新能源技术创新与产业化助推高耗能产业转型升级

【本刊讯】 2014年11月6日，在京召开的2014第六届世界非并网风电与能源大会上，国家发展改革委产业经济研究所、国家发展改革委能源研究所、国家“973”计划大规模非并网风电项目组共同举行了新能源技术创新与产业化助推高耗能产业转型升级重大研究成果新闻发布会。世界风能学会麦加德主席，国家发展改革委宏观经济研究院马晓河副院长、能源研究所韩文科所长、产业经济研究所王昌林所长、国家“973”计划大规模非并网风电项目首席科学家顾为东院长及其团队骨干、世界风能领域及相关领域专家学者和企业代表共计200多人出席发布会。

一、项目研究的背景情况

2007年7月，以江苏省宏观经济研究院顾为东院长为首的团队，申报我国重点基础研究发展计划（“973”计划）能源领域“大规模非并网风电系统的基础研究”项目，获得科技部立项（编号：2007CB210300），这是我国 “973”计划能源领域第一个风电项目。

项目主要研究风电不并网、经过改造，使之应用于能够适应风电波动的高耗能产业。这是首席科学家顾为东1980年开始研究，并建立模型，1984年连续发表论文，历经30多年不懈研究完善，上升为国家“973”计划重点研究项目。

项目组经过7年研究及产业化工作，基础理论取得重要突破，揭示了风电应用于海水淡化、油田抽油、电解铝等生产过程运行规律，把握了内部机理以及新能源与高耗能产业之间的耦合关系，拥有完整的自主知识产权，并建立了示范工程。如在江苏大丰建成非并网风电日产百吨和万吨海水淡化示范项目；在辽河油田、大庆油田建成非并网风电抽油示范项目；风电电解铝方面，通过实验室小试和中试，模拟新疆达坂城风电炼出第一块铝锭，目前正在着手建设年产1000吨铝的风电电解铝示范工程，为年产40—60万吨/年风电铝一体化项目奠定基础；风电制氢方面，在江苏沿海成功以风电直接制氢，进行氢燃料电池和氢内燃机汽车运行。

二、项目的战略意义

项目构建的非并网风电-高耗能产业集成系统，将风电与海水淡化、电解铝、制氢、煤制天然气等相结合，是一次全新的探索和尝试，在世界范围内属于技术首创。如非并网风电应用于海水淡化，既能解决风电上网、脱网、弃风等难题，又能将绿色能源直接应用于电解铝、制氢、煤制天然气等高耗能产业，可以减少网电所用燃煤消耗，减少温室气体排放量，不但具有可观的经济效益、而且具有良好社会和环境效益，特别适用于孤岛等缺水、缺电地区，可有效解决海岛、沙漠等偏远地区的能源和淡水供应问题，可以说在全球能源及淡水资源双紧缺的情况下，具有十分重要的战略意义。

此外，随着非并网风电技术不断升华，项目组认为，风电能够适应高耗能产业波动，就能适应电网波动。提出对电网调峰的新思路，即建立能源互联网产业体系，将大规模高耗能产业技术改造、转变功能，为我国大电网配套。

以燃气发电和抽水蓄能电站进行调峰，被国外称为智能发电系统。而我国受天然气缺乏、水源和选址困难制约，难以大规模发展燃气发电和抽水蓄能电站调峰。项目组将大规模高耗能产业功能转变，使之具有为我国大电网调峰功能，电网刚性转为柔性，利用率由30%提高到55%，达到世界先进水平。如果协调的更好，这个比例可以进一步提高，同时煤电厂发电量可以增加30%以上，高耗能产业经济效益增加2—4倍，不仅将高耗能产业转型升级为高载能产业，还将我国风电和太阳能做到高效、低成本全部上网。项目通过产业化可以为国家形成2—4个万亿（元）级的国家战略性新兴产业。

三、项目的核心技术

大丰市日产万吨非并网风电淡化海水示范项目的核心技术为自主研发并应用了世界首台套大规模风电直接提供负载的非并网风电运行控制系统，即在没有任何网电支撑的情况下，由1台2.5兆瓦的永磁直驱风电发电机组向海水淡化装置提供稳定的电能。海水淡化装置由3套系统并联组成，可根据风电机组的供电情况逐套切入或切除。

四、未来展望

项目按照市场化、产业化方向发展。一是按照公司化规范运作。请感兴趣的相关企业共同出资组建公司负责项目的规范化运营。二是在后续项目建设中，将重点进行技术提升，设备完全国产化、集约化，形成集成系统完全自主知识产权。

三是开发系列化产品，拉长产业链。在装备上，开发生产不同MW级的非并网风电系统，逐步实现小型化、模块化、市场化。