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深遠(yuǎn)海風(fēng)能開發(fā)四大挑戰(zhàn)，深海環(huán)境條件復(fù)雜，大容量飄浮式風(fēng)電機組設(shè)計機制造，浮式風(fēng)電裝備制造、運輸安全風(fēng)險大，浮式風(fēng)級運行工況復(fù)雜，可靠性要求高，運維難度大。同時，今年5月28號習(xí)總書記在院士大會里提出七大工業(yè)的“卡脖子”問題，工業(yè)軟件是其中一個，下一步我們希望對浮式風(fēng)力機一體化高精度數(shù)值分析設(shè)計軟件進行開發(fā)，現(xiàn)在正在進行，我們希望能夠可視化引擎，數(shù)字算法并行算法，能解決流體動力學(xué)問題，流體風(fēng)機值等來解決相關(guān)特性分析，風(fēng)浪耦合的分析，非線性結(jié)構(gòu)動力學(xué)。

——中國科學(xué)院院士陳十一

2021年11月16日，中歐海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)合作與技術(shù)創(chuàng)新論壇在鹽城召開。中國科學(xué)院院士陳十一出席論壇并作主旨發(fā)言。

非常感謝主辦方邀請我來講講我對于這個命題的看法，我今天想講的是“雙碳”目標(biāo)與海上風(fēng)電發(fā)展的展望。

我分三個方面來講，個“雙碳”目標(biāo)加速了能源的變革，第二是海上風(fēng)電發(fā)展的新機遇與新挑戰(zhàn)，第三做好海上風(fēng)能發(fā)展建立在工業(yè)軟件的基礎(chǔ)上，這跟我自己的研究有關(guān)系。

，“雙碳”目標(biāo)加速能源的變革。實現(xiàn)碳達峰、碳中和是以習(xí)近平同志為核心的黨中央統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個大局做出的重大戰(zhàn)略決策，是著力解決資源環(huán)境約束的突出問題，實現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展的必然選擇，是構(gòu)建人類命運共同體的莊嚴(yán)承諾。今年10月30號，習(xí)總書記在20國集團領(lǐng)導(dǎo)人第16次峰會階段會議發(fā)表重要講話，中國將力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。碳達峰、碳中和有一些具體的目標(biāo)。2025年非化石能源消費比重達到20%左右，2030年非化石能源消費比重達到25%左右，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千萬以上，2060年能源利用效率達到國際先進水平，非化石能源消費比重達到80%以上。

“十四五”預(yù)測新能源裝機容量翻番，將成為中國第二大電源，成為電力增量的主體，2025年新能源（風(fēng)電+光伏）新增裝機容量將達到5到6千瓦，其中風(fēng)電新增裝機容量將超過2億千瓦。這意味著每一年我們裝機容量平均達到5000萬千瓦。

歐洲在這個方面做得相當(dāng)不錯，很多方面是我們學(xué)習(xí)的榜樣，歐洲多國承諾2050年或者更早實現(xiàn)凈零排放，盡早實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的既定目標(biāo)�！稓W洲綠色新政》一項新的增長戰(zhàn)略，旨在將歐盟轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�公平、繁榮社會，以及富有競爭力的資源節(jié)約型現(xiàn)代化經(jīng)濟體，到2050年歐盟達到凈零排放，可以實現(xiàn)經(jīng)濟增長和資源消耗脫鉤，非常了不起。

未來能源結(jié)構(gòu)將會有非常重要的變革和變化。2020年石化能源占大多數(shù)。到2030年達到碳達峰的時候，非化石能源達到25%；2060碳中和的時候非化石能源要占80%以上。這是非常大的挑戰(zhàn)和機遇。

海上風(fēng)能趨勢預(yù)測，“雙碳”目標(biāo)提出以后，海上風(fēng)電新增裝機容量迅速翻倍，“十四五”期間我國海上風(fēng)電新增超過40GW，未來10年全球不包括中國海上風(fēng)電新增將超過200GW。尤其隨著海上風(fēng)電技術(shù)的不斷完善，以及對深遠(yuǎn)海惡劣條件的征服，海上風(fēng)電必將以更大的增幅提升發(fā)展。

