改革开放铸就新能源伟业

易跃春 谢宏文

改革开放40年以来，我国新能源科技创新能力和技术装备自主化水平显著提升，低风速风电机组技术达到国际先进水平，光伏电池转换效率处于全球领先地位，生物质发电技术水平不断提升，太阳能热发电产业化示范应用初具规模，地热能、海洋能技术攻关顺利推进，初步掌握了风电、光伏发电产业关键核心技术，形成了覆盖原材料加工、零部件制造、设备制造、开发建设、技术研发、标准和监测认证体系各个环节的具有国际竞争力的完整产业链体系。

风电规划研究方法不断进步，勘测设计水平稳步提升。从《风电发展“十二五”规划》到《风电发展“十三五”规划》，我国风电实现了飞速发展，逐步形成了总体与分区、定量与定性、边界约束和现场调研相结合的规划研究方法。先进的风能资源观测设备广泛应用于风电场微观选址，使风能资源评估更为精细化。适用于高空风能资源利用的风能资源评价技术取得突破。复杂地形条件风电开发设计经验逐步积累，风电场微观选址方法进一步优化。自主创新的海上风电无过渡段单桩基础设计技术成功应用，一体化、模块化设计制造调试技术相继实施，大幅降低了海上作业的风险与成本，推动了海上风电技术进步。

太阳能规划设计技术领跑世界。结合国内太阳能资源分布、各省市地区的能源结构、电力消纳以及经济条件等因素，因地制宜，合理布局，以规划定项目，探索出一条传统能源型城市转型新途径。3D建模、电力系统仿真、预装式变电站等一系列先进设计技术，应用于复杂地形或多元素场景下的光伏系统工程设计中，使得设计成果更精确。

生物质能规划设计技术日趋完善。逐步摸清全国废弃物资源情况，探索推进生物质能资源普查工作。不断优化全国生物质发电项目布局，加快建立生物天然气、生物成型燃料供热等新兴产业的规划设计体系，形成县域生物质规划大纲，结合生物质能分布式发展特点，促进区域规划布局与发展。加快印发生物质地勘工程、可研设计、施工设计等相关技术标准，初步形成生物质能工程勘测设计能力。

新能源规划设计领跑世界在大地热流场、地热成因、热富集规律分析、地热能资源评价等方面取得一系列研究成果，初步形成了从重磁电普查到地震勘探详查的多种方法综合地球物理勘探技术。

风电制造水平不断提升，装备技术实现产业化发展。我国已基本掌握了大容量风电机组及关键零部件的制造技术，具备大尺寸叶片生产能力，齿轮箱、发电机和轴承能够满足主流机型的配套需求。高海拔、低温、冰冻等环境适应性和并网友好性显著进步，大叶轮直径、高塔架新技术、定制化新机型层出不穷，大型风电机组控制策略不断优化，叶片、塔架、发电机等材料技术不断革新。

光伏制造产业持续进步。单晶及多晶电池技术持续改进，先进技术单晶电池和多晶电池转换效率已分别达到21.3%和19.5%以上，创造了晶硅等新型电池技术转换效率的世界纪录。除个别高效电池生产用PECVD设备、硼扩散设备等设备外，我国光伏制造的整套生产线均已实现国产化。PERC、N型单晶、HJT、IBC等先进电池技术已得到广泛应用，新型薄膜电池等技术的产业化以及其他关键设备研制正在逐步推进。高效率大容量高温储热、高能效太阳能聚集热等关键太阳能热发电技术取得突破。

风电建设施工能力不断增强。一是特种运输设备不断涌现。山路运输专用设备解决了山地风电场叶片运输问题。海上风电专用船舶自带动力定位系统，具备波浪补偿能力和更大起吊能力，适应大容量海上风电机组基础施工及吊装。二是施工工艺不断优化。形成了预埋叶轮组对基座方案、象腿工装方案和车板直接起吊方案等多种适用于山地风电场的小平台吊装方案。自主研发了适应单桩无过渡段基础设计型式的可拆卸式稳桩平台浮吊吊打沉桩工艺。

光伏施工技术水平不断提升。“光伏+”理念在光伏项目建设中逐步扩散和渗透，山地光伏、水面光伏、大棚光伏、分布式光伏等多元化光伏电站施工要求进一步提高，新型支架系统等关键技术大范围推广。预装式设备安装、智能无人机检测等一系列先进施工工艺应用于不同场景下的电站施工，成功打造龙羊峡等多项世界级光伏电站工程。

电源侧和电网侧新能源消纳技术创新，实现新能源发电可监测、可预测、可控制、可调度、保安全和能消纳。在电源侧，多能互补技术和储能技术保障新能源发电安全稳定运行和高效开发利用；新能源装备主动支撑电网电压调节、故障穿越、协调控制等并网控制技术性能不断提升。

在电网侧，新能源资源监测和功率预测技术实现全网新能源电站运行信息的实时监测与态势感知；新能源发电智能优化调度技术实现新能源在电网安全前提下的各时间尺度优先调度运行与最大化消纳；新能源场站/集群智能控制技术解决新能源发电脱网等安全运行问题，提升新能源发电基地的输电通道送出能力。

风电发展日趋智能化，深远海浮式风电成为发展方向。一是掌握10兆瓦级及以上大型风电机组关键技术，探索基于互联网、物联网、大数据的“智能风电机组”“智慧风电场”等人工智能技术。二是远海大型风电系统初步建成，突破大型海上风电机组基础结构型式设计建设技术，掌握远海深水区大容量海上风电选址、布置、建造、施工及运行维护技术，加快建立符合海况的远海风电场设计建设标准和运维规范。

探索高效光伏、光热发电技术，开拓风光热互补电站。一是开发平均效率≥25%的晶体硅电池生产线，探索更高效率、更低成本的新概念光电转换器件。二是研发超临界太阳能热发电、空气吸热器、固体粒子吸热器、50兆瓦～100兆瓦级大型全天连续运行太阳能热电站及太阳能综合梯级利用等关键技术。三是分别掌握建设智能光伏电站和50兆瓦级储热的风光热互补混合电站关键技术。

生物质能向高值化综合利用关键技术发展。一是规划布局将加快明晰。可能源化利用的有机废弃物资源量与布局将进一步明确，促进生物质能更加科学、合理的工程规划布局。二是高值化综合利用技术发展方向明确。生物质发电技术全面转向热电联产，生物天然气循环利用技术引领产业升级发展，生物质多联产技术不断创新。统筹区域生物质资源，创新协同一体的综合利用开发模式，成为重要的发展方向。三是逐步完善生物质能工程技术标准化管理机制，加快建立多层次、多维度的生物质标准体系，指导产业发展。

（作者单位系水电水利规划设计总院）