CWPC2024：中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司研發(fā)總監(jiān)李成良發(fā)表《葉片大型化時(shí)代高質(zhì)量發(fā)展的思考》的演講。

尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位風(fēng)電同仁，大家上午好，非常高興今天再次和大家溝通風(fēng)電葉片的發(fā)展！

我報(bào)告的題目是：葉片大型化時(shí)代高質(zhì)量發(fā)展的思考。雖然大家都在提“高質(zhì)量發(fā)展”，但我覺得每個(gè)人的理解不一樣，我今天把自己的理解和大家分享一下。主要講3個(gè)方面問題：

1.葉片大型化的現(xiàn)狀

剛才很多領(lǐng)導(dǎo)也講了，我這里只想說現(xiàn)在中國的速度真是遙遙領(lǐng)先，特別是沙河放大基地，進(jìn)一步提升了風(fēng)機(jī)研制效率。風(fēng)機(jī)中標(biāo)價(jià)格的事是越來越低，但葉片的產(chǎn)能在過去幾年不足，到現(xiàn)在越來越過剩，新建的產(chǎn)線在用的超過500，產(chǎn)能達(dá)到140GW，實(shí)際上產(chǎn)能過剩是相對(duì)的過剩，比如在一些三北地區(qū)是不足的，因?yàn)檫@個(gè)地方需要大量裝機(jī)時(shí)反而造不出來。在中南部很多地方葉片工廠產(chǎn)線還在閑置，沒有更多葉片可以造，造成供需失衡問題還是比較嚴(yán)重的。  

2.葉片大型化的問題  

大型化的問題，首先我們標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不能滿足大型化結(jié)構(gòu)安全發(fā)展的需要，特別是一些新的工況。包括出現(xiàn)的風(fēng)場(chǎng)、機(jī)組、儲(chǔ)吊運(yùn)等工況覆蓋不了，還有運(yùn)輸過程中，還有葉片在車間轉(zhuǎn)運(yùn)的工況標(biāo)準(zhǔn)上都是沒有的，這些都造成新的風(fēng)險(xiǎn)。特別是葉片降本減重后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全裕度在不斷的減小，大葉片結(jié)構(gòu)面外形變化引起的層間、剝離失效問題愈發(fā)嚴(yán)重，風(fēng)險(xiǎn)邊界持續(xù)擴(kuò)大。

大葉片生產(chǎn)難度大，勞動(dòng)強(qiáng)度高且成型周期延長。主成型鋪層效率低、腹板粘接困難；大葉型后處理流轉(zhuǎn)不暢。產(chǎn)線調(diào)整快，登高作業(yè)增多，招工難度大、一線用工量大。效率低

百米級(jí)葉型主成型階段用工量較70-80m級(jí)葉型增長25%，120m級(jí)葉型主成型周期較90m級(jí)以下葉型增長75%。

還有隨著葉片長度增加，葉片表面積持續(xù)擴(kuò)大，原來40米葉片表面積160多平米，而現(xiàn)在葉片超過120米至少在1000平米以上，它的表面積增加了5倍，葉片長度也就增加了3倍。從大葉片制造質(zhì)量來看，質(zhì)量問題還是比較突出的，整體葉片DPU數(shù)量是在增加，相對(duì)多年前對(duì)葉片質(zhì)量控制水平確實(shí)提高了，所以從單位面積DPU增長率來說是下降的趨勢(shì)。現(xiàn)在葉片生產(chǎn)質(zhì)量主要集中在發(fā)白、粘接，這是一個(gè)長期問題，主要和葉片大量用工、勞動(dòng)密集型有很大關(guān)系。

另外無形之中增加了葉片的成本，葉根節(jié)圓：BCD2800-BCD3200-BCD4250-BCD5000...模具翻轉(zhuǎn)、行車起吊空間不足。葉片長度：300M的車間長度，80M葉片3條線，大于95M葉片2條線，部件模具占地空間大。生產(chǎn)換線：葉片每年模具調(diào)整2~3次，造成葉片有效生產(chǎn)時(shí)間短，單次搬遷調(diào)試一進(jìn)一出至少1個(gè)月左右，導(dǎo)致生產(chǎn)爬坡慢，分?jǐn)偝杀靖摺Ｉa(chǎn)裝備：主模具和部件模具不能通用，多數(shù)的組裝工裝、定位工裝等均難以復(fù)用，改造成本高。這些無形之中增加了葉片制造的成本，降低葉片效率，也導(dǎo)致質(zhì)量的不穩(wěn)定性。

