史立山：突破間歇性和隨機性制約 開拓風電利用新領域和新模式

     “目前，風電已進入了新的發展階段，不僅要重視提高單機容量，降低建設成本，更要重視設備的可靠性，特別是要減少間歇性和隨機性的影響，使風電真正成為可以替代傳統能源的技術。”在剛剛閉幕的“第三十六屆全國風能裝備行業年會暨產業發展高峰論壇”上，中國產業發展促進會副會長史立山就新能源發展的突破方向和突破風電間歇性和隨機性制約提出了自己的思考。

       全國人大剛剛通過的《能源法》明確了優先開發利用可再生能源的法律地位，并提出加快構建新型電力系統，推進電網基礎設施智能化改造和智能微電網建設，提高電網對可再生能源的接納、配置和調控能力的法制要求，為可再生能源的高質量發展提供了法律保障，還通過明確非化石能源中長期目標、可再生能源最低比重目標等制度安排，加速推動化石能源向可再生能源的轉變，《能源法》的實施將進一步推動可再生能源的持續健康發展。過去20年，我國新能源發展取得了輝煌的成就，發電裝機持續增長，產業體系不斷完善，建設成本大幅下降。到2023年底，我國風光發電裝機為11.5億千瓦，占全球風光電裝機的47%，占全部發電裝機的36%，是僅次于煤電的第二大電源，為能源結構調整和有效應對氣候變化做出了積極的貢獻，為實現“雙碳”目標奠定了良好的基礎。目前僅就價格而言，新能源已成為最具競爭力的發電技術，但也必須認識到，新能源發電的利用系統成本仍然很高。近年來新能源的快速發展是依托在傳統能源補償基礎上的，新能源發電主要為電力系統提供電量，電力系統的電力平衡是由傳統能源發電保障的。常規能源發電的調節補償能力是有限的，新能源簡單發電上網的模式是不可持續的。如何解決好新能源發電的間歇性和波動性，是今后新能源發展的必須解決的核心問題。新能源發展必須要從過去主要依靠傳統能源發電補償運行，向“風光儲用融合、源網荷儲聯動”、可獨立承擔能源供應任務的利用模式轉變，構建以新能源為主體的新型能源技術體系和管理制度。

       新能源發展的突破方向

       能源轉型是今后能源發展的重要任務，加快新能源發展是能源轉型的根本措施，必須認真分析評價新能源發展面臨的形勢和任務，采取更加有效的措施，推動新能源的規模化發展。根據能源資源特性和電力市場需求特點，今后新能源發展應從三個方面實現更大突破：一是要加強水風光基地建設。在西南水電資源基地地區，積極推進以水電為基礎的流城水風光一體化開發，形成可有效調節的可再生能源供應基地。我國的大江大河集中在西南地區，均已形成在完善的流域水電基礎，流域水電具有良好的調節性能，以流域水電基地為基礎，建設水風光儲一體化基地，對加快風光資源開發并形成可靠電力供應基地非常重要。二是更加重視海上風電發展。在東部沿海地區，加快建設以海上風電、核電和抽水蓄能合理組合的清潔能源供應基地。東部地區是我國經濟最發達的地區，能源需要求大，電力市場方闊，而海上風能資源豐富，資源相對穩定，利用小時與水電的利用小時相當，特別是沿海是我國核電建設重點地區，已形成多個核電基地，再加上必要的抽水蓄能配合，東部沿海地區可形成穩定的清能源基地，能有效滿足東部地區對清潔能源的需要。三是優化風光大基地建設。在西北地區，積極探索以風光儲合理組合的沙戈荒新能源供應基地建設。西北地區風光資源豐富，是新能源發展的重點地區。目前，基地采取的是風光火打捆外送的模式，由火電機組承擔調節新能源波動性的任務。今后要努力提高外送通道中新能源發電的比重，建設規模化的儲能設施，如以熔鹽儲能為主的儲熱加汽輪機發電方式，把大量的只有中午時段可發電的光伏發電，通過電轉熱的熔鹽儲能方式轉化為可調節的汽輪機發電，逐步減少燃煤發電的比重，不僅能解決風光發電的間歇性問題，還能增加電力系統的轉動慣量，保障電力系統的安全性和穩定性。

