本報記者 夏杰生
鋼鐵材料的性能、可持續(xù)性和可靠性都是影響風(fēng)電系統(tǒng)效能和壽命的關(guān)鍵因素。風(fēng)電行業(yè)的進步和推廣也呼喚著鋼鐵材料的突破和創(chuàng)新。高性能風(fēng)電用鋼領(lǐng)域依然面臨著一系列的挑戰(zhàn)和機遇。在高疲勞、高韌性、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和成本效益競爭性等方面，仍需要不斷開展深入的研究和開發(fā)工作，尋找更加先進、可靠、高效的解決方案。
這是9月13日在河北省張家口市崇禮區(qū)召開的“2023高性能風(fēng)電用鋼國際研討會”上，中信金屬股份有限公司（下文簡稱中信金屬）副總經(jīng)理兼總工程師、此次大會主席郭愛民博士講話的精髓。
此次研討會旨在加強產(chǎn)業(yè)鏈上下游高性能風(fēng)電用鋼領(lǐng)域的交流與共享，促進全產(chǎn)業(yè)鏈的合作與共贏。
郭愛民指出：在當(dāng)前全球能源轉(zhuǎn)型背景下，風(fēng)電作為清潔能源的重要來源，正以其獨特的優(yōu)勢受到越來越多國家和地區(qū)的青睞。風(fēng)電在我國也獲得了廣泛關(guān)注和大規(guī)模的應(yīng)用，在未來國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和雙碳目標實現(xiàn)中扮演重要的角色。
我們之所以在崇禮舉辦本次研討會，正是基于這里得天獨厚的地理條件和豐富的風(fēng)能資源。在冬奧會舉辦期間，“張北的風(fēng)點亮北京的燈”為國人所熟知。冬奧場館綠色電力全覆蓋，這在奧運歷史上屬于首次，也初步展示出了未來我國順利實現(xiàn)碳中和后的美好場景。
中信金屬在過去30多年深耕中國鈮微合金鋼的技術(shù)研究和推廣應(yīng)用，與鋼鐵行業(yè)和下游管道、船舶海工、容器、建筑、工程機械、汽車等行業(yè)一起，為我國高強度低合金鋼在各行各業(yè)的發(fā)展做出了重大的貢獻。
此次大會副主席、中信泰富特鋼公司總裁助理惠榮高工在會議致辭中指出：風(fēng)力發(fā)電是一種可再生、清潔的能源，對環(huán)境友好，與傳統(tǒng)的化石能源相比，幾乎不產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物，也不會對水源和土壤造成污染。因此，風(fēng)力發(fā)電的廣泛應(yīng)用可以顯著減少空氣污染和碳排放，保護生態(tài)環(huán)境，適應(yīng)低碳經(jīng)濟的需要，推動全球應(yīng)對氣候變化的行動。
在全球范圍內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電已然成為一種重要的可再生能源。全球范圍內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電裝機容量持續(xù)增長，截至目前，全球風(fēng)力發(fā)電裝機容量已經(jīng)超過了1000GW，而在中國，風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展勢頭更為迅猛。截止2022年底，累計裝機容量達到了約395.6GW，是全球最大的風(fēng)電裝機國家，僅2022年一年，中國陸上風(fēng)機裝機4467.2千瓦，海上風(fēng)機裝機515.7萬千瓦。今年上半年，中國風(fēng)電新增并網(wǎng)容量2299萬千瓦，其中陸上風(fēng)電2189萬千瓦，海上風(fēng)電110萬千瓦。截止到2023年上半年，全國風(fēng)電發(fā)電量4628億千瓦時，同比增長20%。全國風(fēng)電平均利用率96.7%，“十四五”是我國實現(xiàn)碳達峰的關(guān)鍵時期，要確保風(fēng)電年均新增裝機不低于5000萬千瓦，計劃裝機總?cè)萘窟_218GW，這是落實碳達峰、碳中和目標的最低要求。
伴隨著裝機容量的提升，極大促進了我國風(fēng)力發(fā)電用鋼的發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電的各主要部件已經(jīng)幾乎全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化，如主軸承、變槳軸承、齒輪箱、法蘭、高強螺栓、海上風(fēng)電系泊鏈、厚截面齒條等。