大葉片運(yùn)輸?shù)跹b問題也特別突出，運(yùn)輸過程中特別是路橋涵洞限高限寬、陸運(yùn)海運(yùn)結(jié)合情況等，如重心和支架位置的損傷隱蔽，可能造成批次性損傷/失效。吊裝：葉片在風(fēng)場(chǎng)存儲(chǔ)和吊裝過程中、上電并網(wǎng)前出現(xiàn)顫振，大大增加葉片運(yùn)行期間的風(fēng)險(xiǎn)。我們看到圖片上發(fā)生的問題應(yīng)該是非常嚴(yán)重了，在我看來它基本上是在做極限測(cè)試的疲勞測(cè)試，擺振的幅度特別大，這樣的葉片用不了一晚上，可能兩天就掉下來了，自己就廢了。

還有風(fēng)場(chǎng)適應(yīng)性環(huán)境越來越復(fù)雜，運(yùn)行失效問題增多。2015年，40m級(jí)葉片穩(wěn)定運(yùn)行在8年，風(fēng)場(chǎng)問題平均年增近200余處。2023年，90m級(jí)葉片掛機(jī)運(yùn)行僅2年，風(fēng)場(chǎng)問題平均年增近600處。百米掛機(jī)葉型風(fēng)場(chǎng)問題點(diǎn)迅速出現(xiàn)，是小葉型近3倍。風(fēng)場(chǎng)極端惡劣環(huán)境、適應(yīng)性載荷大，導(dǎo)致測(cè)試驗(yàn)證也沒有特別充分，無形中增加了很多風(fēng)險(xiǎn)。

風(fēng)電機(jī)組大家一直在說無人區(qū)，無人區(qū)到底有什么問題呢？我這邊也簡單梳理了一下，這是在2023年中國科協(xié)發(fā)布29個(gè)重大科學(xué)問題、工程技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)難題，我摘了4個(gè)和風(fēng)電新能源發(fā)電有關(guān)：一是非線性效應(yīng)隨尺度變化情況。隨著葉片變大，從量變到質(zhì)變過程中，昨天下午我們開技術(shù)研討會(huì)時(shí)很多提到葉片結(jié)構(gòu)失效問題，按照現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)是很難把大變形問題算的更清楚，這是尺度變化帶來的問題。二是高性能纖維發(fā)展的基礎(chǔ)科學(xué)問題。現(xiàn)在高模玻纖已經(jīng)到了瓶頸，如果再提升就帶來成本增加、密度增大，對(duì)葉片需求來說相矛盾的。三是工程技術(shù)難題：新能源廢料清潔高值化利用--葉片可回收再利用問題，我們過去十幾年做的葉片都是以環(huán)氧樹脂為主，環(huán)氧樹脂不能溶解、融化，它的降解是比較難的。四是產(chǎn)業(yè)技術(shù)問題：沙戈荒新能源基地高構(gòu)建并實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定送出，我們?cè)趺撮_發(fā)高性能、低成本沙戈荒風(fēng)電葉片，都是行業(yè)面臨的重點(diǎn)難點(diǎn)問題，我們需要對(duì)這些問題進(jìn)行一系列分解識(shí)別，看看怎么解決。

3.高質(zhì)量發(fā)展的思考

從2020年“雙碳”目標(biāo)提出到2022年二十大，到近兩年兩會(huì)，大家都在提新能源、高質(zhì)量發(fā)展、新質(zhì)生產(chǎn)力。通過學(xué)習(xí)了解，我覺得加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力是構(gòu)建高質(zhì)量發(fā)展的新競爭力和持久動(dòng)力，需要關(guān)注發(fā)展質(zhì)量、可持續(xù)性，更要提升全要素的生產(chǎn)率。創(chuàng)新不是一方面的，還是要綜合各個(gè)方面，包括行業(yè)的上下游。

