2021年10月17日-20日，2021北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)能盛會，再次登陸北京。
本屆大會以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風(fēng)電設(shè)備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。
其中，10月19日海上風(fēng)電發(fā)展論壇隆重召開。上海電氣風(fēng)電集團股份有限公司葉片卓越能力中心主任王國軍出席會議并演講。
以下為發(fā)言全文：
王國軍：
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位同仁，大家上午好！我是王國軍，經(jīng)過十來年的發(fā)展，我們上海電氣風(fēng)電開發(fā)了將近有幾十款葉片的開發(fā)并落地，從30多米一直到102米，基于這些經(jīng)驗，今天和大家分享一下海上超長柔性葉片開發(fā)及發(fā)展。在這個十年的末尾，國家海上風(fēng)電新增裝機預(yù)計45個GW，海上風(fēng)電大有可為。
我們中國的海上風(fēng)電用不到十年的時間走過了歐洲將近30年的歷程，歐洲也走出了中國海上風(fēng)電的發(fā)展道路。歐洲的海上風(fēng)電，海風(fēng)風(fēng)速大概在9米到12米，受臺風(fēng)影響非常小。所以說他們的海上風(fēng)機發(fā)展趨勢，一個風(fēng)能直徑匹配多個，我們是在6.5米到11米之間，受臺風(fēng)影響比較大，所以說現(xiàn)在我國海上風(fēng)電機組的發(fā)展趨勢是一個產(chǎn)品平臺匹配多個風(fēng)輪直徑，風(fēng)輪直徑成為整機商產(chǎn)品競爭差異化競爭要素。在雙碳和平價背景下，今年海上裝機高峰，但是整機招投標并不是特別旺盛，最個一個招投標出來的價格比去年降低了有30%。我們可以說今年應(yīng)該是海上平價的元年，葉輪直徑的大型化使得葉片成本是增加的，但是雙碳和平價的背景下是需要葉片低成本輕量化。所以說現(xiàn)在的形勢，葉片大型化發(fā)展和葉片低成本輕量化需求之間的形勢。
面對這個形勢，我們?yōu)榱吮M快實現(xiàn)雙碳目標的要求，我們需要對葉片開發(fā)工程中的平頸點進行梳理，找到焦點，對于超大型葉片的開發(fā)，我覺得不只是簡單的尺寸上面的增大。葉片大的尺寸效應(yīng)，對于我們?nèi)~片開發(fā)來說，我們整個行業(yè)有認知盲區(qū)，我們需要對認知盲區(qū)的掃盲力度，來提升導(dǎo)致的葉片可靠性風(fēng)險。
另外一個點對于低度電成本要求，我們需要升維，在整機系統(tǒng)優(yōu)化的角度來考慮葉片的輕量化和低成本。所以對于葉片行業(yè)發(fā)展面臨的種種挑戰(zhàn)，我們只有創(chuàng)新，創(chuàng)新才能使行業(yè)持續(xù)繁榮。葉輪直徑對整機的影響是息息相關(guān)的，所以說我們需要升維在整機系統(tǒng)角度對葉片氣動布局、載荷、整機的性能，部件的邊界等等進行綜合的優(yōu)化。同時采用數(shù)據(jù)化的工具，來提升整機的效率，考慮總?cè)汉偷俣龋焖偻瞥銎絻r的葉片和整機。
對于現(xiàn)在的葉型，這兩年在展會上可以看到，海上風(fēng)機的尺寸基本上到一百米以上了，對于超大型葉片的尺寸，不只是單單的對于葉片的放大和增長，對于超長柔性葉片氣動彈性需要進一步了解，特別是在多長柔和下葉片的耦合效應(yīng)以及葉片的大變形和局部的小應(yīng)變，對葉片的影響變得不可忽略。同時葉片的鋼度，對于扭轉(zhuǎn)的影響也越來越大，所以我們在葉片的設(shè)計過程中必須要考慮葉片的動態(tài)特性。葉片的開發(fā)，我們不得不提到異形的開發(fā)，以前小葉片開發(fā)過程中使用的異形是成熟的國外流傳進來的，它的馬赫數(shù)是小于0.5，不可壓縮的。但是超大型葉片開發(fā)過程中，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的雷諾數(shù)已經(jīng)超過六百萬，馬赫數(shù)已經(jīng)接近到0.3。所以說對于超大型葉片氣動的異形要求以及現(xiàn)在大家有好多廠家應(yīng)用的小葉型低雷諾數(shù)不可壓縮，考慮高雷諾數(shù)可壓縮性等等，來保證粗糙度、敏感性，滿足葉片的開發(fā)。