據(jù)惠榮介紹：風(fēng)機零部件在工作過程中承受著風(fēng)力的巨大沖擊和振動負荷，因此，對材料的強度和剛度要求很高，風(fēng)機零部件又常常處于高溫、高濕、高鹽等腐蝕環(huán)境中，尤其是海上風(fēng)電場更加嚴峻。因此，高性能風(fēng)電用鋼需要具備良好的耐腐蝕性，以延長零部件的使用壽命并減少維護成本。一些零部件如齒輪箱和發(fā)電機，在工作過程中會產(chǎn)生高溫。高性能風(fēng)電用鋼需要具備良好的高溫強度和抗氧化性能，以確保在高溫條件下零部件的可靠工作。在寒冷的氣候條件下，風(fēng)電設(shè)備可能面臨低溫沖擊的挑戰(zhàn)。因此，風(fēng)電用鋼需要具備良好的低溫韌性，以確保設(shè)備在低溫環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。隨著風(fēng)電設(shè)備的不斷發(fā)展，特別是向深遠海方向發(fā)展，越來越多的超大型構(gòu)件被應(yīng)用于風(fēng)電渦輪機組，如大型輪軸、塔筒、高強系泊鏈、厚截面高強齒條等。這些超大型構(gòu)件的制造和加工對鋼材的可加工性和成形性提出了更高的要求。
新技術(shù)和創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，為風(fēng)力發(fā)電行業(yè)帶來了巨大的發(fā)展機遇。而風(fēng)力發(fā)電用鋼作為關(guān)鍵材料，對風(fēng)機的穩(wěn)定性、可靠性和壽命起著決定性的作用。
因此，風(fēng)電用鋼的質(zhì)量對于風(fēng)機的可靠性和性能至關(guān)重要。由于風(fēng)機運行環(huán)境的復(fù)雜性和高強度的工作要求，使用高質(zhì)量的風(fēng)電用鋼材料是確保風(fēng)機的長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素。為了應(yīng)對這些要求和挑戰(zhàn)，鋼鐵行業(yè)需要進行持續(xù)的研發(fā)和創(chuàng)新，開發(fā)出具備高強度、良好耐腐蝕性和低溫韌性的新型鋼材。同時，制造工藝和質(zhì)量控制也需要不斷優(yōu)化提升，以確保風(fēng)電用鋼的性能和品質(zhì)符合要求。此外，需要與風(fēng)電行業(yè)的相關(guān)企業(yè)和研究機構(gòu)進行密切合作，共同推動風(fēng)電用鋼的技術(shù)進步和應(yīng)用發(fā)展。
會議認為：要完成“十四五”風(fēng)電裝機量目 標，2023-2025年全國風(fēng)電年均新增裝機容量將在65GW-75GW之間。預(yù)計未來國內(nèi)陸上風(fēng)電塔筒全年鋼板 需求約400~500萬噸。
隨著海上風(fēng)電成本下降、風(fēng)機大型化等因素將驅(qū)動裝機量持續(xù)提升，海上風(fēng)電迎來快速增長時期。 截至2022年底，海上風(fēng)電累計裝機容量達3051萬千瓦。目前國內(nèi)海上風(fēng)電開發(fā)幾乎全部為淺海地區(qū)的固定式風(fēng)電，風(fēng)電塔筒和樁基礎(chǔ)基本均采用DH36,EH36級別鋼板制造。預(yù)計未來2-3年國海上風(fēng)電樁基礎(chǔ)全 年鋼板需求約130-180萬噸。
此次研討會由中信金屬股份有限公司、金風(fēng)科技股份有限公司、中信泰富特鋼集團股份有限公司、巴西礦冶公司（CBMM）主辦，DNV挪威船級社、鋼鐵研究總院、陽江合金材料實驗室、燕山大學(xué)、南京鋼鐵股份有限公司、中信重工機械股份有限公司協(xié)辦，中信微合金化技術(shù)中心承辦，來自國內(nèi)外風(fēng)電用鋼上下游全產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)計、生產(chǎn)、制造、應(yīng)用和研究、規(guī)范領(lǐng)域的16位專家奉獻了精彩的特邀報告，近百位代表出席了會議。
圖為中信金屬副總郭愛民博士開幕致辭
圖為中信泰富特鋼總裁助理惠榮開幕致辭
圖為金風(fēng)科技研發(fā)中心張紫平總經(jīng)理助理開幕致辭
圖為陽江合金材料實驗室尚成嘉主任主持會議
圖為中信金屬原董事長付俊巖教授閉幕致辭
圖為研討會會場
圖為出席研討會全體代表合影
圖為數(shù)量眾多的陸上風(fēng)電塔群。