近幾年國家對(duì)風(fēng)電發(fā)展可以說支持非常大的，無論是科技部、工信部還是發(fā)改委，都給了很多政策的支持，包括一些重點(diǎn)研發(fā)的計(jì)劃、重點(diǎn)研發(fā)的項(xiàng)目。這里我也摘取了幾個(gè)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，包括重點(diǎn)產(chǎn)品關(guān)鍵零部件、關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵軟件等，這些都是解決葉片主機(jī)大型化過程中研發(fā)制造的一些自主掌控能力。嚴(yán)格執(zhí)行《首臺(tái)（套）應(yīng)用推廣指導(dǎo)》，需總結(jié)回顧近三年存在的問題，在批量產(chǎn)階段實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)值和競爭優(yōu)勢(shì)。文件里提到利用首臺(tái)（套）重大技術(shù)政策體系加快推廣應(yīng)用，如果不成熟的推廣肯定是對(duì)行業(yè)不利的發(fā)展，所以更多要把成熟的技術(shù)在產(chǎn)品上得到成熟的應(yīng)用，再實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。而不是說把首套更大的葉片做出來了就完成任務(wù)了，更多要在后續(xù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中體現(xiàn)產(chǎn)品核心競爭優(yōu)勢(shì)，這才是關(guān)鍵。

關(guān)于風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展，華能的張總前面講過6個(gè)方向，我這里也借鑒一下：合規(guī)經(jīng)營、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、卓越經(jīng)營、綠色發(fā)展、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、文化建設(shè)。對(duì)于風(fēng)電葉片的高質(zhì)量發(fā)展要從材料、設(shè)計(jì)、工藝、制造、裝備這些方面考慮它的全生命周期，通過創(chuàng)新引領(lǐng)風(fēng)電葉片的高質(zhì)量發(fā)展，我們要在過程中找到問題的難點(diǎn)、痛點(diǎn)，進(jìn)一步去解決。

這里我想講一個(gè)小小的案例，小耶倫是不是一定發(fā)電量低呢，我覺得不是這樣的。比如拿一個(gè)180米和190米風(fēng)輪葉片對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)180米葉片直徑小了11%，但它在9米發(fā)電量并不少，還要高一些，它的載重比也少了。如果我們關(guān)注全生命周期發(fā)電量，那就不需要更大的葉片，也不需要更大的功率，我們需要全生命周期發(fā)電量更可靠穩(wěn)定。小葉片運(yùn)輸成本低了、廠房利用率高了、結(jié)構(gòu)更加安全了，所以我們要客觀的判斷風(fēng)機(jī)大型化趨勢(shì)，很好思考高質(zhì)量發(fā)展存在的問題。

保證葉片設(shè)計(jì)的正確性、安全可靠性和制造工藝的合理性，加強(qiáng)葉片與主機(jī)的匹配穩(wěn)定性，在安全可靠的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造。高性能低成本環(huán)保材料的開發(fā)應(yīng)用與回收利用技術(shù)開發(fā)，讓玻纖的比模量更高一點(diǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)國產(chǎn)化碳纖維大型風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用。還有綠色環(huán)保材料應(yīng)用，我們要高質(zhì)量發(fā)展，綠色是個(gè)很重要的話題。基于現(xiàn)在環(huán)氧樹脂不可回收、很難降解的，我們要在這個(gè)基礎(chǔ)上研究回收再利用的方法，高質(zhì)化利用，把葉片有效的部件高性能再次發(fā)揮，而不是一下子把它粉碎了，粉碎是一個(gè)低價(jià)值的利用，我們要找到更多應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)于未來的葉片要研究可回收樹脂，熱塑性，包括環(huán)氧的可回收是在更簡單的條件下、低能低耗條件下降解。

最后，風(fēng)電是一場(chǎng)長跑，創(chuàng)新是提升核心競爭力最重要的因素，我們要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研共贏，過程中實(shí)現(xiàn)風(fēng)電的高質(zhì)量發(fā)展首先要轉(zhuǎn)觀念、抓核心、創(chuàng)共贏。風(fēng)電的高質(zhì)量發(fā)展需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源的整合、協(xié)同創(chuàng)新，風(fēng)電葉片高質(zhì)量發(fā)展更要穩(wěn)健可持續(xù)，未來可期，任重而道遠(yuǎn)。

謝謝大家！