“十一五”期間,我國在大型風電機組整機及關鍵零部件設計、葉片翼型設計等風電關鍵科學技術領域獲得了一批擁有自主知識產權的成果,打破了國外對風電科學技術的壟斷。在海上風電開發領域,我國自主研究開發了一系列海上風電場設計、施工技術,研制了一批專用的海上風電施工機械裝備。
風電產業的飛速發展也促進了風電行業公共服務體系建設。“十一五”期間,我國建立了一批風能領域相關的國家重點實驗室和國家工程技術研究中心,并參考國際慣例初步建立了風電標準、檢測和認證體系,為我國風電發展提供了技術支撐和保障。
(四) 風電人才隊伍及學科建設情況
“十一五”期間,我國風電產業的發展推動了風電人才隊伍及學科的建設。目前,我國已擁有一批風資源勘測分析、風電機組整機及零部件設計制造、風電場設計、建設及運行維護、風電并網等風電行業各領域的專業人才,形成了風電全產業鏈的熟練技術人員隊伍,并吸引了大量國外優秀的風電人才加盟。在學科建設方面,我國已初步建立了風能與動力工程專業,并開始培養專門化人才。
二、形勢與需求
(一) 當前形勢
通過國家多年的持續支持,我國在風電科技領域取得了長足進步,但與國際先進水平相比,還存在較大差距。基于我國風電產業現狀及國內外趨勢,我國在風電科技領域仍面臨一系列挑戰,主要表現在:
1、先進風電裝備自主設計和創新能力有待加強。
早期,我國風電機組主要依賴引進國外設計技術或與國外機構聯合設計,根據我國風資源等環境條件進行自主設計、研發新型風電機組的能力不足,且缺少自主知識產權的風電機組設計工具軟件系統。
在風電零部件方面,我國自主創新能力較弱,制造過程中的智能化加工和質量控制技術比較落后。如齒輪箱、發電機的可靠性有待提高;葉片處于自主設計的初級階段;為兆瓦級以上風電機組配套的軸承、變流器剛開始小批量生產,控制系統尚處于示范應用階段。
2、風資源等基礎數據不完善,風電場設計、并網及運行等關鍵技術需要提升。
我國可利用的風能資源評價尚不精細,風電場設計需要的長期風資源數據不完善;風電場設計工具依賴國外軟件產品,缺乏具有自主知識產權、符合我國環境和地形條件的風資源評估及風電場設計及優化軟件系統;風電并網技術急需深入研究和創新,以提高風電并網消納水平;尚未形成自主研發的先進運行控制和風電功率預測等風電場運行及優化系統。
3、風電行業公共測試體系剛剛起步,風電標準、檢測和認證體系有待進一步完善。
我國已參考國際慣例初步建立了風電標準、檢測和認證體系,但鑒于我國特殊的環境條件(如臺風、低溫、高海拔等)和工業基礎與國際上有一定差別,需根據我國國情進一步完善。我國風電行業測試及相關測試系統設計等技術主要依賴國外,制約了我國風電技術的發展,而歐美風電發達國家已建成了完善的國家級風電機組野外測試、地面傳動鏈和葉片測試等公共測試服務體系,為本國風電產業的發展做出了貢獻。
4、風電基礎理論研究尚待深入,缺乏自主創新;風電學科建設、人才培養亟待加強。
由于風電大規模發展較晚,我國在風電基礎理論研究方面積累不夠,大多是直接引用或跟蹤國外的研究成果,對技術的突破和創新能力不足。風電的科研水平與國外有較大差距,風電科研人員系統培養機制有待加強。
5、中小型風電機組研發和風電非并網接入技術需要進一步提高。
我國小型風電機組生產和使用量均居世界之首,但產品的性能和可靠性有待提高,中型風電機組研發和風電非并網的分布式接入技術研究剛剛起步,在風電微網技術和多能互補利用集成技術方面需要持續研究和示范。
6、風電直接工業應用技術研究需要擴展。
雖然我國風電裝機規模迅速增長,但在如何利用規模化儲能降低風電的不確定性,以及如何利用風能進行制氫、海水淡化等工業直接應用方面的技術研究剛剛起步,需要進一步擴展。
(二) 戰略需求