科技创新推动“大风轮”转起来
徐建中
中国科学院院士
2023 年，我国可再生能源总装机占全国发电总装机量的 50% 以上，这一历史性的转折点体现了我国能源绿色低碳转型的稳健步伐。而风能利用的科技创新为可再生能源的安全稳定高质量发展提供了澎湃动力。
首先，风能利用科技创新立足于国家政策支持与消费需求。2023 年，国家发展改革国家能源局、工信部、科技部、财政部等围绕风能技术发展、开发建设和高比例应用，生产端到消费端出台多项政策，从关键零部件研发、风电场改造升级以大代小、退役电设备循环利用、绿色低碳先进技术示范、电力业务许可到并网安全运行标准，涵盖风电装备全生命周期，为风能科技创新提供一方沃土。各高校院所及企业可以甩开膀子加油干。
科技创新推动风电机组大型化走入“无人区”。为实现度电成本的降低，风电机组快速大型化已成为风电产业的发展赛道。2023 年，由我国企业研制的全球单机容量最大、风轮直径最大的 18 兆瓦海上直驱风电机组业已下线；全球最大的 15 兆瓦陆上风电机组也被推出。这些大风机安全可靠高效低成本运行的背后离不开超大型风轮叶片设计制造、整机新材料发展应用、关键部件性能提升、数字化风电模型预测等科技创新的支撑。现在， 中国风电机组装备正逐渐凭借大型化、低成本、高科技含量的优势走出国门走向世界。
科技创新推动风能利用形式百花齐放。风能热利用技术，旨在高效解决清洁供热问题，2023 年一台2兆瓦风热机组已实现高效运转，打通技术到产品的转化难点。风能制氢技术，拓展风电适用范围，为绿氢制造提供动能。高空风力发电技术，旨在探索新型高效高空风力发电实现机理并提出解决方案。每一种创新形式的利用都会面临曲折，但是正因曲折才要攀登，正因层层迭代技术才能走向成熟。
此外，风能发展面临新的挑战。行业的每一次进步都会衍生出新的问题，比如超大型叶片检测、超大型叶片轻量化、大功率发电机齿轮箱集成、漂浮式风电安全可靠运行、大功率传动链气弹—机—电—液—控—网多参量耦合、模型预测数字孪生技术等等。这些问题需要一代代风能人前赴后继，攻坚克难。
2024 年，国家能源局已提出全年全国风电光伏新增装机 2 亿千瓦的目标，我们风能人还要撸起袖子加油干，为我国能源转型继续贡献力量！