科技日报记者 陈瑜
5兆瓦风机的单桩基础已矗立于海上，其底部牢牢“抓住”水下30多米深处的海床。然而，风机叶片方案还没着落。
叶片如同风电机组的心脏，重要性不言而喻。
6月，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司（以下简称华能清能院）海上风电技术部主任刘鑫在接受科技日报记者采访时，仍对2020年的那一次艰难选择记忆犹新：是选择技术成熟但价格高昂的外国进口碳纤维叶片，还是选择国产首台套碳玻叶片？
国产化设备鲜有海上试验机会
2009年，我国风电行业开启了一次“摸着石头过河”的尝试——风机被从陆上搬至海上，准确说是潮间带。
潮间带是指低潮位时海岸裸露出来的区域。十几年后回看，业内甚至直言，这不是严格意义上的海上风电。潮间带风机比陆上风机增加了一些冗余设计，风机所受载荷与陆上风机几乎没有差异。但潮间带试验风电场项目开启了国内海上风电开发建设的新时代。
自20世纪90年代以来，作为单体规模大、年利用小时数高的风电发展类型，国外海上风电技术发展到今天已日趋成熟。
发展海上风电，我国有着天然优势——海岸线长、可利用海域面积广，而且风能资源主要分布在经济发达、电网结构较强又缺乏新能源的东南沿海地区。“双碳”目标下，我国海上风电优势尽显，发展速度加快。
华能清能院党委书记、董事长李卫东告诉记者，2020年底，我国海上风电累计装机量已达世界第二，但大容量海上风电机组仍有多种关键部件被国外厂家垄断。
李卫东分析，这很大程度是因为，相较于陆上，海上风机运行环境更加苛刻，造价也更高：一座百万千瓦的海上风电机场耗资大约150亿元，运行过程中需要应对更加极端的气候条件、更加复杂的海洋环境。开发商因而依赖于更稳定、更高效的机型。
“将百亿元设备放到距海岸几十公里的海上，平时看不到，设备出了问题后，如果运气不好，一两周内维修人员都可能因为天气原因过不去，经济损失会很 大。”李 卫东说，正因如此，之前大家更偏好国外成熟可靠的产品，不愿意使用国产化设备，从某种程度上说，国产化设备连试验的机会都没有。
合力打破海上风电机组国产化不了的“怪圈”
为实现大型海上风电机组国产化，2020年，作为我国最大的海上风电开发商之一，中国华能集团有限公司（以下简称中国华能）牵头，联合行业相关的整 机厂 家、零部件厂家、设计院、科研院所以及施工企业组成海上风电补短板技术攻关团队，2021年又正式成立了更加紧密的海上风电技术创新联合体。
“这是我国未来海上风电发展的重要抓手之一，也是国家能源安全的重要保障。我们希望站在产业链整体角度思考中国海上风电的未来。”在李卫东看来，作 为产业 链的“链长”，中国华能就是希望联合全产业链，打破海上风电机组国产化不了的“怪圈”。5兆瓦大容量海上风电机组正是推进大型海上风电机组国产化的第一 步。中国华能依托华能清能院，联合华能江苏公司、中国海装等多家单位共同开展研发工作。
国产化之路并非一帆风顺。刘鑫告诉记者，叶片的国产化过程中就遇到了重大技术挑战，在最开始设计风机单桩基础、塔架承载力时，考虑的是进口的成熟商 业化叶 片的重量，但国产化5兆瓦机组所配备的叶片长达80多米，项目组虽然革新了已有的叶片设计材料和制造技术，但与原始方案相比，新叶片的重量还是明显增加。
增重后的风机安不安全？已经打好的桩基础能不能承载这超出的重量？一系列问题让所有人担忧，更直接关系国产化工作能不能干得下去。
作为承担海上风电机组国产化的部门，刘鑫和团队从叶片增重问题出发，采用了华能清能院开发的一体化载荷计算方法，对整个海上风电机组的叶片、机舱、塔架和基础的运行负载做了大量精细的计算，确认叶片增重后风电机组仍可安全运行。
作为“链长”，中国华能鼓励产业链的其他环节主动采用自有知识产权新技术、国产化新产品，还对国产化设备“免责”，打消厂家担忧。最终，参研单位实现了大 型海上风电机组叶片、主轴承、齿轮箱轴承等一系列核心关键部件国产化，取得了机组关键核心部件全部国产化的既定目标。
“这是以问题为导向，抓住机遇走出的一条自主创新之路。”李卫东总结说。
国产化助推高质量发展
国产化5兆瓦海上风电机组的成功，不仅迈出了解决能源领域关键问题上的坚实一步，对海上风电下一步平价化发展也意义重大。值得一提的是，中国海装即将推出单机容量更大、叶片更长的海上风电机组，将有效降低海上风电成本。
中国华能党组成员、副总经理樊启祥告诉记者，一直以来，中国华能高度重视自主创新，为更好发挥联合体作用、高质量打造原创技术策源地，出台了专门的 保障工 作方案，以策源地为试点，赋予策源地所属领域领军人才更大技术路线选择权、经费支配权和团队组建权，5兆瓦国产化大容量海上风电机组研制就是生动体现。
今年印发的《“十四五”现代能源体系规划》提出，提升东部地区能源清洁低碳发展水平，要积极推进东南部沿海地区海上风电集群化开发。与此同时，多地也锚定“蓝海”，海上风电“高质量跃升发展”的主题逐渐明确，国产化将是助推高质量发展的重要抓手。
点评：
近年来，围绕装备国产化，国家出台了很多政策。然而，企业耗费人力、物力研发出的第一台（套）重大技术装备（简称“首台套”），却常常被市场门槛卡了脖子。
国产“首台套”四处碰壁，原因是多方面的，其中之一是不少客户虽然深谙“首台套”之于国家自主创新的重要意义，但因担忧使用国产“首台套”出问题后担责,“不敢用”的心态较为普遍。
国产化5兆瓦海上风电机组的成功，是技术突破和市场突破双赢的结果。相关部门在提供政策支持的同时，可进一步完善“首台套”保险补偿机制，打消采购方选择“首台套”的顾虑，让这种双赢常态化。