大国重器丨中国中车：核心技术让电能更加“绿色”
■中国经济时报记者 刘慧
2021年，中国中车研究院超级铜实验室联合上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室实现了石墨烯与铜的结合技术，诞生了超级铜，其导电率高达116%，比自然界中导电性最好的银高7.5%以上。超级铜可应用在风力发电、光伏发电、核电等领域。如果将全国的电机都替换为超级铜电机，每年可以节约用电约185亿度。
中国中车负责人对本报记者表示，关键核心技术创新能力为中国中车的科技创新发展注入了动力，为“双碳”目标的实现贡献中车智慧。中国中车将轨道交通的关键核心技术平移应用于风电领域，创新中车风电产业发展模式，推进“产业+风资源开发”模式，已经构建风电全产业链体系。
早在1998年，中车永济电机公司就开始首台660kw笼型风力发电机的研制，是我国最早进入风电领域的企业。中国中车的风电整机、风电变流器、风电叶片几乎同步启动，经过20多年发展，中国中车的产品市场占有率在国内保持领先地位。
截至目前，中国中车为风力发电企业提供了9300余台风电整机、1.6万余套风电叶片、6.5万余台风电发电机，等等。中国中车的风电发电机销量排名国内第一，叶片销量排名国内第二，塔筒销量排名国内第三，风电整机2021年陆上新增装机排名国内第四。
中国本土的风机制造企业正在快速发展。中国中车负责人表示，中国中车已成为国内风电产业的重要力量，形成了从发电机、叶片、塔筒、齿轮箱、变流器、超级电容、变桨系统等核心部件，到整机制造、智能运维的风电全产业链。同时，中车构建了从资源开发、整机制造、项目EPC到智能运维的风电项目全生命周期系统解决方案。中车陆上风机覆盖1.5MW-8.xMW等功率等级，实现了风电产品型谱化。中国中车已研发40-100米级别叶片，正在推进100米以上的叶片研发。
值得一提的是，中国中车将60多年积累的国际尖端轨道牵引电机技术引入到风力发电机研制全过程，成为风力发电机技术的领导者。中国中车自主研发了直驱永磁风力发电机、双馈异步风力发电机以及大容量主变、中型油变、小型油变、配电变等风电变压器，还为大基地、山地、高原、分布式、海上等应用场景提供风力发电的技术和方案。
中国中车旗下的各公司在风电产业链上各有所长。中车株洲所、中车株洲电机、时代新材、中车永济电机、中车山东风电、中车戚墅堰所、中车兰州公司等，共同推进着风电产业发展。
截至2022年3月底，全国发电装机容量约24亿千瓦，同比增长7.8%。其中，风电装机容量约3.4亿千瓦，同比增长17.4%；太阳能发电装机容量约3.2亿千瓦，同比增长22.9%。1-3月份，全国主要发电企业电源工程完成投资814亿元，其中，太阳能发电188亿元，同比增长181%。太阳能将成为未来重要的电力来源之一。
光伏是中国中车重点培育的产业之一。2009年，中车株洲所推出首台光伏逆变器，目前已经装用200多个电站，累计8000余套。
2021年，中车四方所在山东淄博建设的首个“光伏+储能”一体化示范项目并网发电，项目采用中车四方所研发的集装箱式储能系统，提高了“绿电”的使用率。
2021年，第一个“自主投资、自主设计、自主建设、自主运营”的屋顶光伏电站在中车四方所并网发电。
中国中车将轨道交通领域的先进电驱技术延伸到光伏行业，成为光伏逆变器行业内唯一一家提供“芯片-器件-模块-装置-系统”全过程完整产业链的央企。中国中车的智慧型集中式光伏解决方案，凭借创新的系统技术解决方案、超运维提升50%、发电量提升1%等特点，推动了光伏行业技术升级。截至目前，中国中车承建的光伏电站近300MW，年均可发电3亿度，相当于节约10万吨标准煤，可供一列满载的8编组复兴号动车组绕地球运行341圈。
光伏发电、风力发电等可再生能源已逐渐走上了中国电力的“主战场”，中国中车致力于在“绿电”方面贡献更多的智慧和力量，持续打造中国制造，让世界铭记“中国名片”。
■中国经济时报记者 孙兆
