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明阳智慧能源执行总裁张启应:海上风电技术的进化与价值

国际能源网能源资讯频道  日期:2018-06-14

2018年6月14日-15日,第三届“海上风电领袖峰会”在福建省福州市举办。峰会汇聚世界各国风电精英,探寻海上风电创新方向。会上,明阳智慧能源集团股份有限公司执行总裁兼首席技术官张启应致辞,谈了风电技术演变的轨迹和技术组合创新的策略。以下是张启应总裁致辞:

张启应:尊敬各位领导,尊敬各位来宾,尊敬的各位同仁,大家上午好。非常有幸今天有机会跟大家分享一下我对海上风电的认识。和一些观点。那么,海上风电的话,前面都讲了很多,有领导,也有专家讲的。那么,我的主题是海上风电技术的进化与价值。

那么海上风电是什么,它从哪里来,给我们带来什么,有什么价值,有很多人认为海上风电就是为了给我们发电是清洁能源,那我们是不是应该看到更多,有两个朋友,,目前也是行业的资深人士,他曾经跟我说海上风电是什么,他跟我说海上风电堪比登月工程,我之前算是导师,也说海上风电是什么,海上风电就是只给你一次机会的东西。曾经就有专家领导就在说,包括我们秦主任问过,在某次大会上也说海上风电跟陆上风电有什么区别,如果把风电分析看成一个物种的话,他们是一个同一个物种吗?海上风电是海里的鱼,陆上的是一个什么物种,还是是同一个物种。海上风电面临各种挑战,有台风挑战,气侯的挑战。我们是全球受热带气象影响最多的区域。同时我们风速相比欧洲来说没有太多优势。挑战特别大有台风存在,平台风速比较低,相比欧洲而言我们地质条件面临的挑战也很大,包括在长江以北,长江以南,特别是我们的还有一些像山里的山脉一样的东西。挑战非常大。怎么办?环境也是,刚才我们翟总说了中国环境比欧洲区别大很多,我们富域辽阔,我们从热带地区到北方温带代表。非常多的一些挑战。

面对这么多挑战,面对海上风电,我今天想跟大家利用这么一个短时间里面,想表达一下我自己的看法,因为我自己本人虽然做执行总裁,更多的是做了很长时间的技术工作。技术本质是什么,怎么发展下来的,接下去有怎么发展下去。这么一本书。

我仔细看了,他们认为技术是在一个不断进化的过程。是不断的发展的,是有生命一样的,是在有起始阶段,也有成长阶段,到最后它的一个晚年期。那么,它的发展驱动因素是什么?组合和需求。那么从海上风电发展之路是怎么作的?首先的话,今天时间有限,我做三点讲。

第一个是风电的容量的进化之路。第二是传动形式,第三个是海上风电生物的进化。

这张图大家看到了,我们从1983年到我们今天,我们风机容量不断的变大。技术的本质,讲技术的发展的过程,其中一个驱动的因素是什么?是组合,是把各种其他方面的一些技术,我们为什么风叶今天能够做到80米,是因为我们材料科学的发展。开始普通纤维,现在我们用我们碳纤维,我们工艺不断发展,使这些技术应用风电领域,我们做最大的叶片是超过80米,达到88米,所以容量不断的增大,还有一个重要因素是什么,在技术进化过程当中,经济起到指挥角色,你有经济,有需求,这个有需求达到一定规模之后,有经济要求,从我们上世纪80年代到今天,海上风电投资回报率增加了86倍,不断的增加,刚才说电价不断降低,是不是随着这个趋势走下去,我们是不是有希望通过技术进步,我们可以看到我们有希望的。这里面还可以告诉大家一个规律,曾经我在陆航的时候我问过当时导师一个问题,他说海上风电不断在做大,到底能做多大,是不是无止境做下去,用时下比较流行话说,大数据话说,他说我不能告诉你未来的风机到底能做多大,但是我可以告诉你一个规律,这个规律是统计出来的,不是我预测出来的,他说每十年,风轮直径会增加50米,从1983年是十几米,到1993年60几米,到2013年164米,到今天达到183米,大家算一下,按照这个规律推下去可以知道了。这句话是2005年说的,到今天非常奇迹般吻合这个曲线。所以我想说的海上风电其实是代表了整个工业水平的某种代表。整个工业都是在发展,各方面工艺在发展,材料在发展,所以我们最后海上风电在发展。在吸收着工业界养料。

第二个想分享一下我们说的直驱,半直驱也好,他们是怎样进化过程,当然了我们崇尚百花齐放。我非常有幸是跟双馈发明者工作了一个月,他告诉我这个是怎么发明的,最初借用农机和齿轮结合起来,我们通过其他技术组合而来,同时手边双馈发电机。后来的话,在由于当时的齿轮不是专业的齿轮,根据技术进化的理论,那么在各个模块当中,我们一个复杂的系统,大型的系统,每一个模块结构进行深化发展。当时选用这个齿轮巷是常用的或者农机的,没有达到要求。出现了一些故障。那么在这个时候又进行了一个进化,一个非常聪明的人,学磁选浮的人,他说我可不可以把它去掉,这样我就很可靠了,1989年到1991年之间我们有了一个直驱的故事。后来的话,直驱的话,我们从1989年可以看出来,当时是磁悬浮工程师,借用磁悬浮技术。那么,到1998年的时候,有人想你直驱的非常大,这个虽然没有了齿轮巷,但是发电机也不是那么容易的,也很难,而且越来越大,越来越大,不只是电器部件,其实也是一个非常精密的机械部件。有没有可能的话,我们可以取到一个中庸,用不太难发电机加上不太难的齿轮箱,我们用这么一个设备,所以诞生了半直驱方式,同时的话我们把航空的技术应用到上面去,这里面我们看到,齿轮箱用在航空上面。这里不得不讲到我们技术大拿,也是我技术的偶像。也就是我们钱学森学生,为什么?他在50年代初从美国回来,在一贫如洗,机器技术如此薄弱的时候造出两弹一星,我把这个电影看了很多遍,他自己也强调了系统科学很重要,我们做任何事情,系统非常重要。他认为一开始在中国做不了火箭,也做不了卫星,因为基础太差,后来他反悟过来,我达到系统最优,难度均分,才有了50年代的到60年代两弹一星。

