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《風能》對話Henrik Stiesdal:風電最有可能解決人類面臨的氣候問題

2023-10-27 來源:《風能》雜志作者:王芳、葉無極 瀏覽數:440

展會期間,《風能》采訪了這位風電泰斗,他認為,機組的大型化一定會達到合理的最大值,漂浮式風電機組的成本與固定式風電機組的成本曲線會有交集,并相信,風電最有可能解決人類面臨的氣候問題。

  2023北京國際風能大會暨展覽會(CWP 2023)特別邀請到“現代風電產業之父”Henrik Stiesdal。他在1976年建造了第一臺試驗風電機組;1978年成功推出第一臺商用機型,后擔任西門子風電首席技術官多年,獲得650多項與風力發電技術相關的專利。2014年創立StiesdalA/S公司,并設計了新一代漂浮式海上風電基礎。展會期間,《風能》采訪了這位風電泰斗,他認為,機組的大型化一定會達到合理的最大值,漂浮式風電機組的成本與固定式風電機組的成本曲線會有交集,并相信,風電最有可能解決人類面臨的氣候問題。
  CWP 2023邀請Henrik Stiesdal作為中外風電產業先行者之一,向其致敬與致謝
  
  《風能》:從您設計出第一代風力發電機組,到現在近50年,丹麥的風電發展格局有哪些應驗了您之前的想法,有哪些超出您的想象?
  
  Henrik Stiesdal:20世紀80年代,丹麥風電行業認為風電能夠在電力系統中發揮重要作用,政府也認為這是可行的,提出到2005年風能比重達到10%的計劃。隨著風電規模的擴張,風力發電勢頭強勁,到了1999年,風能占比已經達到12%。
  
  2002年左右,一些大型歐洲公用事業公司發現有太多的風力發電,他們需要改變在電力系統中處理風電的方式。在那之前,如果電網有問題,比如電網的穩定性出現了問題,就會讓風電與電網斷開連接。然后等電網的其他部分處理好問題后,風電才可以重新并網。
  
  改變從兩家歐洲能源公司開始。一家是德國的康采恩(EON),另一家是蘇格蘭電力公司(Scottish Power),他們讓風電保持并網的狀態。這帶來了新的問題——如何保證電網的穩定性。但也透露出兩個重要的信號,一個信號是風電技術要改進更新,因為不更新的話,就意味著無法實現并網的目標;第二個信號是風電行業已經不是電網的輔助電源,而是能夠起到主導作用。事實上,如今風電已經占到丹麥電力的55%左右。
  
  《風能》:丹麥大力發展風電的動力是什么?關注點是否發生了變化?
  
  Henrik Stiesdal:我當時研究風電,是為了父親的農場能用上更便宜的能源,這和發展風電的初衷是一樣的。20世紀八九十年代在風電領域工作的人,會為公司感到自豪,因為公司創造了很多新機器,提供了很多新崗位。但現在的人們會更多地關注自然環境的未來狀態,想要為世界,或者為后代做出貢獻,觀念上會比原來有更高的追求。
  
  目前,丹麥風電從業者占到全國的10%左右。所以,從物質上和精神兩方面看,我們正在做的事情實際上都是非常重要且有意義的。
  
  《風能》:你認為風電產業未來會朝著哪些方向發展?
  
  Henrik Stiesdal:這有點像汽車行業。汽車工業已經有超過100年的歷史,人們在50年前就找到了車輛設計的最終形態,但它們在這之后依然變得更加高效,更加便宜。如果將現在的一輛車與25年前的相比,現在開的車比以前好多了。風電行業也依舊有發展提升的空間。風電最開始可能只是作為單一的發電設備,如今更多的是想讓它成為一種系統,應用場景更加豐富,比如與制氫、儲能等的結合。
  
  電氣化是現代社會的發展方向之一,風電可以得到更充分的利用。能夠轉型的行業都應該用電,用不了電的話也可以選擇用氫,能利用綠電的地方盡可能地使用綠電,還可以使用不含碳的能源來源。像飛機、輪船等交通工具,鋼鐵、水泥的生產,高溫加工的流程可能還無法全面實現電氣化,但可以使用基于綠電的一些非碳燃料。
  
  在綠電應用方面,我們可以發展制氫。氫發揮著至關重要的作用,可以幫助我們把綠電擴展到其他的領域,比如制氨。氨不僅僅可作為化肥使用,它還是一種可以運輸的風能,我們可以使用船、車等工具來運輸。
  Henrik Stiesdal在CWP2023“風起五十年”主題論壇上發言
  
  《風能》:您認為,國際合作在全球風電產業中發揮著怎樣的作用?如今,中國風電產業可以為全球的能源轉型和低碳做出哪些貢獻?
  
