风能认证与风能产业 中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长、北京鉴衡认证中心有限公司主任秦海岩

风能认证与风能产业

中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长、北京鉴衡认证中心有限公司主任秦海岩

　　风能已经成为全球能源革命的先锋力量

　　最近，一本叫《第三次工业革命》的书很火，可能在座的很多人也读过，主要讲：每一次工业革命的浪潮中，能源革命都是其中强有力的助推器之一：在第一次工业革命，煤炭代替木柴，推动了蒸汽机的广泛使用，英国抓住了机会，创造了日不落帝国;在第二次工业革命中，能源革命是以石油代替煤炭，电力大规模应用，成就了美国经济霸主;在第三次工业革命中，将是以可再生能源代替化石能源，通过互联网技术和可再生能源体系有机融合，构筑未来社会新经济系统的发展基石，将极大地提高生产力并推动迈入后碳时代的步伐。

　　风力发电作为目前最经济的，最成熟的可再生能源技术，在这次能源革命中，已经成为先锋力量。我们看看几个数字：

　　据全球风能理事会统计，全球已有100多个国家涉足风电利用和开发，近十年风电装机容量平均年增长率超过23%，并继续保持平稳较快增长。2009～2013年，连续五年新增装机超过3500万千瓦，五年间共增加2亿千瓦，到2013年底达到3.2亿千瓦。到从地区看，亚洲、欧洲及北美是全球风电发展的主流市场，亚洲新兴市场增长迅猛，中国风电市场是全球最大、最稳定的市场。

　　根据中国可再生能源学会风能专业委员会统计，2013年，我国新增装机超过1600万千瓦，占全球新增装机容量的45%，截至2013年底，我国累计装机容量超过9100万千瓦，占全球风电累计装机容量近1/3，稳居世界第一。

　　可以说，风电已经担当了能源革命的重任，已成为重要的替代能源，在某些国家甚至已经成为主力电源。在欧盟，风电多年成为成最大新增电力来源；在美国，风电已超过天然气发电，成最大新增电力来源；在我国，新增风电装机也达到新增火电装机的一半。最近的统计数据显示，在许多国家的电力供应中，风电已占其年电力供应相当高的比例，例如丹麦33%，西班牙21%，德国9%，美国4%，中国3%。在丹麦西部地区，风电的最大瞬时占比已经达到100%，而在西班牙、爱尔兰等国家这个值也均超过了50%。此外，全球各国都在继续雄心勃勃的风电发展政策，以2020年为节点，主要国家和地区的风电发展目标包括：中国，风电发电量在全部发电量中的比重超过5%；欧盟，风电发电量占供电总量15.7%；丹麦，风电占整个可再生能源电力50%；巴西，风电占全国总电力消费9%。可以预见，风电将继续领跑全球能源革命。

　　在过去的10年中，可再生能源的持续技术进步、成本大幅下降，装机规模快速发展已经表明，我们面临的问题已经不再是可再生能源能否从替代能源，成为主流能源，而是我们如何能够最好地提高目前的发展速度，以使得我们在未来能够实现100%可再生能源的目标。对于这轮能源革命，毛泽东主席写的一篇关于中国革命的文章“星星之火可以燎原”，的最后一段，也完全适用。我引述如下：

　　我所说的中国革命（能源革命）高潮快要到来，决不是如有些人所谓“有到来之可能”那样完全没有行动意义的、可望而不可即的一种空的东西。它是站在海岸遥望海中已经看得见桅杆尖头了的一只航船，它是立于高山之巅远看东方已见光芒四射喷薄欲出的一轮朝日，它是躁动于母腹中的快要成熟了的一个婴儿。

　　风能认证发展历程

　　风能检测认证源于欧洲，已有近40年的历史，可以说是欧洲的风能产业同时起步，相伴发展。20世纪70年代，丹麦根据国内风电发展需要，制定了本国的风电机组检测和认证制度，也成为全球第一个倡导和使用风电机组质量认证和采用标准化系统的国家。

　　早期风电设备的检测认证主要发生在欧洲。欧洲在风电产业发展的初期就建立的风电机组认证体系，为提高风电机组质量、推动机组技术进步、促进风电行业的产业化发展提供了保障。风能认证和风能产业的互动式发展也使欧洲一直拥有世界上最完善的风电标准、检测及认证体系。目前，国际上通用的风电设备质量认证模式为国际电工委员会（IEC）制定的《IEC WT 01风力发电机组合格认证规则及程序》就是根据风电认证先驱国家，丹麦、德国、荷兰等国的认证程序转化而来的。

