风能技术研发的破局：不止做大风机，更要啃下这些硬骨头
去年深秋跟着业内朋友跑了一趟江苏外海的海上风电示范基地，坐运维船晃了一个多小时靠上去，抬头仰看百米高的风机叶片转得慢悠悠，船身都能感觉到风被叶片切开的震动。那时候我就想，很多人对风电的印象还停留在十几年前陆地山坡上那些小个头，真不知道现在国内的风能技术研发，已经卷到什么程度了。
国内18MW风电叶片工厂生产现场
做大的难点在哪里？很多人第一反应是材料。原来百米级叶片用的玻纤，强度跟不上，必须加碳纤维。可是前几年高端碳纤维基本靠进口，价格高得离谱，一片叶子成本一下子涨几百万，根本推广不开。
这两年国内碳纤维行业跟着风能技术研发一块起来了，低成本大丝束碳纤维已经实现量产，很多新机型已经用上了国产碳纤，成本降了快三成。
还没完哦。叶片变长，载荷翻着倍往上涨，怎么设计铺层？怎么解决叶片转动过程中的颤振？我听研发的朋友说，光一个叶片的疲劳测试，就要做好几个月，转几百万圈，一点裂纹都不能有，不然吹个三五年就断了，那就是上亿元的损失。海上盐雾腐蚀，防雷击，哪一个不是要啃好久的硬骨头。真的，差一点都不行。
海上风电整机控制算法模拟测试平台
不过话说回来，软件卡脖子的问题还没完全解决。我们积累的海上极端风况数据还是太少，很多十年一遇的极端工况，只能靠模拟，真实运行的数据太少，算法还得慢慢磨。那个研发朋友跟我吐槽，上次强台风过境，他们整个团队守在中控室三天没合眼，就为了收集第一手的实测数据，回去好改模型。这种脏活累活，谁都替不了，得一代人一点点攒。
前沿研发不止大风机，这些冷门口才是未来方向
现在所有人的目光都盯着大兆瓦海上风机，其实风能技术研发还有很多有意思的方向，很多都快要落地商用了。
比如高空风筝风电，传统风机最多也就三百多米高，越高的地方风越大越稳，发电利用小时数能比近海风机翻一倍。风筝风电用高强度缆绳把发电风筝拉到一千米高空，不用做几百米的钢制塔筒，整体成本能降一半，国内已经有企业做了兆瓦级的示范项目，明年就能正式并网试验。
再比如退役叶片回收，现在全国每年好几万吨的退役风电叶片，原来都是挖坑埋了，既浪费土地又不环保，完全对不起风电零碳的名头。这两年国内研发出了闭环热解回收技术，能把叶片里的碳纤维、玻纤完整拆出来，重新做新叶片或者其他工业产品，还有团队在搞可降解的热塑性叶片，不用复杂拆解，直接熔融再利用，已经出了量产小样了。
还有孤立海岛的风电直接制海水淡化，不用并网，发了电直接用来抽水淡化，解决沿海缺水海岛的饮水问题，不用拉长距离海缆，成本比传统供电淡化低了一半还多，现在已经在南海几个岛礁试用了，效果比预期好太多。
风能不是什么成熟到不需要再投入研发的技术，我们现在看到的大风机，只是整个产业升级的第一步。要真的把度电成本降到比煤电还低，要真的实现全链条零碳，还有一堆硬骨头要啃。这么多年看下来，最让人开心的是，从材料到软件，从整机到回收，我们自己的研发团队已经冲上去了。再过十年，再来看，说不定真的能给所有人一个惊喜。对吧？
卷大兆瓦的背后，是材料研发的生死战
现在谁家不拿个16MW、18MW海上风机出来，都不好意思说自己在做风电研发。叶片越做越长，叶轮直径已经摸到200米以上，扫风面积快相当于三个标准足球场了。 真不是为了卷参数好看。海上机位资源有限，一台风机发的电越多，平摊下来的海缆、基础成本就越低，度电成本才能往下降，才能跟传统能源抢市场。国内18MW风电叶片工厂生产现场
