設(shè)計和開發(fā)，其經(jīng)費(fèi)多數(shù)來自丹麥的科技部和能源部以及歐盟，我讀博士三年的課題經(jīng)費(fèi)就來自于丹麥能源部。例如，EllipSys這個行業(yè)知名的程序由丹麥科技大學(xué)（DTU）開發(fā)，至今經(jīng)歷了近30年的積累，長期服務(wù)于丹麥的風(fēng)電企業(yè)。我耗費(fèi)了幾年的光陰，參與過其中風(fēng)力機(jī)氣動噪聲模塊的開發(fā)，相關(guān)成果已經(jīng)服務(wù)于眾多風(fēng)電企業(yè)。

實現(xiàn)突破必須有積累，我們現(xiàn)在較多的重點研發(fā)計劃偏重于實際應(yīng)用，考核的標(biāo)準(zhǔn)多是實現(xiàn)重要的成果轉(zhuǎn)化。這固然十分重要，但沒有堅實的理論基礎(chǔ)，要想在三至四年項目執(zhí)行期間實現(xiàn)重大技術(shù)突破，壓力是非常大的。我期待包括從事風(fēng)電業(yè)務(wù)的一些企業(yè)，從長遠(yuǎn)出發(fā)，高度重視國產(chǎn)軟件的開發(fā)，投入專項經(jīng)費(fèi)盡快實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)計軟件的國產(chǎn)化。

愚公移山，理論與應(yīng)用緊密結(jié)合

Q：在基礎(chǔ)理論、應(yīng)用研究方面，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)有哪些可以向國外學(xué)習(xí)的模式和經(jīng)驗？

A：風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈包含諸多的關(guān)鍵技術(shù)，而關(guān)鍵領(lǐng)域的長遠(yuǎn)規(guī)劃和頂層設(shè)計是風(fēng)電行業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的保障。

相比其他行業(yè)，風(fēng)電還很年輕，攻克一個個技術(shù)難關(guān)需要有愚公移山的精神，在短期內(nèi)全面實現(xiàn)技術(shù)超越是一種過于樂觀的想法。唯一的途徑是重視基礎(chǔ)研究，戮力同心地組織科技攻關(guān)，產(chǎn)生一批國際領(lǐng)先的突出成果。

我們經(jīng)常參加一些科技成果鑒定活動，有不少成果達(dá)到國際先進(jìn)水平，但是在后續(xù)項目指南編寫、項目申請中，我們會有意規(guī)避這些研究方向，認(rèn)為它們實現(xiàn)了國際先進(jìn)水平，難再有作為。不過，我認(rèn)為，好的成果更應(yīng)該加大力度繼續(xù)深入研究，科學(xué)研究是沒有盡頭的，持續(xù)積累并形成技術(shù)儲備是極其重要的。

早在10年前和維斯塔斯合作動尾翼葉片項目過程中，我就發(fā)現(xiàn)他們十分關(guān)注技術(shù)儲備，不僅限于服務(wù)當(dāng)前的產(chǎn)品，而且重在規(guī)劃未來。我感受比較深的是，丹麥風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)理論和應(yīng)用方面結(jié)合，產(chǎn)學(xué)研的真正結(jié)合，是實現(xiàn)風(fēng)電科技發(fā)展的重要渠道。丹麥風(fēng)電持續(xù)領(lǐng)先國際，背后的一個重要原因是本國幾所大學(xué)源源不斷的人才輸出和基礎(chǔ)理論支持，并且從理論到應(yīng)用幾乎實現(xiàn)無縫連接。以丹麥科技大學(xué)為例，我曾經(jīng)所在的風(fēng)能學(xué)院有250多人，研究方向覆蓋流體、氣彈、材料、氣象、電氣等10余個方向，每個方向都與企業(yè)有緊密合作，而且這種合作機(jī)制是具有持續(xù)性的。

