风能行业年轻有潜力，就等成本看齐传统能源了

前哨团 陈玮供稿

陈玮博士，德国 DNV GL 新能源咨询认证项目经理 & 控制系统高级工程师，8 年风电行业从业经验

在过去的 30 年间，与如火如荼的 IT 和互联网技术几乎同步，新能源技术也获得了跨越式的发展。

世界新能源的先驱德国政府仅在 2014 年，可再生能源的比重就已经达到 30%，这个跨越式发展的最大动力就来自于风能技术的迅猛发展。

2015 年风能占据了德国新能源发电总量的半壁江山，是第二名太阳能的两倍。

新能源已成趋势，风能是支潜力股，但看我们要如何积极拥抱这一新时代了。

一、中国风机运维市场，领袖级企业尚未形成

近年由于新能源补贴的逐渐减少，风能行业发展的最大目标是降低所输出电能的平均成本。

由于风机的运行寿命一般在 20 至 25 年之间，其全寿命周期的成本在很大程度上还取决于安装后的运维管理，由于大部分生产商只提供 5 年的质保服务， 这就给了第三方运维管理服务商提供很大的市场空间。

仅仅在中国，这个市场的初步估算就在百亿的规模，目前整个运维市场还处于初期的野蛮生长阶段，领袖级企业尚未形成。

在这个方向上，中国新晋崛起的远景能源以其全新的互联网思维给整个行业树立了全新的发展方向。

其首创的基于智能传感器和云计算的智慧风场全生命周期管理系统，包括 “格林威治”(GreenwichTM )云平台、智慧风场 Wind OS TM 管理系统以及 Wind OSTM 高级应用，借助大数据分析和高性能计算技术，帮助客户提升风电场实际投资收益。

与苹果的 App Store 类似，用户和第三方软件开发商都可以在 Wind OSTM 平台上开发高级应用，从而形成一个良性的生态系统。虽然这些系统还都处于初期的开发迭代中，但未来非常有希望颠覆整个行业格局。

二、初创公司的解决方案

除了在现有技术框架下进行改进之外，一些小型的初创公司也提出了崭新的解决方案。

其中热度最高的是高空风电技术，目前已有多达 50 家公司在开发相关技术。比如在被 Google X 实验室收购后名躁一时的 Makani Power 就属于这一类型，其核心是采用飞行器加牵引线的模式，将飞行器在数百米高空飞行过程中采集的风能或在飞行器飞行过程中，拖拽牵引线所产生的能量转化为电能。

其突出优点，一方面是摆脱了传统塔架加叶轮结构对高度的限制，可以捕获高空中更大的风速资源。另一方面相比动辄几百吨的传统风力发电机，其结构非常轻巧，可以大幅度降低成本。

其缺点是由于飞行器只通过一根牵引线与地面相连，对其进行有效控制十分困难，尤其是在复杂气候条件下和大规模应用时多个飞行器之间协调控制更是挑战极大。

在这个领域中，中国的广东高空风能技术公司提出了一种伞型结构，与其它高空风电公司不同， 其飞行器(伞)只作上下运动，将控制的难度有所降低，并且由于可引入多极伞结构，可以获得较大功率，如果能够解决在不同气候条件下系统工作的可靠性问题， 则有不错的商业化前景。

三、最有前景的一项新技术？

另外，位于美国密歇根州的 Accio Energy 提出了一种全新的海上风电解决方案，既通过风力来分离水雾中的正负电荷，从而获得电势差来产生电能，其基本原理与暴风雨中闪电的形成机制类似。

由于其完全摆脱了风力发电机的运动部件如旋转叶片或飞行器，而采用在复杂度上类似于太阳能电池板的结构，从而可以采用模块化的生产方法，成本优势极大。

其难点在于对水雾中带电荷水滴之间电场的精确控制， 虽然其基本原理于 1960 年已被研究者提出，但目前为止只有 Accio Energy 一家声称已掌握这项技术。

其创始人 Jennifer Baird 同时也是这项技术发明人，于 2011 年 获得 200 万美元天使轮投资，带领团队不断提升这项技术的商业化能力，并于 2015 年底获得美国国家能源局 450 万美元的资助，目前正在与缅因大学先进结构中心合 作，计划在美国东海岸开发其第一个海上实验风电场。

若实验获得成功，则非常有 希望完全颠覆目前海上风电格局，是笔者认为最有前景的一项新技术。

四、风力发电机电能输出的不确定性是一个大考验

上升到整个电网的层面来说。风力发电机电能输出的不确定性是对电网系统的一个巨大考验，而且随着可再生能源在发电份额中的比例的不断增大，其最终会对电网的运营产生颠覆性影响。

但这种不确定性也正是互联网技术的一个极佳入口，既通过信息的及时传递以及随之而来的电网系统的自适应调整来补偿可再生能源的不确定性。

举例来说，如果即时天气预报预测未来一小时风力发电输出会显著增大，则可通过迅速的信息传递和市场机制，使传统发电系统在未来一小时少输出一些电能或鼓励工业生产商在未来一小时加大生产，甚至可以以补贴的形式鼓励居民多用电。

如，给电动车充电，这一整套运行机制会衍生出大量的商业机会，既最近非常火热的能源互联网。

五、总结 

虽然经过了 30 年的高速成长，风能依然是一个非常年轻的行业，在可再生能源中， 是非常有希望率先将发电成本降低到跟传统能源同一个水平之上，并成为未来能源结构中非常重要的支撑力量。

而其同样突出的优点和缺点则吸引着无数的创新力量和思想，在构建一个绿色能源未来的美好前景下，实现着自己的人生和商业梦想。