CWPC2024：金風科技股份有限公司研發中心副總經理李健發表《淺談風電葉片可持續發展之路》的演講

各位領導、各位來賓，大家上午好，我是來自金風科技的李健，非常榮幸今天參加會議！

我今天帶來的分享題目是：淺談風力發電葉片可持續發展之路。

內容是3個部分：背景、可持續發展之路的路徑、展望未來。

1.背景

剛才時女士和幾位專家都把整體宏觀的背景做了一個介紹，我們要講可持續發展首先肯定是要看一下基本盤，從國家能源局公布的數據顯示，2023年國內風電持續高速的發展，總的裝機量達到14.5億千瓦，占全國發電總裝機超過50%，也是歷史性超過火電裝機，發電量3萬億千瓦時，約占全社會用電量的1/3，其中風電發電量8090億千瓦時，占比9.1%。裝機的規模，2023年中國風電新增吊裝容量為77.1GW，創造歷史新高，相較于2022年上升58%。其中，陸上風電新增69.4GW，同比增長59%；海上風電新增7.6GW，同比增長48%。2023年金風新增吊裝量為15.67GW，占國內市場20%以上。

看似欣欣向榮的景象，我們需要再進一步看一看它是否是一個健康可持續的發展狀態。首先看一下市場競爭的情況，過去3年主機招標價格走勢來看，整個價格還是持續走低的趨勢，并沒有發生明顯的扭轉。最近大家可能也關注到了集采招標EPC價格低到2100多塊，折算后主機價格基本上到1000元以下了。除了風機大型化和技術創新驅動可以帶來成本降低之外，目前來看低價競爭的策略搶占市場份額也是背后一個主要原因。在此背景下，可以看到產業鏈利潤的分布有些失衡，主機廠商及核心部件利潤相對來說會比較低，這樣會影響風電行業健康可持續發展。

剛才說到價格低了，利潤也低了，質量是不是可以保障呢，實際上我們也看到在過去幾年風電行業主要安全質量事故也是呈非常高發的趨勢發展，有部分是在強裝潮期間交付部分問題機組仍有殘留。機組快速大型化發展已將批量交付產品葉輪直徑拉至200+，驗證時間過短，風電行業質量與安全風險存在巨大挑戰。大葉輪風機葉片斷裂后會導致巨大不平衡力，疊加塔架輕量化設計，容易導致倒塔發生，如何控制葉片及原材料質量問題更加關鍵。

與此同時，我們看到主機產品大型化依然高端猛地。剛才說到2024年陸上主流機型葉輪直徑已達230+以上，單臺容量突破10MW+，海上機型更甚。葉片占風機成本30%以上，而復合材料占葉片成本70%以上，如何降低材料成本并提高性能對風機大型化、低成本非常關鍵。越來越多的市場要求風機運行壽命25~30年，復合材料可靠性對風機長期安全運行至關重要，材料創新及革命性替代值得進一步探索。

2.可持續發展之路

在這樣大背景之下，我們不得不思考一下如何保持企業自身乃至行業健康可持續發展，今天我也分享幾個在技術方面的思考。剛才提到整機大型化趨勢下，我們如何持續提升單千瓦的葉片重量，這就需要我們在多個方面，包括氣動設置、載荷控制、結構承載力等方面有技術突破?？梢钥吹竭^去幾年單千瓦葉片重量也是在技術進步的支持下取得了突破，還需要有進一步的技術研究出來才可以往更大的方向發展。這是在氣動及載荷控制方面提升的一些路徑，包括大比例后翼型應用降低材料的重量。

材料開發提升上，高性能材料的應用對于大型葉片減重效果明顯，如碳纖維拉擠板、低密度高韌性結構膠、高性能前緣防護材料等，可以較好地解決長柔葉片穩定性的問題，并讓風機保持較高發電性能，從葉片全周期維護成本來看，其實也有效降低后期維護及質量損失成本。材料替代也同步在國內葉片百花齊放，但仍需重點關注材料穩定性及產品可靠性，呼吁行業共同把關，從材料級、部件級及全尺寸測試方面充分驗證，降低成本的同時，保障葉片安全可靠，這是材料方面。

剛才也提到要降低結構的重量，使用大厚度翼型是一個很好的途徑，但大厚度翼型應用帶來葉片失速風險，因此需要全方位考證來推動發電量性能提升。如何應對這個風險，保障機組的發電性能，這是對機組性能保障非常關鍵的因素。我們就需要在新翼型設計上更多做風洞實驗測試，以及現場掛機和批量應用時做更多測試和驗證，做好閉環，保障我們在新的翼型結構運用上有一個性能方面的保障。

翼型之外，看結構方面，從仿真角度來說有一些傳統的線性分析方法，其實是使用了多年的線性分析模式。在超大型結構尺寸下，傳統的線性分析也許不適用了，我們需要把小模型、3D模型分析更多在設計過程中去做摸索和探索。關鍵部件的黏接也是結構承載力提升方面很關鍵的一環。它的承載力提升是制約我們向更大型發展非常關鍵的一環，所以怎么在葉根連接螺栓上找到突破口，讓它的承載力提升，也是大型化之路上很關鍵的方面。另外對于部件關鍵性測試也是必不可少的。

生產設備工藝及檢驗提升方面，在追溯排查過程中可以發現生產過程中的一些瑕疵，作為一個高科技的行業，應該在制造方面可以非常智能、科技感十足的。但我們的葉片還有很多的內容保持在手工鋪制的狀態。剛才也看到自動鋪絲的設計，在航空領域轉向風電領域的應用真是未來可期，所以智能化、自動化的生產對于質量控制這方面應用也是非常之關鍵。

我們的機組放到現場運行之后也要關注到機組的全生命周期運行狀態，包括葉片的檢查、清洗、維修等這些方面的工作，是保持葉片性能健康非常重要的環節。自動化這個領域里也有很多應用，比如說無人機、機器人這些設備，它在檢查和維修這方面已經有了產業化方面的應用。但這個規?；苍S在未來幾年內可以有更多的嘗試，也有更多領域的創新引入。除此之外，我們對于在線監測的這些傳感器需要有更多的采集和布置，這樣對于機組真正運行的狀態分析，然后做出相應的預警來保護機組，提升可靠性，這也是很關鍵的一個方面。

在風場適應性方面，可以看到風機運行在高原、戈壁、極寒、極熱等各個領域里，去年冬天也是在中南部地區有結冰現象的發生，我們也在提結冰如何去防，結了冰如何去化，這個對機組葉片的可靠性性能、發電性能方面都是非常關鍵的。所以說在材料方面和工藝方面，以及監測方面都可以有很多的突破，讓我們的葉片乃至整機在多種環境下有更好的適應性，性能也可以更好。

最后是全生命周期的葉片回收，葉片所使用的材料在退役之后如何把它更高效的循環再利用，這是我們2035年可以非?？炜吹降内厔?，所以這方面技術布局及相應技術在產業化應用是非常關鍵的。

3.展望

除了上面講到的幾個技術發展方向之外，還有很多在可持續發展之路上可以做的保障措施。比如說質量管理體系方面的一些深耕，在商業模式的創新，在全產業鏈融合創新上，特別是全產業鏈融合創新。非常感謝有這樣一個機會在這個平臺和行業里各位專家同仁們有交流的機會，這是一個非常好的機會，我們可以在整個產業鏈條上去看融合創新的機會，這也是可持續發展非常絕佳的平臺，我們也會在剛才所說到的氣動性能優化、材料創新保障、結構承載體系、智能制造、智能運維等方向與各位同仁一起共創未來。

以上就是我的分享，謝謝大家！