今天,我们借用技术本质研究的方法,我们把航空方面,航空发动机齿轮箱,用在我们风电机上面,第三代发电机利用了五个轮,让燃油经济性提升了25%,应该是划时代的提升,相同的齿轮箱和技术,今天被用在大型早兆瓦风电机上面,这种重构和组合推动我们技术的进化。那么它有很多的优点,不多说了,首先是可靠性,第二个是高效。那么,我们海上风电的话,发展到今天。我们觉得可靠非常重要。可靠一方面要通过实验,就像人实体一样,你长得高非常重要,或者身体好非常重要,长得身体好有两方面,一方面你后面要锻炼,要学会锻炼,要努力,其实比锻炼或者至少比锻炼更重要的是要有良好的基因,因为有的人就是吃不胖。所以可靠性首先从基因上要可靠,然后通过后天的测试锻炼,这样的话才是比较完美的产品。最后一个一方面,我要控制时间。可能会有争议。

但是我愿意在这个场合说出来,就是海上风机生物进化,今天这个海上风电技术,我们就是说了很多,其实我做风机十多年来,也感受到了它的一个控制系统不断变化的,早期是简单的控制,然后早期是自适应控制,后面还有MBC,后面会讲到,是个什么意思呢?就是因为我们机器是生活在整个自然界的,要和外界交互的。随着信息技术的发展,感知的技术的发展。他还是那么一个冷冰冰机器吗?是不是有更多的东西今天很多人在讲大数据,很多人在讲信息,那么今天我们这个机器和十年前和二十年前机器完全不一样,我们安装了很多传感器。然后我们的微处理技术,我们计算机技术也是在不断的发展。那么我们风机的话可以感受到大自然存在,感受到风速,感受到湍流强度,抢收风吹变,甚至感觉自己叶片是不是扩张了。它感受到它身体处在什么状况,有了这么多感受,然后它可以做自我调节,在整个状态,我输出最大的功率,其实这个工作的话我们正是朝这个方向做,实际上在做的话,有一个机器深度学习,自适应调整。那么它的这个研究的方法,就是我也是想了非常多的时间。和我们传统的技术研究的方法就不一样了。为什么呢?因为每一台风机,甚至每个系统,每个部件有丰富感知功能,还有丰富的软件。然后他们之间相互连接起来,连接起来之后,然后你再分析它,其实非常难,我觉得这是非常复杂。

我们风电系统,其实也是区别于太阳能的,最后我讲一个不同地方的话,我们是一个非常复杂的系统。如果让生物衡量的话,也许,当然不一定对,今天引起争议,如果太阳能板子用生物似的,就是像一个草履虫,不动,也不跟外界太多交互,我们风机是哺乳动物,我们有大的叶片,我们有柔性,我们跟风相互作用,现在我们跟土壤相互作用。跟海水相互作用,太复杂,太复杂的话就带来一个东西,是不是我们人类掌握了所有的知识。我们的风机是不是用了最佳状态来应对这些事情。那事实的话,从科学来说很难做到一点。因为节点太多,没有办法做到,这是爆炸式增长。爆炸式结构的话给我们创新带来很多机会。因为你越丰富的话,创新可能性越多,你组合的可能性越多,组合不同可能性的话就给予了创新。这是风电,海上风电带给人类的贡献。它会促进技术进步,相反的话,对于草履虫很简单的结构,当然它有意义,当然的对创新,未来的发展,促进作用相对有限的。这是一个,第二个的话,就是你没有办法通过演绎方法,通过高考做数学题目,因为所以,推出最优一个,是什么方法来做,只有通过这种智能的方法。它是通过它感受到自然的信息,感受到旁边伙伴的信息。它预判各种信息的话,我们可以感知未来的这么一个信息,根据自己经验思考,得到基于经验的一个进步。所以这个进步发展的话,我认为的话具有生物的特性。我们用基于模型控制,不同的扇区像机器人一样,像生物一样,然后它通过学习,变得更好。然后风机跟风机之间也是这样。前面其实我已经说了很多。海上风机是特殊的生物,接下来发展要借助它的生物特性,所以海上风电的话其实像生物一样在前进,达尔文理论说物竞天择,适者生存,在这个复杂海况情况下,在这种环境下面才能培育适合环境的生物,适合环境的海上风电。

再总结一下观点,可能有争议,但是我愿意表达出来,组合和需求是技术的进化动力,也是我们海上风电的动力,不同领域技术组合创造新的产业突破,然后在这里有很多领导在这,今天有阳江市市长在这里,还有各位专家,经济,其实是技术表达。海上风电的发展技术的话,为未来的技术提供原件。通过我们8MW,10MW,人类没有触及的领域的发展,这些技术带动大型轴承的发展,必将成为我们其他领域,比如智慧能源,其他领域发展坚实的基础,在未来的话我们发展更加具有这种可能性。因为在这本书里面就强调,我们未来很多的话,其实更容易别被借鉴,未来都是被以数字的形式储存起来,感谢大家。我希望这个能够给大家带来一些启发。谢谢。

(根据发言整理,未经本人审阅)

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