做大的难点在哪里？很多人第一反应是材料。原来百米级叶片用的玻纤，强度跟不上，必须加碳纤维。可是前几年高端碳纤维基本靠进口，价格高得离谱，一片叶子成本一下子涨几百万，根本推广不开。
这两年国内碳纤维行业跟着风能技术研发一块起来了，低成本大丝束碳纤维已经实现量产，很多新机型已经用上了国产碳纤，成本降了快三成。
还没完哦。叶片变长，载荷翻着倍往上涨，怎么设计铺层？怎么解决叶片转动过程中的颤振？我听研发的朋友说，光一个叶片的疲劳测试，就要做好几个月，转几百万圈，一点裂纹都不能有，不然吹个三五年就断了，那就是上亿元的损失。海上盐雾腐蚀，防雷击，哪一个不是要啃好久的硬骨头。真的，差一点都不行。
看不见的软件，才是真正的核心竞争力
大部分人看风电，只看得见竖在那里的大杆子大叶子，很少有人注意到，风机的控制算法，才是国外厂商卡了我们很多年的关键点。 风不是稳的，尤其是海上，一会紊流一会阵风，叶片每一个角度变桨慢零点几秒，发电量就能差好几个点，还可能给整机带来额外载荷，直接减短寿命。原来主流的控制逻辑都是国外龙头攒了几十年的数据磨出来的，国内企业要买，就得加钱买授权，还拿不到核心代码。 这几年国内风能技术研发往软件砸的钱越来越多，已经搞出了自主的自适应变桨控制算法，还结合了大数据风况预测，提前十几秒预判来风的变化，自动调整每个叶片的角度。去年我看过某头部厂商的公开试验数据，同等风况下，发电量能提3%到5%。 别小看这几个点。全国现在近4亿千瓦的风电装机，加起来就是小一百亿度电，够三百万普通家庭用一整年。海上风电整机控制算法模拟测试平台
不过话说回来，软件卡脖子的问题还没完全解决。我们积累的海上极端风况数据还是太少，很多十年一遇的极端工况，只能靠模拟，真实运行的数据太少，算法还得慢慢磨。那个研发朋友跟我吐槽，上次强台风过境，他们整个团队守在中控室三天没合眼，就为了收集第一手的实测数据，回去好改模型。这种脏活累活，谁都替不了，得一代人一点点攒。
前沿研发不止大风机，这些冷门口才是未来方向
前沿研发不止大风机，这些冷门口才是未来方向
现在所有人的目光都盯着大兆瓦海上风机，其实风能技术研发还有很多有意思的方向，很多都快要落地商用了。
比如高空风筝风电，传统风机最多也就三百多米高，越高的地方风越大越稳，发电利用小时数能比近海风机翻一倍。风筝风电用高强度缆绳把发电风筝拉到一千米高空，不用做几百米的钢制塔筒，整体成本能降一半，国内已经有企业做了兆瓦级的示范项目，明年就能正式并网试验。
再比如退役叶片回收，现在全国每年好几万吨的退役风电叶片，原来都是挖坑埋了，既浪费土地又不环保，完全对不起风电零碳的名头。这两年国内研发出了闭环热解回收技术，能把叶片里的碳纤维、玻纤完整拆出来，重新做新叶片或者其他工业产品，还有团队在搞可降解的热塑性叶片，不用复杂拆解，直接熔融再利用，已经出了量产小样了。
还有孤立海岛的风电直接制海水淡化，不用并网，发了电直接用来抽水淡化，解决沿海缺水海岛的饮水问题，不用拉长距离海缆，成本比传统供电淡化低了一半还多，现在已经在南海几个岛礁试用了，效果比预期好太多。
风能不是什么成熟到不需要再投入研发的技术，我们现在看到的大风机，只是整个产业升级的第一步。要真的把度电成本降到比煤电还低，要真的实现全链条零碳，还有一堆硬骨头要啃。这么多年看下来，最让人开心的是，从材料到软件，从整机到回收，我们自己的研发团队已经冲上去了。再过十年，再来看，说不定真的能给所有人一个惊喜。对吧？