在綠色能源轉型大背景下,中國與馬來西亞科技合作正在迎來新機遇。馬來西亞科學院院士、馬來亞大學能源科學中心主任張紋通教授深耕可再生能源領域,其創新的交叉軸風力渦輪機(Cross-Axis-Wind-Turbine,下稱CAWT)技術在低風速環境下展現出顯著優勢,為海上風電開發提供了新思路。
近日,《中國東盟報道》對張紋通進行獨家專訪。在他看來,CAWT技術作為海上風能領域的創新解決方案,與中國綠色能源發展戰略高度契合。通過參與陽江綠能產業生態建設和“綠能產業科創匯客廳”平臺,CAWT技術有望在中國實現技術轉化和產業化,為中國的能源轉型和“雙碳”目標做出貢獻,為“一帶一路”共建國家提供先進的綠色能源解決方案。
張紋通
您曾提出結合兩種葉片的垂直軸風力發電機設計,能降低維修成本并提升低風速環境效率。在國際上,CAWT技術的應用目前屬于哪一階段?在中國,該技術從中試到量產需要哪些必備條件?
張紋通:CAWT技術在國際上目前處于技術成熟度等級(TRL)向TRL7推進的階段,即系統原型在實際運行環境中的演示階段。300W原型機正在進行CFD仿真與風洞測試,驗證了基本性能指標。與傳統風力發電技術相比,CAWT在低風速啟動(2.8m/s對比行業標準4.0m/s)、功率系數(0.50對比VAWT的0.4和HAWT的0.45)等方面已顯示出明顯優勢。
CAWT技術在中國,從中試到量產需要以下必備條件:
首先是技術驗證與優化要求。需要進行更大功率級別原型機的測試驗證,特別是在中國特定風況環境下的性能測試。新技術研發需要一個從實驗室到規模化的試驗研究,再對此過程中出現的問題進行攻克和解決,再到工業化生產的過程。對于CAWT這類創新設計,在中國實際環境中的驗證尤為重要。
第二是供應鏈與產業鏈建設。需要建立從零部件供應到整機制造的本地化產業鏈,尤其是關鍵材料和核心部件的本地化,在降低成本的同時提高生產效率。在中國,廣東陽江等地區已形成了完整的產業鏈和產業集群,這樣的產業生態是量產的基礎。CAWT技術要尋找與這些現有產業鏈的對接點。
第三是政策支持與融資。《陽江倡議》作為2024大灣區科學論壇綠能產業科技創新分論壇的重要成果,其強調的“強化綠色金融支持”原則具有很強的區域性示范效應和較高的全球推廣可能。接下來,要進一步結合國家層面政策框架形成協同支持機制。CAWT技術0.104 USD/kWh的平準化能源成本優勢,可有效對接國家發改委《可再生能源發電全額保障性收購管理辦法》等政策,通過技術經濟性指標,爭取被納入國家重點推廣技術目錄。
第四是市場驗證與商業模式。需要確認市場需求,建立合適的商業模式。特別是中國海上風電市場呈現“央地協同”發展特征,行業龍頭企業正加速技術迭代。CAWT技術可通過參與陽江在建的全球最大海上風電基地項目,在真實海況下驗證技術可靠性。
為更好踐行論壇上發布的《陽江倡議》,陽江正積極打造涵蓋風電、光伏、儲能、運維的綠能全產業鏈生態。您對這種“多能融合互補”的模式有何評價?這種模式對“21世紀海上絲綢之路”共建伙伴有何借鑒意義?
張紋通:陽江打造的“風電、光伏、儲能、運維”綠能全產業鏈生態代表了可再生能源領域的先進發展理念,這種“多能融合互補”模式具有顯著優勢:
其一是它充分利用了不同能源形式的互補特性。風能和太陽能在時間和空間分布上存在互補性,通過集成可以提高能源供應的穩定性和可靠性。CAWT技術作為一種創新的風能采集技術,特別是其在低風速環境下的優越性能,可以進一步增強這種互補效應。
其二是整合儲能系統解決了可再生能源的間歇性問題。在尋求“能源儲存系統,以增強電網的靈活性,并且應對可再生能源的間歇性問題”方面,陽江模式提供了有效解決方案。
其三是全產業鏈的整合優化了資源配置,提高了系統效率,降低了綜合成本。CAWT技術的平準化能源成本更具競爭力,能在這一產業鏈中發揮積極作用。
在“21世紀海上絲綢之路”共建國家中,能源結構單一、能源安全性薄弱、島嶼地區供能不穩定等問題較為普遍。陽江的多能融合互補模式,作為一種系統化的能源解決思路,具備良好的借鑒價值,主要體現在以下幾個方面:
首先是技術與經驗共享價值。在海洋資源開發利用和海洋科技合作上,陽江的經驗可以為共建國家提供技術和管理經驗。CAWT技術作為創新解決方案,可以成為技術合作的重要內容。
第二是為產業協作與標準融合創造機會。可以促進共建國家在綠色能源領域的產業協作,共同制定技術標準,形成區域協同發展格局。這對于推動共建“一帶一路”倡議下的能源合作具有重要意義。
第三是傳播綠色發展理念。陽江模式展示了經濟發展與環保協調的路徑,符合全球可持續發展趨勢。“在海洋生態保護上”的國際合作,可以與綠色能源開發形成良性互動。
第四是基礎設施建設合作。尤其在港口、島嶼等基礎設施建設領域,由于傳統風電技術對風速、風向和運維要求較高,難以大規模應用。CAWT技術在低風速環境下表現優異,不受風向限制且維護成本更低,特別適合海島國家或沿線基礎設施的穩定供能需求,是一個經濟高效的能源解決方案。
2024大灣區科學論壇綠能產業科技創新分論壇上揭牌的“綠能產業科創匯客廳”是一種新型科技成果轉化機制和平臺,集科技前沿交流、科技人才對接、產學研融合等功能于一體。您認為,“綠能產業科創匯客廳”在促進國際科技合作和人才交流、助力中國綠能產業高質量發展等方面,能發揮哪些重要作用?
