2021年10月17日-20日,2021北京國際風能大會暨展覽會(CWP 2021)在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業(yè)年度最大的盛會之一,這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風能盛會,再次登陸北京。
本屆大會以“碳中和——風電發(fā)展的新機遇”為主題,歷時四天,包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風電設(shè)備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。
在19日下午召開的中小型風能設(shè)備行業(yè)發(fā)展研討會上,內(nèi)蒙古工業(yè)大學能源動力工程學院院長汪建文發(fā)表了《IEA Wind TCP Task 27 課題研究報告》的主題發(fā)言。
以下為發(fā)言全文:
汪建文:各位同仁,中國風電的發(fā)展非常的迅猛,借著3060雙碳目標,這個熱潮過后我們國家的風電有哪些,形成了哪些倒過來卡國外企業(yè)、全世界市場的技術(shù)出來,卡別人技術(shù)的東西搞出來,這才是中國強,否則我們永遠受制于人。
我想給大家匯報六個方面,第一個國際能源署的項目研究內(nèi)容和任務(wù)是什么呢,IEA就是國際能源署的縮寫,它在能源實施協(xié)議當中有若干個課題。有TASK IEA Wind TCP Task 27,簡稱TASK27分成兩個階段內(nèi)容。第一個階段內(nèi)容就是小型風力機的銷售與標識。第二個是強擾動下的風力機的微觀選址和微觀指南,也就是針對我們的小風機。有幸到內(nèi)蒙古工業(yè)大學到我實驗室看,這個項目是西班牙國家能源與環(huán)境研究所一個博士牽頭,代理人是美國可再生資源重點實驗室原來的一個負責人韓國Trudy來負責。參與項目的國家一開始也是20幾個,到最后有奧地利、中國、丹麥、愛爾蘭、日本、韓國、美國、等等還有觀察員國家。還有一些地區(qū)和國家由于種種原因參加了以后中途就退掉了。
中方參加單位的主要任務(wù)是什么?我們中國風能協(xié)會下的風能專委會,可再生資源學會下的專委會,內(nèi)蒙古工大學山東大學,中國電科院,新能源研究所還有臺灣中小型風力發(fā)電協(xié)會。我們國家開始介入是2002年,都志杰是受聘于風能專委會里面的高級顧問,全承參加,研究工作。當然他主要還是交流方面,因為英語好,也是美籍華人。我們作為一個27這樣一個課題的單位,我任組長,也是從那里開始全程參加項目。參加的主要核心內(nèi)容工作已經(jīng)介紹了,兩個風電機的標識,第二個做強擾動向,風電機微觀選址。我曾經(jīng)在兩三年前在大會上做風電機的的微觀選址的報告,我們努力做風電機的專用設(shè)備的效益提高,源源不如微觀選址稍稍做一點得到的收益高,就像剛才魯總說的風電機整個的標準不能光靠機組的設(shè)備,還要考慮維護、安裝等等方面,系統(tǒng)進行考慮。所以我特別強調(diào)微觀選址是非常重要的,大家稍微注意一下就能拿回很多錢。
我們內(nèi)蒙古工業(yè)大學在這個方面做了哪些研究工作呢?風輪的結(jié)構(gòu)動態(tài)研究、應(yīng)力應(yīng)變的研究,建筑群,湍流,不同建筑群形式的湍流特征研究,微觀選址包括軟件的開發(fā)。軟件開發(fā)是有一定的來歷,曾經(jīng)美國說我們馬上要弄一個行業(yè),發(fā)電機,小型風力機微觀選址找一幫懂微觀技術(shù)的人看一看花點錢請他們咨詢一下,美國就這樣做,然后得到的收益就遠遠很高。就跟我說汪教授,你做了這么多的工作,就這個課題組的人家跟我說你中國應(yīng)用市場這么大,能不能做一個軟件的開發(fā)。我手機上現(xiàn)在就有一個我的碩士生開發(fā)了一個軟件,這樣輸進去一個典型的,我只要做過的軟件輸進去以后,就能安裝到最佳位置和提點搞出來,APP就可以實現(xiàn)。另外還主要是最多的是數(shù)字模擬計算,CFD,同時也跟丹麥的DTU實驗室,包括臺灣的一些做過實驗是計算數(shù)據(jù)的隊還有大風機上采用到,理查德數(shù)和湍流強度在風力機微觀選址當中的作用。