“大风车吱呀吱哟哟地转，绿色低碳风景更好看。”中国中车负责人在接受中国经济时报记者采访时表示，在可再生能源方面，中国中车拥有风力发电设备从部件到整机、从新造到运维、从制造到服务的完备产业链，国内超过60%的风电整机装有中国中车制造的产品。
经过20多年的培育与发展，中国中车已经成为国内“逐风”的重要力量，具备从发电机、叶片、塔筒等核心部件到整机制造、开发运维、售后服务、融资服务的完整产业链系统解决方案能力。
中国中车持续创新风电产业发展模式，体系化、协同化开发风光资源，推进“产品+”模式建设，构建中国中车风电全产业链体系，建立了风资源开发体系。
中国中车株洲所自主研发的5.2MWD175型风力发电机组，实现全球陆上风电机组最大的扫风面积，相较于3.xM?WD160机型单台年发电量增加40%，度电成本降低10%以上，引领着平价时代大叶轮直径的潮流，为平价时代下的风电整机市场树立了新的标杆。
江苏中车电机有限公司的12MW半直驱永磁风力发电机，其发电机与齿轮箱高度集成，体积小、重量轻，整机采用C5-M防腐设计，绕组采用成熟的海上风电绝缘体系，确保发电机在海上长期可靠运行。
西安中车捷力风能有限公司的13.xMW海上半直驱永磁同步风力发电机，技术特点可以总结为“两性三控制”。发电机采用双绕组设计，一套绕组发生故障时，发电机另外一套绕组可单独运行，提升了产品运行可靠性。针对海上恶劣环境，该风机采用了最高级防腐系统，提高电机环境耐久性能。还开发了“冰镇系统”，即定子采用中车永济电机公司专利技术，辅之以冷却风机对发电机进行强迫风冷，通过“水冷+空冷”方式，彻底解决电机温升问题。发电机采用不等长气隙设计，最大限度地减小感应电势谐波，削弱电磁转矩脉动对电网造成的影响。
在新发展机遇面前，中国中车持续提升大兆瓦风电齿轮箱自主研发及产业化能力，进而以实际行动助力“双碳”目标实现。
2022年5月31日，中国中车戚墅堰所自主研发的G60010风电齿轮箱正式下线，并启程发往海外。据悉，这是中国中车戚墅堰所“迎风科创先锋”团队历时不到90天，针对海外市场所研发的风电齿轮箱，具有体积小、重量轻、扭矩密度大、经济性高的优点。这不仅是中国中车戚墅堰所完成的发往海外风电齿轮箱批量订单，更是加快推进中国中车风电产业发展的里程碑。
在构建新能源为主体的新型电力体系下，光伏的发展前景也十分广阔。随着光伏正成为“新基建”的优先项之一，“追光”成为中国中车探索行业发展新道路的重要选项之一。
2009年，中国中车株洲所推出首台光伏逆变器，现已形成系列化集中式、组串式产品型谱。2013年，中国中车正式进入光伏EPC领域。2015年，中国中车株洲所作为EPC总承包单位承建的浙江省单体最大农光互补光伏电站并网发电。
2021年4月，中国中车四方所在山东淄博建设的首个分布式智能光伏发电站顺利完成系统联调及并网试验，正式并网发电，实现了轨道交通综合能源管理技术在光伏发电领域的转化运用，而这是中国中车推进“双碳”目标的具体体现。并网一年来，该智能光伏发电站累计发电量310万千瓦时，减少二氧化碳排放量2919吨，节约标准煤1016.8吨，相当于种植2.6万棵30年树龄的冷杉。同时，累计减少碳粉尘843吨，减少二氧化硫93吨，减少氮氧化物46.5吨，所在企业绿电使用率整体提高至20%。
发展风光电产业符合国家“双碳”目标的要求。中国中车通过技术引领和产业落地“双轮驱动”，推动各省份风光电产业发展。2022年2月份，中车松原新能源产业基地项目启动，总投资450亿元，风光发电总装机规模500万千瓦。该基地建成后能够形成发电机、储能设备等装备制造产业链，年产值400亿元，将引领产业链上下游企业共同构建产业示范园区。
“追光”携手“逐风”，中国中车致力于成为绿色制造的领跑者、绿色生活的创造者、绿色发展的引领者，持续为国家实现“双碳”目标提供中车技术、中车产品和中车方案。中国中车负责人表示，中国中车将切实践行“绿水青山就是金山银山”的理念，充分利用优势技术资源，为大力发展可再生能源、生态环境治理、绿色循环经济等节能环保新产业，贡献中国中车智慧。