赵国彬：下一代风电叶片认证标准

 

赵国彬：各位领导、各位来宾，各位同仁，大家上午好，我是来自DNV的赵国彬，今天给各位分享的题目是《下一代风电叶片的认证标准》，主要分为三个部分：第一部分分享DNV对于全球能源趋势、能源转型的一些内容。第二部分是下一代风电叶片标准。第三部分DNV能源系统介绍。

首先向各位介绍，DNV每年会针对全球的能源转型趋势来做能源展望报告，即《能源转型展望报告2050》，主要分享大中华区未来发展趋势，比如中国会在未来很长一段时间内逐步减少煤炭的用量，现在很多火力发电新建已经不批，在逐步退出。第二碳排放交易机制，刚满一周年，二氧化碳排放每吨价格中国60块钱左右，很多代表嘉宾讲碳排放，所有企业在国内国际能源转型或产品碳足迹、碳指标是非常重要的除了技术以外的部分，现在国际上每吨二氧化碳，以欧洲为例大概100欧元，价格10倍左右，如果某一天国际的物流或者出口对企业征碳税，可能要额外付出10倍价格购买碳指标。另外，中国会成为世界上最大的陆上风电、海上风电及海上漂浮式风电的重要参与者。在2050年能源展望的电力结构中可以看到，海上风电、陆上风电、太阳能，太阳能+储能在36%的的趋势，在很多与会代表中提出了未来可再生能源将成为能源结构的主要组成部分，这和现在的结构完全不一样，但2050年离我们不遥远，风电同仁有很多事情可以做。

（PPT图示）去年在6月份时，DNV发布了10项技术，决定了未来五年能源转型关键技术。首当其冲是漂浮式风电，漂浮式风电会作为风力发电的技术的天花板，目前技术难度非常大，全球都是如此。在“十四五”能源报告中，国家也提出来，力争“十四五”期间做漂浮式风电的产业化模型。第九项和第十项也会和未来行业息息相关，比如绿色氢能、碳捕捉和碳存储。

（PPT图示）这是全球的结构，和国内的比例有点区别，但只看最上面一条，漂浮式风电单独列出来，漂浮式风电预计到2050年将占全球发电量的2%，大概到2050年全球有264个GW的装机量，中国有102GW，现在中国很少，可能才十几兆瓦，刚刚开始，但未来的路很广。作为行业技术的顶级的新产业，或者所有全球都在这方面分一杯羹的产业，如果能进入到漂浮式的研发或者示范的项目，大家可以积极地争取和开拓。

（PPT图示）右边是今年3月份发布浮式海上风电未来五年报告，最后有PPT下载链接，大家可以扫码。

（PPT图示）除了中国以外的全球的油气行业的转型，以上列的所有名字，原来都是全球石油天然气的巨无霸企业，比如挪威企业、BP石油等等，他们都是海上漂浮式风电的主力军，从油气转到风电，比如道达尔把名字都改了。

关于下一代风电叶片的认证标准。

如果大家对叶片的标准非常熟悉的话，脑子中肯定想到，下一代标准是什么样的标准，DNV—ST—0376从2015年发布的，有些企业在做试点，DNV所有的技术、标准一般是5到7年必须要更新，赶得上时代的变化，现在风电发展很快。GL2003是老版，GL2010，之后是DNV—ST—0376：2015，今年底更新版即将发布。

（PPT图示）关于风电叶片行业趋势，运达也提到了大型化，我们认为已经很明显目前有几个方向，大型化毋庸置疑。模块化，大型化势必有一些结构做成标准化。可回收这是很大的议题。另外小趋势是概率/风险设计、寿命预测、智能运维和叶片生产等等。

大型化指新材料及新工艺运用，比如拉挤工艺使用，及大量的碳纤维的产能爆发和未来可以预见到的碳纤维在叶片的应用，同时也有一些挑战。模块化指一个叶片可以拆解成任何你感兴趣的部分，可以分析、测试及更精细化建模，稍候与各位分享。