山東工業(yè)大學一開始也介入到這里面它做了一些典刑的屋頂模型風特征,模擬研究。包括它的分離、環(huán)繞、附面層等等,電科院最主要是電科院新能源研究所給我們提供的一個張北集裝箱,去那進行測試,集裝箱我們同行說這有什么可測試的,當然是測風,測它的風情況,風資源狀況,測風資源然后測它的流場跟數(shù)字模擬計算能不能對上,所以張北做這件事情,還有臺灣跟臺灣機構(gòu)完成了垂直軸風力標準,這主要是我們剛才做的我們還有一些標準的同行。我們做的這里面研究的案例有這么七個方面像丹麥里索實驗室搞了一個柵欄,他把實驗數(shù)據(jù)有了給我們了,我們數(shù)字模擬跟他,這個得到同行的認可。你這個模型計算的不錯,然后又跟美國的航天中心NASA,這個屋頂?shù)陌咐肿隽撕芎茫@個大家一看,后來等等一系列案例做完了以后得到了大家的認可。
第三個講一下項目的具體研究內(nèi)容。這個27有五個工作包,第一個工作包就是小型風電設(shè)備的測試機構(gòu)協(xié)會,這個測試機構(gòu)協(xié)會現(xiàn)在在美國,簡成SWAT。它做的工作就是消費者消費的標簽、部署,在六七年前我跟楊總說過,我們現(xiàn)在的發(fā)電機風電機賣出去的商標額定轉(zhuǎn)速要到12米,我記得內(nèi)蒙古高速公路請我當鑒定了,那時候是內(nèi)蒙古大量的煤炭往秦皇島運輸?shù)臅r候,堵一堵十幾公里,所以下令在高速公路上全部裝監(jiān)測設(shè)備,結(jié)果我發(fā)現(xiàn)了機器,它的標定核定風速是多少?12米,300W,我后來一查我說這個地區(qū)的風速我告訴你,我說你這臺機器只有23W,不可能哪有23W,300W怎么就23W,我說對,你現(xiàn)在風速才能多高,小風機發(fā)不出那么多電,得按照12米風速不可能達到,消費者,所以大量的路燈,高速公路上的監(jiān)測攝像頭看不到,因為缺電。做這項工作的任務(wù)主要由那么幾方面促進小型風力發(fā)電設(shè)備的測試方法,第二個消費者的標簽,還有一個把測試機構(gòu)協(xié)會。
第二個工作包,分析和模擬高度緩流的風資源。有這么幾項任務(wù),三維、二維風的數(shù)據(jù)等等包括他的測量,數(shù)字模擬。這里面剛才我說了山東大學一開始參加這個項目,垂直風力機在平坦建筑路上和典型的屋頂上數(shù)字模擬情況。
第三個工作包,就是復雜地形風能、風力機的功率性能怎么樣,這個我做的比較多,做了九個方面的工作。
第四個工作包,在動蕩地區(qū)小型風力發(fā)電機微觀選址的推薦,那么這里面寫了很多案例,我們剛才已經(jīng)說了,我做的一些案例在這里面都有。工作包五,是通過開發(fā)垂直軸風力機的新的方法,計算方法,風力機研究的改進等等,這些工作為我們的國際標準委員會,IEC國際標準委員會去標準修訂提供參考,這是做標準修訂提供參考的我們這整個的十年,十年的工作就給他們提供了相當多的參考,就是寫標準。
TASK27每年召開兩次面對面的會議,上半年一次下半年一次,和兩次視頻會議,也是上半年一次和下半年一次。參加這個工作相當于一年就要開四次會。中國風能協(xié)會剛才說了2012年加入的,都志解教授是全程參加,我是面對面的會議參加了19次,19人次不是次,19人次,那么全程參加了視頻會議,涉及的人大概30多人次,20多個學生,這是我選擇的一些照片,比如2012年,在愛爾蘭,選擇的一些照片,愛爾蘭鄧多克,2013年的韓國濟州島,還有中國也舉辦一次張北,在2014年的時候去的人很多,國內(nèi)參加機構(gòu)也很多,還有美國的可再生資源實驗室,這個是在2015年,還有臺灣,我們也搞過一次標準,那時候在那個地方。另外在2017年奧地利維也納,還有最后的2019年,最后我也去了,最后2018年結(jié)題。