       開拓風電利用新領域、新模式

       風電是新能源的重要組成部分，與光伏發電技術相比，風電的間歇性和隨機性要小的多，但風電本身也不能作為有效電源使用。如何提高風力發電的穩定性和可靠性，應該成為今后風電產業發展高度重視的事項。長期以來，風電的技術進步主要體現在風電設備制造方面，突出表現為，風電設備的制造能力顯著增強，單機容量不斷增大，單位千瓦的生產成本大幅下降，出現了明顯的產能過剩和行業“內卷”現象，成為近年來風電行業最關心的熱點問題，也給產業的健康發展帶來了隱憂。

       突破風電制造企業的過度競爭狀態，除了加強行業自律，更重要的是要通過技術創新和管理創新，以高質量發展為根本出發點，以不斷提高新能源在能源消費中的比重為目標，著力突破風電的間歇性和隨機性制約，不斷開拓風電利用的新領域和新模式。

       一是通過適當的儲能技術配置，提高風電的保證能力。受風能資源的影響，陸上風電的利用小時總體偏低，發電保證能力低，應通過與儲能技術合理匹配，提高風電的保證能力。儲能技術是今后伴隨新能源發電的重要技術，由于缺乏清晰的利用模式，目前新型儲能設施建設模式主要是抽水蓄能電站模式的簡單延伸，在電網側建設集中的儲能設施，這是近來新型儲能發展明顯加快的主要原因。新能源的特點是資源分散，新型儲能發展要適應這種特點，在發電側與電源建設相結合，形成更穩定的、可調節的電源參與電力市場的競爭，應該是新型儲能發展的方向之一。當然，這并不是要求風電強配儲能，而要是在管理制度上進行調整，對風電運行提出清晰要求，由建設單位自主決策。風電設備制造企業要做好這些方面的研究和布局。

       二是重視深水風電技術的發展。海上風電是未來風電發展的最重要領域，海上風電將會突破新能源間歇性和隨機性的制約，成為可穩定滿足發電需要的新能源技術。海上風電必將走向深水海域，設計和建造適應深水環境的浮式風電平臺，采用耐腐蝕、高強度的材料以適應深水環境的挑戰，開發遠程監測、維護和維修技術，降低深水風電的運維成本等，都是深水風電需要重視并做好研究和試驗的工作。

       三是風電的智能化控制和管理。智能化是今后技術發展根本要求和主要特征，風電場是由多臺風電機組聯合而成的，風電場管理不僅與氣象條件密切相關，而且與多臺風電機組的協調運行相關，還涉及用電端的隨機變化，是非常復雜的系統工程。智能化控制和管理系統的應用將會提高風力發電系統的效率和可靠性，利用先進的數據分析和建模技術，對風力發電系統進行實時監測、預測和優化；應用機器學習和人工智能算法，實現智能化的發電調度、故障診斷和維護管理；通過遠程監控系統實現對風力發電設備的遠程監測運行狀態的實時調整和故障排除等，都是風電智能化控制和管理需要重視的內容。

       四是重視風電的碳足跡管理。碳中和和可持續發展是全球能源轉型的關鍵目標，風電是實現碳中和目標的重要技術，雖然風電是公認的綠色能源，但風電設備制造、風電建設和風電場運行也仍然要消費化石能源，也要產生碳排放。通過技術創新和系統優化，降低風力發電系統的能耗，提高發電效率，是風電行業節能降碳的重要措施。需要綜合考慮風力發電項目的整個生命周期，評估其能源消耗、碳排放強度和對環境的影響，建立風電產業的碳足跡管理制度，為實現可持續發展奠定良好的基礎。

       未來，風光儲融合發展和能源消費革命將成為規模化開發新能源和能源轉型的核心任務，風電行業要不斷加強技術創新和管理創新，進一步開拓風電產業發展的新局面，實現高質量發展。

注：本文根據史立山在“第三十六屆全國風能裝備行業年會暨產業發展高峰論壇”上的致辭錄音整理，略有刪改。