同時現(xiàn)在葉片的驅(qū)動之一是凈空，在整機參數(shù)這一塊，還有一個是葉片的鋼度，葉片的鋼度與葉片的外形息息相關(guān)。對于葉片的材料占葉片售價大概70%到80%，所以說我們對于在葉片設(shè)計的時候，對于葉片的選材需要基于成本優(yōu)化物料的選擇。葉片的主材里面單位模量成本是非常關(guān)鍵的指標，我們對最近使用這些組材做了一個材料單位模量成本的比對。另外在葉片的制造成本在葉片售價成本的20%左右，所以我們在葉片的開發(fā)過程中要面向制造，面向提出降本。所以模塊化和標準化的設(shè)計可以提升制造效率，同時生產(chǎn)制造過程中，我們采用數(shù)字化和智能化的發(fā)展提升制造的可靠性，降低人為的誤差，也是我們未來葉片降低成本，提速降本很好的手段。
超大型葉片發(fā)展離不開產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)系統(tǒng)，產(chǎn)業(yè)鏈的整合和協(xié)同可以助力葉片的降本。舉一個例子，現(xiàn)在百米級的葉片，大家會想到使用碳纖維，碳纖維有一個重要應(yīng)用場景是垃圾板材，垃圾板材在葉片廠配垃圾板材線，可以節(jié)省固定資產(chǎn)投資、人力資源，包括一些運輸成本。綜合下來，碳纖維物料應(yīng)用可以降低至少10%以上，這也是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同一個很好的例子。
現(xiàn)在進入到百米以上級不得不用到碳纖維，但是碳纖維從去年下半年到現(xiàn)在不斷漲價。我記得去年下半年應(yīng)該是一百塊出頭，現(xiàn)在已經(jīng)到了160左右，碳纖維的價格增長了50%。但是整個風(fēng)電行業(yè)對碳纖維，對價格是非常敏感的，所以說這個碳纖維這樣一個漲價，導(dǎo)致我們未來百米以上級用不用產(chǎn)生一個迷?！，F(xiàn)在我們的葉片也在使用碳纖維，對于這一塊，我們發(fā)現(xiàn)碳纖維在風(fēng)電應(yīng)用過程中，特別是國產(chǎn)碳纖維規(guī)?；瘧?yīng)用過程中還是有很多問題。但是我們風(fēng)電有我們風(fēng)電特殊的要求，所以說我們?nèi)~片的設(shè)計過程中對碳纖維這個物料的使用包容性還是比較高的，所以說現(xiàn)在面對碳纖維行業(yè)自身的問題，比如說碳纖維的不穩(wěn)定性，批量的不穩(wěn)定性，這個是需要解決的。而我們風(fēng)電行業(yè)剛好提供了這種契機，所以我希望碳纖維行業(yè)和我們風(fēng)電能夠形成一個比較好的互動。比如說碳纖維的批量供應(yīng)，風(fēng)電行業(yè)的批量應(yīng)用，達成一個良性循環(huán)創(chuàng)新才能使這個行業(yè)持續(xù)的繁榮，但是在我們整個葉片開發(fā)過程中還有很多很多的挑戰(zhàn)。但是這些挑戰(zhàn)，我這邊就不再一一說了，我們上海電氣風(fēng)電葉片團隊也在不斷創(chuàng)新，不斷來推出自己的新產(chǎn)品。上個月自己推出了S102葉片成功下線，是眾多創(chuàng)新結(jié)果的結(jié)晶，謝謝大家！
（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）
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