　　随着风电产业的迅速发展，越来越多发展风电的国家认识到对风电设备进行检测和认证的必要性，包括丹麦、德国、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、美国、印度在内的很多国家已经建立风电设备检测和认证体系。其中丹麦、德国、荷兰、西班牙、印度等国推行风电强制性认证，美国进行风电推荐性认证，而英国、中国的风电认证是自愿性认证。

　　丹麦。世界上第一个倡导风电机组质量认证和采用标准化系统的国家，并且至今仍在这一领域处于领先地位。20世纪70年代，丹麦国内风电机组制造业蓬勃发展，政府加大对行业的支持力度，为了指导市场准入，发放政府补贴金，丹麦开始探索建立风电机组测试和认证制度。1979年，风电机组认证制度得到正式批准，并确立了只要通过RIS？国家实验室的测试和认证，私人投资风电就可以得到风电机组购买价格30%的补助。随着丹麦国内风电产业发展日益成熟，丹麦政府逐步降低直至取消了直接针对风电设备的补贴，对风电设备的认证成为强制性认证。1991年，丹麦能源署（DEA）制定了《风力发电机组型式认证准则》，同时法律上要求并网风电机组须进行认证，没有通过严格的安全和质量检测的风电机组不能安装使用，未经认证的风电机组将不得接入电网。丹麦政府对RIS？实验室在检测、认证发展方面的支持，为丹麦风电引领世界发展打下了坚实的基础。RIS？实验室按照商业化运行的模式为国内外风电整机和零部件研制企业提供检测和测试服务，有力促进了Vestas等丹麦风电企业的腾飞。

　　德国。1970年代，德国政府为提高风电设备的质量、保障风电设备的安全，提出要对风电设备进行认证，委托GL开展此项工作。同时为鼓励企业积极参与认证工作，将对给予风电机组补贴的政策与认证挂钩，只有通过检测认证的机组才可以获得补贴。最终，德国政府也将认证作为市场准入的强制性条件，即德国的风电机组认证也是强制性认证。德国的风力发电机组验收是按照“建筑管理法规”进行的，因此必须遵守所有相关的德国建筑法规。德国土木建筑设计院在IEC 61400-1的基础上制定了新的规范《风力发电机组规则－塔架及基础校验》，《风力发电机组技术规范》。能进行认证的机构都是专业机构，比如GL、TUV、DEWI等。目前，GL的《风力发电机组认证技术规范》为世界很多国家及机构所广泛认可，也支撑了德国风电产品众多品牌的发展。

　　美国。1994年启动的“保障美国风能技术在全球市场的竞争力”计划中有一项就是要建立美国自己的认证机构，为美国风电设备提供认证服务。美国企业可在本国获得符合国际标准的认证，降低认证费用，尽快获得所需的认证，消除美国生产的风电设备在出口过程中遇到的技术壁垒。由美国能源部牵头并予以资助，具体由美国国家可再生能源实验室（NREL）、美国风能协会（AWEA）、美国保险商实验室（UL）和美国国内的风力发电设备企业等共同参与完成。UL接受认证申请，承担风力发电机组电气部件的检测以及工厂质量控制的审核工作。NREL下属的国家风能技术中心（NWTC）负责风力发电机组的设计评估和型式实验。采用IEC标准作为认证的依据。

　　丹麦和德国不仅在风能的利用上处于世界前列，在风电设备制造业上也是领先全球，丹麦vestas就是全球第一的风电设备制造企业。我曾多次到丹麦和德国学习、考察，无论政府部门还是产业界，都一致认为，标准检测认证对他们国家风电产业的发展起到了举足轻重的作用。

　　中国的情况

　　我国目前已经建立了一套完善的风能认证体系，我国的风能认证体系有以下几个特点：

　　第一，技术含量高，技术水平提升快。开展风电设备认证需要一定的技术能力，之后我还会重点讲述。在这个风电认证体系建立之初，正赶上我国第一个认证认可领域的科研项目实施，国家“十五”科技攻关计划项目“认证认可关键技术研究与示范”中的“资源节约与可再生能源认证技术体系研究及示范”课题于2005年10月启动，2007年11月通过专家组验收。鉴衡认证中心承担了课题中 “可再生能源认证技术体系研究及示范”内容，建立了适用于风力发电机组产品特点的认证模式和程序，首次运用工程计算分析方法对风力发电机组的载荷和结构进行了评估，并建立了风电场项目认证体系。在通过这个课题的实施，极大提高了我国风电检测认证的技术能力，使中国的风电设备认证上了一个新台阶。我记得这个科研项目应该是我国认证认可领域，由国家认监委组织实施的第一个国家级的科研项目，是在当时国家认监委的王凤清主任倡导、推动，并亲自带队主持下完成的，这个项目的成功实施，为之后我国认证认可领域的科研工作树立了一个典范，开辟了新模式，至今还在延续。

