我国与国外先进水平的差距集中表现在大功率风电机组制造技术方面。大功率机组研制面临的主要困难是自然界风速风向变化的极端复杂性,机组要在不规律的交变和冲击载荷下能够正常运行20年。此外,由于风的能量密度低,要求机组必须增大风轮直径捕获能量。当前最大的机组风轮直径和塔架高度都超过110m,机舱重量超过400t,对材料和结构的要求越来越高。上述方面决定了大功率风电机组制造技术不是一朝一夕就能够达到,必须经过长期艰苦的努力。
以丹麦和德国为例。这两个国家在1970年开始用现代技术研发风电机组,而且采取了许多政策措施培育国内市场,从大量野外工作中积累了丰富经验,形成了非常成熟的技术并制定了完善的检测认证体系。目前我国的风机技术水平提升速度迅速,相关整机和零配件的研发和设计水平提升,使得国际厂商不得不直面中国风电设备企业的技术研发突破和进步。但我国风机设备制造和研发的技术积累相对国际领先水平而言,仍有些积累不足。目前国内风电场建设正在大规模开发之中,相关大型风机和海上风机的自主研发能力、公共技术平台(如大型叶片试验、传动系统试验、整机测试场等)建设、检测认证体系等方面与国际先进技术水平的差距都还在3-5年以内。《中国风电发展路线图2050》中对于风电设备技术的发展路线和目标进行了规划,相信我国风电设备行业的技术发展水平会进一步有所提升,实现引领世界风机产业发展的龙头地位。
造成国内外风电设备技术差距成因
第一,国产风力发电机组技术起步较晚,技术积累还有待提高。我国目前引进吸收开发1.0MW、1.2MW、1.5MW和3MW机组的有30多家公司,3MW级以下风电机组的总体设计技术和重要部件的关键技术已经基本掌握,但大功率和海上风机设备的生产技术水平仍有待提升。
第二,风电产业链仍需不断深化和整合。纵观风电产业高度发达的欧洲国家,无不拥有明确有效的风电产业发展链。风电产业发展链需要在风能资源调查、风电规划、风电场项目评估、风电机组设备研发与检测认证、风电场运行维护、风电场性能评估、甚至风电场的建设与转让等方面都建立合格的工作团队,并允许其均衡发展。国内在2011年风机行业步入调整期之后,积极进行风电场风能资源评估和规划、可行性研究等前期工作逐步规范,并根据一系列前期技术规定,规范了风电开发的前期管理,以实现对于风电设备行业的规划化管理,但整个中国风电产业仍面临缺乏有效的机组检测认证、运行评估与安全鉴定等一系列问题,产业化的风机设备制造体系和运行模式受2011年以来市场的冲击还在不断的整合之中,这在一定程度上构成了风电发展的瓶颈。