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中國(guó)已成為全球最大的光伏和風(fēng)電市場(chǎng)，然而，目前風(fēng)光技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中仍面臨著一些系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，其中，關(guān)鍵部件、關(guān)鍵原材料等部分環(huán)節(jié)對(duì)國(guó)外依賴(lài)度仍較高，亟待突破。

在清華大學(xué)碳中和研究院、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院等8日舉辦的《中國(guó)碳中和目標(biāo)下的風(fēng)光技術(shù)展望》（下稱(chēng)《報(bào)告》）發(fā)布會(huì)上，中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)碳中和研究院院長(zhǎng)賀克斌表示，“雙碳”目標(biāo)下，風(fēng)、光等可再生能源發(fā)展成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵舉措。中國(guó)在推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和成本下降的過(guò)程中起到了重要作用，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化樹(shù)立了行動(dòng)典范。

“然而，目前風(fēng)光技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中仍面臨著許多系統(tǒng)性挑戰(zhàn)，如發(fā)電效率低、儲(chǔ)能技術(shù)不成熟、成本較高等?！辟R克斌說(shuō)，為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，相關(guān)學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界應(yīng)不斷加大風(fēng)光技術(shù)研發(fā)投入，力求突破技術(shù)瓶頸，推動(dòng)風(fēng)光技術(shù)的快速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和綠色低碳發(fā)展提供有力支撐。

數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)，以風(fēng)光為主的可再生能源在我國(guó)電力裝機(jī)和發(fā)電結(jié)構(gòu)中不斷擴(kuò)大，我國(guó)可再生能源進(jìn)入大規(guī)模躍升發(fā)展階段，推動(dòng)電力領(lǐng)域逐步向清潔化、低碳化轉(zhuǎn)變。截至2022年底，我國(guó)以風(fēng)電、光伏發(fā)電為首的新能源裝機(jī)容量達(dá)758吉瓦，在全部電力裝機(jī)中的比重為29.6%，較2012年提高約24個(gè)百分點(diǎn)。2022年度新能源發(fā)電量約1.2億萬(wàn)千瓦，占全社會(huì)用電量的13.8%，較2012年提高約12個(gè)百分點(diǎn)。

《報(bào)告》介紹，2022年全國(guó)風(fēng)電投資完成1960億元，占電源工程建設(shè)投資的27.19%，帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)風(fēng)電制造、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，成為電力領(lǐng)域新增投資的主力。在技術(shù)創(chuàng)新、規(guī)模效應(yīng)的雙重促進(jìn)下，過(guò)去近20年，風(fēng)電機(jī)組單位千瓦價(jià)格從2000年12000元/千瓦下降至2022年的1800元/千瓦左右，下降幅度達(dá)到85%。

中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)預(yù)計(jì)到2023年底，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將達(dá)到2900吉瓦，其中并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)達(dá)430吉瓦、并網(wǎng)太陽(yáng)能發(fā)電560吉瓦，占全國(guó)總裝機(jī)比重超過(guò)三分之一。

我國(guó)風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵環(huán)節(jié)全球市場(chǎng)占有率。資料來(lái)源：我國(guó)碳中和目標(biāo)下的風(fēng)光技術(shù)展望

2012-2023年我國(guó)電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)及風(fēng)電、太陽(yáng)能合計(jì)在全社會(huì)用電量中的比重。資料來(lái)源：我國(guó)碳中和目標(biāo)下的風(fēng)光技術(shù)展望

清華大學(xué)碳中和研究院減污降碳協(xié)同增效研究中心主任王燦介紹，我國(guó)在風(fēng)光技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用方面取得了顯著的成效，陸上風(fēng)電和光伏技術(shù)已進(jìn)入成熟應(yīng)用階段，海上風(fēng)電和光熱技術(shù)進(jìn)入早期的示范應(yīng)用階段。與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)風(fēng)光裝備生產(chǎn)擁有成本較低、產(chǎn)業(yè)鏈較為完善的優(yōu)勢(shì)，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

王燦介紹，目前我國(guó)陸上風(fēng)電技術(shù)完全成熟，并具備一定市場(chǎng)規(guī)模。但海上風(fēng)電技術(shù)仍處于早期應(yīng)用階段，近海與深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)發(fā)展并不同步，深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)初步進(jìn)入市場(chǎng)，卻不具備成本優(yōu)勢(shì)，仍需要國(guó)家政策的支持。風(fēng)能產(chǎn)業(yè)鏈部分環(huán)節(jié)對(duì)國(guó)外依賴(lài)度比較高，主要包括風(fēng)資源分析、風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計(jì)仿真等工程仿真軟件，關(guān)鍵軸承、變流器、控制器中的關(guān)鍵電子器件，碳纖維、巴沙木、潤(rùn)滑劑等關(guān)鍵材料等。

以設(shè)計(jì)軟件等基礎(chǔ)技術(shù)為例，《報(bào)告》稱(chēng)，目前，我國(guó)風(fēng)能領(lǐng)域應(yīng)用的風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計(jì)仿真軟件、有限元分析軟件、CAD軟件、數(shù)值計(jì)算軟件以及風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)等仿真軟件，幾乎100%依賴(lài)國(guó)外企業(yè)，“目前國(guó)內(nèi)已開(kāi)展相關(guān)軟件研究，但尚未達(dá)到商業(yè)軟件層面”。

另一方面，風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)額定容量提升越發(fā)快速，葉片的尺寸也相應(yīng)不斷提高，超長(zhǎng)葉片產(chǎn)品的輕量化、可靠性、安全性、效率和經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題越發(fā)凸顯。《報(bào)告》稱(chēng)，目前，我國(guó)仍主要依賴(lài)國(guó)外的葉片設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)大型柔性葉片的氣彈穩(wěn)定性機(jī)理認(rèn)識(shí)不足，缺乏基于氣彈耦合效應(yīng)的大型葉片高效、低載、輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)。

