在全球風電產業蓬勃發展的浪潮中,國家能源集團憑借一系列前沿技術創新與產業實踐,穩站風電技術高地。
近日,國家能源集團旗下聯合動力牽頭承擔的國家重點研發計劃“可再生能源與氫能技術”重點專項“大型柔性葉片氣動彈性設計關鍵技術”項目,順利通過國家自然科學基金委員會高技術研究發展中心組織的綜合績效評價,標志著項目團隊攻克了我國大型柔性葉片氣動彈性設計核心技術瓶頸。
聯合動力項目研制的大型柔性葉片為115米,可同時容納近300個成年人并肩站在上面,風輪掃風面積達到4.3萬平方米,相當于6個標準足球場的面積。配套10兆瓦風力發電機組,風輪轉一圈可產生21.6度電,單臺機組一年能產生約3000萬度電,可滿足8500戶四口之家一年的日常使用。
隨著風電葉片越來越長、越來越柔韌,會與空氣形成復雜的相互作用,極端情況可能導致葉片劇烈抖動甚至失控。因此,聯合動力的項目攻關解決了這個制約風電大型化發展的關鍵技術難題,并成功研發了具有自主知識產權的葉片氣動彈性分析和優化設計軟件,有效推動我國風電技術迭代升級。
不僅在發電領域,退役風電葉片的資源化利用和固廢回收也是國家能源集團技術創新的重要方向。
“十四五”以來,我國風電退役換新市場規模呈指數級增長,對風電機組的改造升級和退役工作帶來極大挑戰。風電機組通常壽命在20-25年左右,因此,2025—2029年我國風電機組都將進入密集退役期。國家能源集團擁有全國最多的風電機組,因此也面臨大量的退役風電機組亟需處理。隨著早期風電機組的集中退役,如果按照每1kW的新增裝機容量需要10kg葉片材料計算,預計國家能源集團在2030年前就有退役風電葉片10萬~15萬噸。
因此,瞄準建設 “無廢集團” 的目標,國家能源集團旗下科環龍源環保自主研發了廢風機葉片物理法 “切割 - 粉碎 - 成型” 系統技術,與龍源電力合作建成千噸級示范產線,并與張家口市政府簽署共建 “無廢城市” 戰略合作協議,2025 年將開工建設萬噸級廢風機葉片回收利用示范。
在中國循環經濟協會指導下,國能集團牽頭成立退役風光設備循環利用專業委員會,從多維度推動風電固廢治理技術發展與產業布局。
面對我國風電退役換新市場規模的指數級增長,科環龍源環保成立“退役風電葉片資源化利用研發平臺”,突破葉片低成本破碎、有機材料高溫裂解、玻纖循環再利用等技術,并完成中試示范項目建設及試生產。還申請多項發明專利,如 “一種降解不飽和聚酯型風電葉片的降解液及降解回收方法” 可提升降解速率、回收降解液且不損傷設備和破壞回收纖維性能;“從退役風電葉片中定向解離玻璃纖維的方法和玻璃纖維及其應用” 有利于玻璃纖維在脫硝催化、導電纖維等領域的資源化利用。
目前,國家能源集團風電產業持續保持世界領先,持續開拓中國海上風電開發、高海拔地區風電開發和低風速風電開發領域,掌握風電全產業鏈關鍵技術,目前風電裝機已超過6600萬千瓦。
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