張紋通:“綠能產業科創匯客廳”作為集科技前沿交流、科技人才對接、產學研融合等功能于一體的平臺,可以發揮以下重要作用:
首先是作為創新技術國際交流平臺。該平臺圍繞未來趨勢、前沿科技、成果轉化、人才發展、產業安全、智慧生態、國際合作等進行深度交流,為CAWT這樣的創新技術提供了一個向中國市場展示和與中國專家交流的理想平臺。
第二是作為科技成果轉化加速器。需求導向和問題導向是科技成果轉化應用的關鍵,科創匯客廳可以有效連接技術創新與市場需求,加速科技成果的商業化進程。通過定期舉辦技術對接活動,可以促進CAWT等創新技術的應用落地。
第三是作為國際人才引進與培養基地。堅持引才多元,加快構建全球人才配置共享的“聚集地”,科創匯客廳可以成為吸引和培養綠色能源領域國際人才的重要基地。這對于技術創新和產業升級至關重要。
第四是作為產學研深度融合樞紐。科創匯客廳可以促進高校、科研機構與企業間的深度合作,實現理論與實踐的結合,對于加速技術創新和產業升級具有催化作用。
第五是作為政策溝通與制度創新的窗口。《陽江倡議》強調了“堅持科技創新引領、強化產業協同發展”等內容,科創匯客廳可以成為政策制定者與技術創新者溝通的重要渠道,推動有利于綠能產業發展的政策創新。
第六是作為國際標準制定參與平臺。對于像CAWT這樣的新興技術,通過科創匯客廳可以參與相關國際標準的討論和制定,提升中國在國際綠能技術標準中的話語權。這對于技術的廣泛應用和國際市場開拓至關重要。
近期粵港澳大灣區產業人才研究院與陽江海上風電實驗室達成合作,實現“產業人才智庫+綠能科研實驗室”的雙向奔赴,聚焦綠能產業的人才引育和有組織科技成果轉化。您對雙方“立足陽江、協同港澳、面向世界”構建“從實驗室到生產線”的科技成果產業化鏈條有何建議?您將如何參與其中?
張紋通:首先是規劃分階段技術轉化路線圖。新技術的研發是一個漫長的過程,需要從基礎理論研究,到規模化試驗,再到工業化生產。建議建立明確的技術成熟度評估體系和階段性目標,為創新技術提供清晰的產業化路徑。CAWT技術可以按照這一路線圖逐步推進在中國的應用。
第二是建設開放式創新生態系統。加快構建“基礎研究+技術攻關+成果轉化+科技金融+人才支撐”全過程創新生態鏈,建議在陽江建立一個集研發、測試、認證、孵化、生產為一體的綠能產業創新生態系統,這將為CAWT等創新技術提供全鏈條支持。
第三是建立國際化人才培養機制。要重視對工程師和技能人才的聯合培養,建議構建從基礎研究到工程應用的全鏈條人才培養體系,特別是加強與港澳及國際教育機構的合作,為技術產業化提供人才保障。
第四是形成針對性技術對接機制。建議設立專門的技術需求對接平臺,讓創新技術能夠精準匹配產業需求,這對于促進技術的市場應用具有關鍵作用。
作為CAWT技術的開發者,我愿意通過以下方式積極參與:
一是技術轉移與本地優化。將CAWT技術轉移至陽江,根據當地風況環境進行適應性優化與大功率級別測試,推動技術的本地化應用。
二是共建聯合實驗室。與陽江海上風電實驗室合作,建立聯合研發中心,聯合開展關鍵技術攻關和系統性能驗證。
三是聯合人才培養。與粵港澳地區高校、研究機構合作,聯合培養本地研發與工程技術團隊,并促進研究人員的雙向交流與培訓。
四是建設示范項目。在陽江建設CAWT產業化示范工程,驗證實際海況下的技術可靠性與經濟性,積累規模化推廣的經驗。
五是推動國際技術合作。依托粵港澳大灣區國際影響力,參與國際技術標準制定和技術交流活動,拓展CAWT技術的國際合作空間。
作者:田原、黃江勤
來源:中國東盟報道
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