這個模式值得借鑒的有兩點：一是開展真正的產(chǎn)學(xué)研合作，高校和企業(yè)間相互高度信任，形成戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。目前，我所在的揚(yáng)州大學(xué)也嘗試了這一模式，與上海電氣風(fēng)電集團(tuán)有限公司形成戰(zhàn)略合作關(guān)系，雙方高度信任、緊密協(xié)作。二是集合優(yōu)勢資源，整合研究團(tuán)隊。我國風(fēng)電研究力量過于分散，高校和企業(yè)的研究相對脫節(jié)，許多研究熱點高度重合，造成一定的資源和人才浪費(fèi)。國內(nèi)知名風(fēng)電企業(yè)的研發(fā)人員規(guī)模從幾十至數(shù)百人不等，多數(shù)是研究生學(xué)歷，其中包括大量的博士研究生。如何整合資源，打造一支風(fēng)電研究的精英團(tuán)隊，我認(rèn)為是當(dāng)下非常值得思考的問題。比如設(shè)置國家級風(fēng)電技術(shù)研究中心，涵蓋風(fēng)電的各個研究方向，培養(yǎng)一支具備國際競爭力的研究團(tuán)隊是保障風(fēng)電長遠(yuǎn)發(fā)展的可行方法。

十年磨一劍，培養(yǎng)國際化人才

Q：風(fēng)電技術(shù)邁向更高層次，對風(fēng)電人才提出了更高要求，那么，在人才培養(yǎng)模式方面，歐洲國家的哪些做法值得我們學(xué)習(xí)？

A：2001年，丹麥科技大學(xué)研究生設(shè)置了風(fēng)能方向，我是被招收的第一屆研究生。轉(zhuǎn)眼將近20年過去了，如今我所帶的本科畢業(yè)生，有一些又坐到我當(dāng)年的教室攻讀風(fēng)能碩士學(xué)位。

記得提交碩士畢業(yè)論文時，同班同學(xué)Andersen對我說，“我的畢業(yè)論文幾乎用上了大學(xué)選學(xué)的所有課程知識?！边@一點令我欽佩，這既體現(xiàn)了他對未來的認(rèn)真規(guī)劃，同時，風(fēng)能專業(yè)課程的合理設(shè)置又讓我們能夠最大限度地實現(xiàn)知識的融合交叉。他目前已經(jīng)加入上海電氣風(fēng)電集團(tuán)。

如今，丹麥科技大學(xué)風(fēng)能專業(yè)分為五個方向，每個方向包含幾門必修課。此外，學(xué)生不僅可以在全校內(nèi)交叉互選所有課程，還可以在荷蘭、德國和挪威的幾所大學(xué)選課，并可以在這4個國家選擇畢業(yè)論文的導(dǎo)師。

Q：您有在丹麥留學(xué)的經(jīng)歷，現(xiàn)在執(zhí)教于揚(yáng)州大學(xué)，希望培養(yǎng)出什么樣的人才？

A：我所執(zhí)教的揚(yáng)州大學(xué)新能源科學(xué)與工程專業(yè)，其課程模式設(shè)置部分參照了丹麥科技大學(xué)的培養(yǎng)方式，獨(dú)立學(xué)習(xí)、團(tuán)隊分工合作訓(xùn)練；教材、授課和考試全部使用英文；Matlab/ C++/Fortran編程實現(xiàn)風(fēng)力機(jī)空氣動力學(xué)建模等，鍛煉了學(xué)生的國際化能力。他們在大學(xué)三年級時期，所掌握的風(fēng)電專業(yè)知識基本接近丹麥科技大學(xué)碩士研究生二年級水平。去國外攻讀風(fēng)電專業(yè)的學(xué)生對此都深有感觸。我們一位到丹麥讀研的學(xué)生說，國內(nèi)本科課程的專業(yè)性及國際化培養(yǎng)模式，極大地減輕了他在丹麥科技大學(xué)的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，現(xiàn)在的學(xué)習(xí)游刃有余。

未來風(fēng)電發(fā)展當(dāng)堅定科教興國、人才強(qiáng)國的戰(zhàn)略。以全球的視野和開放的模式向新一代風(fēng)電技術(shù)人才傳授復(fù)合型知識，培養(yǎng)他們跨文化的溝通能力，接軌國際的專業(yè)水平。