左邊是過去10年年負(fù)荷力的增長，每年平均增長22%，下一個5年到2021年到2025年增加更快，要30%左右�；氐较乱粋�5年將在12.7%，如果深遠(yuǎn)海技術(shù)能夠解決的話。

第二，海上風(fēng)電面臨新的機遇。相比陸上風(fēng)電，海上風(fēng)電有不少優(yōu)勢。資源豐富、潛力巨大，有利于可持續(xù)發(fā)展。我國海岸線長，海域廣闊，顯著節(jié)約土地成本，靠近中東部高用電負(fù)荷地區(qū)，有利于輸電和消納，深遠(yuǎn)海風(fēng)電得到空前的發(fā)展，80%海上風(fēng)能都處于深遠(yuǎn)海，飄浮充電是深遠(yuǎn)海風(fēng)電機組發(fā)展的主力，所以關(guān)系大型風(fēng)電的飄浮式機組，關(guān)系海上智慧運行。

海上風(fēng)電面臨技術(shù)挑戰(zhàn)，一是資源獨特性。我國各海域面臨不同的挑戰(zhàn)，渤海到黃海到東海北部到臺灣海峽甚至南海區(qū)域，面臨的挑戰(zhàn)不一樣，成本不一樣，比如渤海區(qū)域是海濱嵌巖，黃海是沖刷，東北北部區(qū)域是表層淤泥和臺風(fēng)，臺灣跟南海區(qū)域、廣州挑戰(zhàn)是深水、臺風(fēng)、浪高、地震嵌巖，我們遇到的資源獨特性帶來的挑戰(zhàn)也不一樣。

二是環(huán)境多樣性，水文地質(zhì)條件，要考慮波浪、潮流、撞擊、地震，外部環(huán)境條件鹽霧、雷暴、臺風(fēng)，風(fēng)能轉(zhuǎn)換技術(shù)關(guān)心載荷、重量、傳動力效應(yīng)、便捷等等。

三是問題復(fù)雜性，風(fēng)機尺度的流動模擬，風(fēng)場資源評估，包括海浪、風(fēng)浪比較高，環(huán)境機組與浮式機組耦合，動態(tài)響應(yīng)模型，有很多的科學(xué)問題、技術(shù)問題、工程問題。

四是運行維護性，相比海上風(fēng)電進入規(guī)模化，英國和德國等歐洲國家，我國仍處于商業(yè)化發(fā)展的初級階段，“十四五”期間我國海上風(fēng)電將面臨諸多影響運營維護和投資回報的挑戰(zhàn)，實際包括固定的技術(shù)，我們也有很多的問題，2022年開始國補取消，省補延遲。深遠(yuǎn)海自然條件復(fù)雜，數(shù)據(jù)匱乏，風(fēng)能資源評估難度非常大，都會對我們運行維護性帶來影響。

提升海上風(fēng)電技術(shù)經(jīng)濟性對策，一是高精度的資源評估，兩個維度，觀察成本大、難度高、數(shù)據(jù)代表性不足，我們要從海上測風(fēng)塔到飄浮式激光雷達到衛(wèi)星數(shù)據(jù)，第二是海上風(fēng)場尾流評估存在較大不確定性，效能很有影響，尾流模型決定了資源，海上氣候非常穩(wěn)定，第三海上風(fēng)電規(guī)模大，陸地上很多參考不行，要重新做研究，有很多技術(shù)上的挑戰(zhàn)。

提升海上風(fēng)電技術(shù)還要高可靠性的設(shè)備，還要做數(shù)字風(fēng)場，無論是精細(xì)化工程設(shè)計需求還是架構(gòu)需求，基于仿真技術(shù)的工程設(shè)計軟件是現(xiàn)代工程設(shè)計與開發(fā)基礎(chǔ)，這方面我們還是比較缺乏的，包括數(shù)字化工程，也成為深遠(yuǎn)海風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的必然。

海上風(fēng)電未來發(fā)展趨勢，降本增效的技術(shù)途徑，有四個方面，規(guī)�；�、定制化、智慧化、大型化尤其是大型化、規(guī)�；�非常重要，這是降本增效有效技術(shù)的途徑。