  Henrik Stiesdal:從全球來說,很多國家沒有風電產業,所以需要進口風電;還有一些國家,像中國和丹麥,有著很好的風電部件制造企業,可以促進國際貿易合作。并非每個國家都能自己找到發展海上風電更好的方法,有經驗的國家可以與其合作,將先進的技術與經驗帶過去,使其少走彎路。我認為國際合作確實在某種程度上發揮了作用,比如越南、印度尼西亞、馬來西亞、菲律賓、泰國等,通過國際合作就可以縮短前期的學習過程。另外,能源系統應該如何運作才能吸收盡可能多的可再生能源,這是亟待解決的問題之一。
  
  包括金融、設備、技術、服務在內的風電全產業鏈都可以開展國際合作。中國有著很好的資源,也有著完整的供應鏈,可以幫助更多的國家。
  
  《風能》:海上風電機組未來發展將呈現怎樣的趨勢,機組容量和葉輪直徑還要繼續大型化嗎?在技術方面我們接下來會如何發展?
  
  Henrik Stiesdal:先要看技術。我們發現最佳的實踐是不斷地去改進和提升,要持續地降低度電成本,提升性能。
  
  對單機容量和葉片尺寸,我無法預測上限,但風電機組總會達到一定的局限,因為其他產業在出現指數級增長后,最終會觸碰到一個天花板。比如大型客機、油罐車等的大型化,因為無法收回成本而停止了。我想政府應該限制風電機組的高度,海上風電機組最高300米,陸上最高200米,不能再高了。風電機組需要更加智能,而不是不斷地追求大型化。這不是一個技術問題,而是成本問題。
  
  風電智能化肯定是最重要的發展方向。依靠智能化的模擬仿真,可以降低整體的設計成本,比如在風電機組尾流影響環節,智能化設計后,系統就能運算出結果,實現風電利用的最大化。目前,人們對風電機組運行狀態監測的智能化可能會有更迫切的需求。
  
  《風能》:漂浮式風電在歐洲目前發展到怎樣的階段?未來將呈現怎樣的發展趨勢?面臨哪些新的挑戰?
  
  Henrik Stiesdal:風電可以產生我們需要的所有電力,但風能資源的分布非常不均勻。在歐洲西北部有很多淺水區,容易部署海上風電,客戶也很多。在中國、美國東海岸也是這樣,但世界上大多數地方并沒有這樣的場景。如果我們引入漂浮式海上風電,風能資源的利用率可以增長10倍。
  
  不可否認,漂浮式海上風電機組的價格還比較高。但就像30多年前,風電與化石燃料相比也非常昂貴,現在風電在歐洲比化石燃料便宜。這是依靠工業化、機組大型化實現的。漂浮式風電同樣要依靠工業化實現降本。
  
  我認為,在接下來的十年里漂浮式風電可以實現商業化的降本。不僅僅是機組,海纜成本也會隨之下降。值得注意的是,固定式海上風電的成本也會越來越低,但最終兩者的成本曲線會有交集。
  
  《風能》:漂浮式海上風電的成本要下降到多少才能實現商業化?
  
  Henrik Stiesdal:近幾年,世界上的突發狀況導致風電機組、基礎和電纜都變得更貴了,出現很多不確定性因素,比如之前的日本核電站泄漏事件就對能源行業影響很大。但我從一份公開報告中看到的最新情況是,預計漂浮式的價格在2035年將降至50歐元/兆瓦時。
  
  在產品大規模生產之前,總得有一些人愿意去做,而且是在成本很高的階段去做,但是我們相信成本最終是會降下來的,實現商業化。
  
  《風能》:在降本的要求下,未來漂浮式基礎形式會不會走向同質化?
  
  Henrik Stiesdal:我認為最后會逐漸統一到一種形式。就像風電機組本身,不管是哪家的產品,它都是一個塔筒加上三個葉片這種形式。最終,我認為漂浮式也會像陸上風電一樣,采用模塊化建造,葉片、塔筒以及其他部件可以來自不同的廠家。
  
  《風能》:當前漂浮式海上風電成本較高,您認為海上風電的立體融合開發會成為主要的降本方式嗎?比如說海上牧場、海上制氫等。
  
  Henrik Stiesdal:風電場搭配養魚場的想法很好,但是大多數漂浮式風電機組都將在深海區域,以至于經營養魚場的人可能會覺得它離得太遠。
  
  如果想改變世界,對抗氣候變化,我們需要做一些超大型的項目,而且需要做一些生產電力(和氫氣)的大項目。這是降低成本最重要的途徑,并將創造更多的價值。
  
  《風能》:您在風電領域的夢想是什么?希望看到一個怎樣的能源未來?
  
  Henrik Stiesdal:我從事風電工作47年,現在回頭看,發現風電行業的發展比我想象的要精彩得多,好得多。我完全相信,風電和太陽能光伏在我們對抗氣候變化的斗爭中發揮了重要作用。所以,當你在研究風電時,你在研究世界上最重要的東西,你所研究的這個領域,最有可能解決人類面臨的氣候問題。
  
  在現有的所有發電技術中,風力發電每千瓦時產生的二氧化碳排放量是最低的,它的價格也下降了很多。大家應該要保持開放的心態,不斷創新。
 

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風電
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