（PPT图示）从图中可以看到，叶片标准的驱动力在于叶片行业或风轮直径快速发展。基于3060国策和风电产业蓬勃发展，叶轮直径已经大10倍以上，海上风电也是目前最优惠最便宜的能源之一，基于此DNV认为0376的标准要适应市场需求做标准，另外GL2015理论上通过DNV和标委会讨论也有很大一部分不适用，因为很多点没有明确指出来，比如非线性等等。

（PPT图示）这是早期的叶片，非常结实。现在新型的叶片，有两个特点，蒙皮非常薄，从原来3轴切换成双轴。梁帽未来趋势是单轴的碳纤的拉挤片材的队列方式。标准比较，过去标准设计非常保守，供应链也非常单一，早期的叶片基本上没有谈到耐雨蚀和防腐的要求，甚至没有动态运维方案，但未来海上风电必须考虑。雷电保护方面，大型叶片一类引用碳纤维。新叶片伴有非常复杂的非线性失效模型，大尺寸意味着粘接线的几何外形不是最优选择。叶片蒙皮特别薄，对于运输损伤抵御力不足，运输中有些损伤没有被识别到，在新标准都有要求，要进行模拟。

整体发展非常快，2015版的标准上，经过标委会一系列研究，现在基本上能定稿，今年要把新标准发布出来。新标准有哪些内容？比如粘接的分析，在现有标准上可能不是很明显，甚至GL2010年没有考虑粘接的非线性分析，甚至对于历史数据的性能研究。另外，比如运输载荷，这没有考虑到，扭转是长叶片必须考虑，现在的叶片不仅仅是独立了，叶片是一个系统性工程，要考虑载荷，考虑控制，要和风机一起，否则特殊的结构完全满足不了现在大型化的需求。

测试方面，预埋叶根，维修也并进来了。

生产方面，比如替代树脂生产，生产质量的控制。

认证流程，会做相应的调整。以子部件结构测试为例，DNV推出叶片模块化的认证方式，主要和模块化的思路延展下来，所有叶片的结构分成若干个模块，对其进行认证。通过子部件的测试和精细的有限元模型建立，做完之后并到叶片中。比如可以做模块化的许可，最后对标准化的模块做认证，所有的模块可以并在叶片里和主机里。所有相同的模块，新的设计、新的材料体系也可以做相关调整，这相当于做的模块测试不像叶片一样每个变动都要测，有数据家族和数据库，在此基础上进行更改。

载荷更新、设计更新、原材料设计，让叶片家族实现可能。同时也包含具有相同相似的模块进行叶片家族的认证，因为叶片家族是行业内讨论了很久的内容，将不可能变成可能。全新叶片、优化叶片进入市场时间大大缩短，另外可以大大节省全尺寸叶片测试的时间和成本，现在测试叶片成本很高，通过该理念，可以将一部分的叶片测试减免掉。叶片认证时间也非常快，很多堆叠或模块化的方式并入，使整个流程既保证了质量，风险的管控，也让其时间大大缩短。

（PPT图示）目前行业内做得是上面的叶片测试，及下面的原材料的测试。但中间状态基本上属于空白，DNV新标准将这部分也加进来。

做完了标准怎么用？0074规范结合标准使用，最后有两个方式，一是做完0376新标准自动覆盖IEC61400—5标准，或者有特别要求做IEC，IEC有些描述没有这么详细，可以将0376的新标准作为推荐方法使用，很多解读可以从中寻找，可以做到完美的匹配。未来证书不仅仅是简单的信息，可能有部件信息、模块信息，甚至有一些标准化判断认证设计好坏的信息。

关于DNV的介绍，在去年DNV组织结构有一个大调整，百年行业石油天然气正式并入到DNV板块，油气和新能源统称为能源系统。并完之后DNV在能源业务全覆盖，风能、太阳能、风光、氢能碳捕捉及石油天然气上下游产业链。整合之后全球DNV有4千多名同事服务于风电行业和能源的行业。同时有170多份标准。

（PPT图示）这是漂浮式报告，可以直接扫描下载。右边是能源系统最新报告邮件的订阅，订阅的报告、标准更新很快，如果想进行推送的话只要在邮件上做注册即可。演讲到此结束，谢谢大家！

（文章内容来自于现场速记，未经本人审核）