這個參會的會議情況向大家簡要介紹。IEA Task 27課題主要成果是什么。這個工作歷時十年,從2009年到2018年,主要三項成果。
第一項成果建立了小型風力發(fā)電機的IEA標識。這個標識主要是針對我們小型風力發(fā)電機的產(chǎn)能、擴張過快產(chǎn)品質(zhì)量不一樣,標準不齊全,我以前聽到很多報告比如小風機出口到日本要認證,到英國還要取證,等等方方面面。所以我們這個給大家有一個統(tǒng)一的參考和認證的體系,這是我們。它的標識是什么?現(xiàn)在形成的共識性的東西有一個這個,大家請看一下。現(xiàn)在的小型風力發(fā)電機的標識首先制造商要寫打上去,型號要打上去,這個咱們現(xiàn)在國內(nèi)沒有人這么做,年平均風速每秒5米時候的年發(fā)電量,這個標識標嗎?現(xiàn)在全國是不是小風機都沒標,還有噪聲也是一個標識,風速每秒八米時的噪音水平,我今天介紹給大家大家就是希望在座的小風機制造和廠商是不是要考慮和注意這方面的事情,當然后面可能還有,發(fā)電機的等級,測試的單位,公布日期等等關(guān)于這方面的東西大家可以上網(wǎng)站去看。這是我說的標識。這個標識它配備了很多的相關(guān)的跟他一起有相關(guān)性的標注,比如耐久性測試,比如功率曲線,噪聲的測試,我這兒給了幾個國際標準,這些都是大家今后做小風機行業(yè)可能要做的事情。
第二個成果就是大量的工作重頭,就是微觀選址,強湍流環(huán)境下的微觀宣紙的實踐指南,實踐指南出了三個,分別三個報告都在這個地方,三個英文的報告,英文的報告我說一下比如還有第三個成果是什么,就是我覺得最大的貢獻就是我們對IEC61400-2這樣一個國際標準的修改建議,大家說我們不是標準委員會,我們是國際能源署的東西,那么給大家做什么?標準的修改建議,涉及到哪些范圍?我跟大家說一下,推薦湍流強度參考值,取點等等。還有在風速小于等于每秒6.5米在這個低速狀態(tài)下,湍流強度,湍流就取5米的時候就行,在高雖的時候我們?nèi)?0米湍流強度也是今后的湍流強對可能跟高度有關(guān)系。不要說現(xiàn)在的湍流強度大家都分為三檔,0.12、0.16,還有個0.18三檔,今后可能因為不同的高度,因為湍流強度就是跟高度有關(guān)系,所以今后的推薦也是看風速,風速不同湍流強度自然要變化,還有垂直走風體機的簡化模型給它搞的也建議還有現(xiàn)場測量怎么測。其實就是地面,太陽一出來以后空氣是不是受熱,地面受熱,氣流就要上升,上升這個時候它的湍流強度實際上是不一樣的,就要發(fā)生大的變化,在這個情況下又怎么去做,這個實驗我們是做過的,而且地面粗糙系數(shù)過去的經(jīng)典經(jīng)驗公式發(fā)現(xiàn)誤差特別大,給它怎么修正,更接近實際。我們做的實驗結(jié)果跟日本學者跟其它國外的學者拿出來一樣,既然一樣大家開會說這個改,給它寫建議,就做這些工作。
第五個方面我講一下收獲和體會。發(fā)了19篇文章,EI期刊9篇,像《機械工程學報》《工程熱物物理學報》等等。國外核心期刊《Applied Energy》《Renewable Energy》還有科學報告這個英文是《Wind Energy》等等這些比較重要的雜志也是國外的比較重要雜志發(fā)表了一共多少?四篇,還有一些雖然不是中國核心期刊也是受中國重小型風電設(shè)備還有風能雜志和行業(yè)雜志主動約稿讓我介紹這方面的研究成果。