在關(guān)鍵部件方面，《報(bào)告》介紹，我國(guó)5兆瓦級(jí)以上大兆瓦風(fēng)電機(jī)組主軸軸承60%依賴(lài)進(jìn)口；變流器電子器件模塊的對(duì)外依存度較高。國(guó)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組變流器70%的IGBT模塊由國(guó)外企業(yè)提供；控制器的PLC模塊100%由國(guó)外企業(yè)供應(yīng)，我國(guó)大陸地區(qū)也有廠家的風(fēng)電機(jī)組控制器在試用，但性能與國(guó)際進(jìn)口產(chǎn)品仍存在較大差距。

在關(guān)鍵原材料方面，隨著葉片向長(zhǎng)尺寸方向發(fā)展，碳纖維在葉片中的應(yīng)用已越來(lái)越廣泛。目前碳纖維供應(yīng)商主要來(lái)自美國(guó)、德國(guó)及日本的企業(yè)。國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)商，但產(chǎn)品質(zhì)量、良品率、產(chǎn)量和成本等暫時(shí)無(wú)法滿(mǎn)足行業(yè)需要。葉片的特種芯材巴沙木主要從中南美洲進(jìn)口，綜合考慮成本、質(zhì)量等因素，國(guó)內(nèi)短期無(wú)法填補(bǔ)。此外，目前風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)用的潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂約95%由國(guó)外企業(yè)提供。

王燦介紹，風(fēng)電機(jī)組屬于高度機(jī)電一體化設(shè)備，在核心部件的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造過(guò)程中涉及多個(gè)工業(yè)基礎(chǔ)領(lǐng)域，雖然我國(guó)風(fēng)電機(jī)組制造技術(shù)發(fā)展迅速，但一些關(guān)鍵技術(shù)仍制約著風(fēng)電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化的發(fā)展。

中國(guó)已成為全球最大的光伏和風(fēng)電市場(chǎng)。圖為國(guó)家電投內(nèi)蒙古公司風(fēng)電項(xiàng)目。攝影/章軻

“中國(guó)碳中和目標(biāo)下的風(fēng)光技術(shù)展望”項(xiàng)目課題組調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，雖然在風(fēng)電技術(shù)不斷進(jìn)步和規(guī)模不斷擴(kuò)大的背景下，風(fēng)電機(jī)組價(jià)格持續(xù)下降，推動(dòng)項(xiàng)目總投資同比有所降低。但土地成本、電網(wǎng)接入、項(xiàng)目前期開(kāi)發(fā)管理費(fèi)用、限電消納成本及地方收費(fèi)、融資成本等非技術(shù)成本對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目的單位千瓦投資仍有一定的影響。

“需進(jìn)一步規(guī)范土地相關(guān)制度、降低資源配置相關(guān)成本、協(xié)調(diào)落實(shí)項(xiàng)目建設(shè)和電力送出消納條件、強(qiáng)化行業(yè)各方監(jiān)督等，從而切實(shí)降低非技術(shù)成本?！薄秷?bào)告》稱(chēng)。

國(guó)家氣候戰(zhàn)略中心首任主任、中國(guó)能源研究會(huì)常務(wù)理事李俊峰在發(fā)布會(huì)上建議，提升基礎(chǔ)制造業(yè)工藝水平和材料制造水平，加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)品牌替代應(yīng)用，重點(diǎn)集中在大型化輕量化的葉片、模塊化智能化的齒輪箱、集成化和子系統(tǒng)模塊化的變流器控制系統(tǒng)。同時(shí)，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)開(kāi)發(fā)企業(yè)應(yīng)用國(guó)產(chǎn)主軸軸承的積極性。

上述課題組也建議，在快速發(fā)展陸上風(fēng)電、集中式光伏發(fā)電的同時(shí)，均衡發(fā)展海上風(fēng)電與分布式光伏發(fā)電，開(kāi)展遠(yuǎn)海風(fēng)電示范項(xiàng)目建設(shè)。加速風(fēng)光技術(shù)研發(fā)，推進(jìn)光熱商業(yè)化，提高效率并快速降低成本。全面推動(dòng)風(fēng)光制造業(yè)及電子芯片研發(fā)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵零部件技術(shù)上的突破。發(fā)展“風(fēng)光+”儲(chǔ)能、制氫、短期預(yù)報(bào)等配套技術(shù)及平臺(tái)，并展開(kāi)風(fēng)電、光伏與光熱等多能源協(xié)同發(fā)展示范。

課題組建議，制定更具激勵(lì)性的補(bǔ)貼政策、強(qiáng)化環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)以及建立碳交易制度等，促進(jìn)風(fēng)光行業(yè)的可持續(xù)和健康發(fā)展。全面推動(dòng)風(fēng)電、海上風(fēng)電、集中式光伏、分布式光伏和分散式風(fēng)電的綜合發(fā)展。實(shí)現(xiàn)95%以上的全產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化，并完善行業(yè)公共測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)。同步高速發(fā)展風(fēng)光配套儲(chǔ)能和制氫技術(shù)，推動(dòng)光熱電站為核心的多能互補(bǔ)一體化基地建設(shè)。推進(jìn)風(fēng)光與其他行業(yè)協(xié)同綠色發(fā)展，比如風(fēng)光+農(nóng)業(yè)、風(fēng)光+交通等行業(yè)協(xié)同，促使不同行業(yè)共同致力于減少碳排放和環(huán)境影響。