二是深遠(yuǎn)海風(fēng)能開發(fā)四大挑戰(zhàn)，深海環(huán)境條件復(fù)雜，大容量飄浮式風(fēng)電機組設(shè)計機制造，浮式風(fēng)電裝備制造、運輸安全風(fēng)險大，浮式風(fēng)級運行工況復(fù)雜，可靠性要求高，運維難度大。

海上風(fēng)電未來發(fā)展的趨勢，產(chǎn)業(yè)的協(xié)同與多能互補，要建立海上風(fēng)電的產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)鏈包括海上風(fēng)電的規(guī)劃設(shè)計、選址等等，主設(shè)備、電站、風(fēng)場輔助設(shè)備，各位領(lǐng)導(dǎo)都談到了海風(fēng)制氫、海水淡化、儲能，這是一條龍，整個系統(tǒng)，海上風(fēng)電的運營還有一個海上風(fēng)電專業(yè)服務(wù)，還有技術(shù)，有軟件、實驗等等。

海上風(fēng)電工業(yè)軟件發(fā)展的探索，這是我做研究的內(nèi)容。

實際上在中國制造2025年提出了非常重要的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化，對海上風(fēng)電也非常重要。五大工程、先進制造十大重點領(lǐng)域，很多都是跟風(fēng)能風(fēng)電有關(guān)，比如說綠色發(fā)展工程、高端裝備創(chuàng)新工程、電力裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶，尤其深遠(yuǎn)以后，海洋平臺技術(shù)我們會漸穩(wěn)。

2021年將成為自主工業(yè)軟件爆發(fā)式發(fā)展的元年。今年5月28號習(xí)總書記在院士大會里提出七大工業(yè)的“卡脖子”問題，工業(yè)軟件是其中一個，石油天然氣、基礎(chǔ)原材料、高端芯片、等，工業(yè)軟件非常重要，工業(yè)軟件有的在座很多大企業(yè)自己也在做，但是主要應(yīng)用了OF（音）所以自主可控的工業(yè)軟件幾乎沒有，工業(yè)軟件2019年國內(nèi)工業(yè)軟件市場前十大供應(yīng)商分類，ERP、SCM、MES、PLM、CAD，只有CAE是0，真正能夠幫我們做設(shè)計的軟件幾乎沒有，尤其我們更需要這個。

我們提出通用求解器與風(fēng)能行業(yè)解決方案，以通用核心軟件為基礎(chǔ)，以行業(yè)共性需求為牽引，打造全面、專業(yè)、便捷、精準(zhǔn)、的標(biāo)桿軟件和數(shù)字孿生應(yīng)用。

深圳有一幫人，他們在形成三角形，上面以通用的、流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)，包括風(fēng)資源數(shù)字規(guī)劃后評估，船舶、仿真云平臺和數(shù)字孿生，把數(shù)據(jù)實時的風(fēng)場進行管理。比如說風(fēng)資源與數(shù)值風(fēng)場仿真軟件，包括地形數(shù)據(jù)庫、風(fēng)場數(shù)據(jù)庫、風(fēng)機數(shù)據(jù)庫、測風(fēng)數(shù)據(jù)庫、自動網(wǎng)絡(luò)和加密等。實際上這方面在陸地風(fēng)能上已經(jīng)得到應(yīng)用。這個軟件已經(jīng)相當(dāng)成熟了。

下一步我們希望對浮式風(fēng)力機一體化高精度數(shù)值分析設(shè)計軟件進行開發(fā)，現(xiàn)在正在進行，我們希望能夠可視化引擎，數(shù)字算法并行算法，能解決流體動力學(xué)問題，流體風(fēng)機值等來解決相關(guān)特性分析，風(fēng)浪耦合的分析，非線性結(jié)構(gòu)動力學(xué)。

后我希望能夠發(fā)展出風(fēng)電全生命周期的仿真、設(shè)計、數(shù)字孿生軟件，從宏觀選址、風(fēng)資源測量、風(fēng)資源評估、項目總體規(guī)劃、微觀選址、施工能夠發(fā)展出有自主知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電全生命周期，尤其海上風(fēng)電浮式發(fā)電仿真設(shè)計數(shù)字孿生軟件。

（發(fā)言根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）