剛才研究成果,報告還沒出來,七百多頁,但最主要的還是看這個,這是第一個報告EI國際能源署的推薦,也叫指南,推薦實踐,這是微型風力發(fā)電機,微觀選址小型風力發(fā)電機,微觀選址的安裝指南,還有一些高湍流強度下的一些指南,安裝建議,還有一個實踐,還有一些相關(guān)的報告。比如因為做了大量的實驗,主要是跟工作數(shù)字模擬計算,數(shù)字模擬計算大家知道無非是假定的條件,更加結(jié)合和貼近實際,也就風拋面,物拋面,風的拋面計算更貼近實際,計算湍流的這些區(qū)域,模型建立更好,速度激素更快,像究竟高出建筑物多少倍,我一提出大家沒有反對,一下很快進入指南,甚至指南出現(xiàn)了一些問題在討論過程當中,我說外語不好,外語要好的話可能我的成果寫到這里面的東西可能會更多,幸虧還好,我們有都志杰教授不停的往里改,討論,加東西。
最后這是TASK27執(zhí)行專家,我剛才說這個Trudy女士她對我們評價非常高,我們在座有位博士當時在韓國濟州島匯報這些成果,她說這是我目前為止看到的最好的,而且最后寫入我們行業(yè)協(xié)會里面的最優(yōu)秀的成果之一。這個我們的組長TASK27整個項目執(zhí)行組,他也是IEC組織會里面的成員,他說我們在這方面的工作給整個項目完成帶來了重要的貢獻。那么整個在過程當中我這兒畢業(yè)的博士生是兩個,畢業(yè)的碩士生5人,像其中的王強獲得了2018年自治區(qū)優(yōu)秀碩士論文,還有學生發(fā)了專利,藺曉甜這就剛才我說,我手機里面,如果下來點進去,可以隨便看一下,意思今后我們要走這方面是不是會興起這個行業(yè)就是說懂得的人,搞一些風機的評估相當于,到現(xiàn)場看一看安裝,哪個地方更好,我個人認為可能前后左右,重新改限地址帶來的收益要比你風電設(shè)備帶來的收益要高的多,我想說一下這個。我們還有一個博士生他就專門做微觀選址建筑物群,在2017年獲得了行業(yè)里面的綠色風能優(yōu)秀博士論文。還有去年我獲得了在行業(yè)里面中國可再生資源學會有一個三等獎,這個三等獎里面也有部分成果在里面。
最后想說走到哪好多人們都問我,國際項目你應(yīng)該有錢了,其實國際項目是自掏腰包,真的沒錢,其實國際項目是自掏腰包,真的沒錢,經(jīng)常為出國審批手續(xù)辦不下來而煩惱,為什么?人家會議通知一方,國外一般就是一個月最多兩個月,我們兩個月能出國手續(xù)批不下來,反正我的三四個月差不多能批出來,盡管我是一個盡管是從院長崗位下來,要院長不在更難,正在位更難,拿著我拿了很多榮譽證書一看,趕緊批,實際上等批下來人家那邊早就開會。
重量級的成果就是寫指南,標準修改意見,高校論文。想寫標準不是一個人,是好多人組成的,想寫剛才說的標準是后面有多少人他們在收集國際上的頂尖任務(wù)研究的成果才一點一點的往里加,就我們寫的成果大家想一想十年才搞這么一個東西,你想想。所以人家做事是精打細雕,我們是表面上就是看著賺錢,那么做完這個事情我個人認為我能堅持下來,就是沒有看眼前的利益,耐得住寂寞,才能夠研究水平跟國際上進行接軌,大家想一想的研究水平就像一個小學生,如果那些大家全是博士水平,大教授水平,開會都沒有共同語言,人家討論的問題你都插不上嘴,他那個你想那多少頁,幾千文件。感覺到了培養(yǎng)了一批人就是做了最大的一件事情,最值得稱贊的就是剛才我說的培養(yǎng)一個人,為工業(yè)大學我們博士點今年變成了一流,一級博士點,我們原來是2003年動力工程,動力極點工程那是二級博士點,18年養(yǎng)一個孩子,為什么上不來?種種原因。我為這個一級博士點拍著胸脯就說為他做了支撐,國際項目,有錢嗎?沒錢,明說就是沒錢,還有兩個一流本科專業(yè),我們工業(yè)大學一共有國家一流專業(yè)建設(shè)點14個,我這兒就拿下了兩個,一個叫能源與動力工程,一個叫新能源。最重要我覺得參與這些國際上的標準修改建議指南推薦這些大的技術(shù)文件,為我們國家征得了話語權(quán),征得了榮譽,我個人認為是問心無愧的,好了,謝謝大家。
(根據(jù)演講速記整理,未經(jīng)演講人審核)