　　除了在科研方面，国家认监委给予了大力支持，至今经过国家认监委科技标准部的主持下，已经完成了十几项风电方面的认证技术规范，极大推动了风电认证工作的开展。

　　第二，国际化。

　　首先我们建立的认证体系与国际完全接轨，认证依据采用了国际标准，认证实施规则和程序也是按照国际同行准则开展。

　　我们的认证结果得到了国际广泛采信，现在国内风电制造企业，已经凭借鉴衡的认证证书，出口到十几个国家/地区。

　　积极参与了国际电工委员会，建立可再生能源检测互认体系的工作，在其中发挥了重要作用。

　　这些工作都是在国家认监委国际合作部的领导，支持下完成的。

　　第三，服务国家产业发展，成为国家有关部门对产业进行管理的重要市场化手段。

　　国家认监委认证监管部和认可监管部，在风电认证体系建立之初，就对认证工作严格管控，有效地提升了认证的有效性。同时，他们积极和财政部、发改委、能源局、科技部等行业主管部门沟通，协调，是认证工作被广泛采信。近今年出台的鼓励可再生能源的发展政策中，基本都会提及认证工作，把认证作为一种市场化的手段，对行业进行有效管理。

　　风能认证技术含量高于一般产品认证技术

　　风电机组产品型式认证采取：设计评估+制造评估+型式试验的模式，对风电设备进行设计评估是与其他产品认证的最大区别。为何风电认证中要包括设计评估的模块？主要原因有三：一是整机产品设备巨大；二是测试只能验证机组部分性能，某些测试是作为设计准确性的校验佐证，测试本身并不能形成评价结论；三是产品设计的决定性条件无法在野外实现验证，如20年使用寿命、70m/s的极端风速条件等。以上因素导致风电产品评价不能依赖测试的结果性评价的手段，而是更多依赖设计的复现校核，测试作为验证设计正确性的佐证。

　　所以开展风电设备认证，不仅要配备先进的软件，还有培养会使用软件，并积累了长期使用经验的工程师，这些工程师还要熟悉大量标准，不仅是风电设备本身的标准，还包括其他相关基础标准，比如材料标准，钢结构规范，甚至螺栓的标准等。所以，开展风电设备认证，技术能力要求很高。需要很长的时间进行技术能力建设。我们是搞了5年的能力建设，才发了第一张设计认证证书。到前年才发了第一张型式认证证书，花了10年的时间。

　　风能认证对风能产业的作用

　　支持风电技术创新。

　　一是认证过程中，对设计进行评估过程中，我们对标准的理解，最新的技术要求可以传递给客户，促进他们技术水平的提高。

　　二是通过对市场需求的理解和在认证和检测过程中收集到的数据，包括机组运行的大数据，环境数据等，进行依托大数据的知识挖掘，制定新的标准和技术规范，指导企业完善设计，进行技术创新。比如：根据我国低风速，高海拔，台风地区风电场开发的需求和这些地区的环境数据收集，制定了低温机组、高原机组、台风机组的认证技术规范，推动了我国适应特殊恶劣环境条件机组的技术开发工作。实现了技术创新。而且这些都是国外之前不具备的技术，使我国风电技术实现了赶超。

　　通过收集机组火灾事故的数据，制定了风电机组消防认证技术规范。提升了机组的可靠性水平。

　　支持企业“走出去”。

　　风电设备出口，最大的障碍是认证的要求，国外认证周期长，至少一年，甚至2-3年还拿不到证书，二是价格高，几百万一个机型。开始，我们想通过与国外机构互认的方式解决，但国外机构处于市场的主动地位，不愿跟我们互认，我们被逼无奈，只好采取让自己的证书被国际采信的道路。一路走下来，有困难，但收获很大，现在被美国、澳大利亚、瑞典、南非、土耳其、泰国、苏丹、埃塞俄比亚、厄瓜多尔、智利、巴拿马、巴西、罗马尼亚、乌拉圭等十几个国家采信。

　　随着我国风电设备制造企业的发展壮大和国内市场的逐渐饱和，“走出去”拓展国际市场成为风电装备企业的必然之路，而风电产品认证作为市场准入条件已逐渐成为各国的普遍要求。与国际接轨的风能认证体系，作为跨越技术性贸易壁垒的主要方法，有了地推动和促进了我国风电装备进军海外市场。

　　一个国家的一个产业要成为世界大国强国，在这个产业中，不仅要有具有国际化的，影响力的，市场和技术处于领先地位制造企业，也要有本国自己的，技术权威，品牌得到全球认可的，民族的检测认证机构。中国检测认证机构任重道远。