本文節選自中國傳媒大學科研課題、“‘十四五’時期綠色能源行業先進人物事跡傳播策略研究”成果(HW23137)——《“中國新能源綠色發展”系列·御風者》。本文受訪人為原中國風能技術開發中心對外聯絡部主任、水電水利規劃設計總院副總工程師施鵬飛。
20世紀80年代和90年代的“風電初體驗”,是施鵬飛等第一批風電人在泥水中摸爬滾打出來的。他們用自己的腳,踏遍了國土范圍內所有適宜開發風電的地方,把風電這顆舶來的種子,精心播撒到中國的版圖上,種出一片片迎風旋轉的“白色森林”。每一株的長勢和水土情況,施鵬飛都曾了然于心。經過20世紀80年代的順勢起步、90年代的曲折蓄力,中國風電在21世紀步入快速發展期。施鵬飛也因此成了一部活的中國風電發展史。
▲1995年施鵬飛參加電力工業部主辦的北京國際風能大會,在風電場模型展臺旁(供圖:施鵬飛)
施鵬飛是最早一批走出國門、親眼看到風力發電的中國人之一。
那是1981年,中國實施改革開放政策的第三年,一邊是實行多年的計劃經濟,一邊是市場、技術和資本的嚴重匱乏。整個國家像一道門剛剛被推開一條窄縫,一個少年扒著門縫向外張望,他對門外的世界充滿好奇,全身上下的熱情和能量都急切地想要釋放,但終歸還是筋骨孱弱,還是怯生生的,多少有些手足無措。
也正是很多在戰備經濟中培育和保留的人才火種,在中年之時再次出發,成為推動技術引進和融合的播種者。
施鵬飛就是其中之一。出發去荷蘭留學的時候,他41歲。兩年后,他回到中國,親自參與了幾乎所有中國早期風電項目。經過20世紀80年代的順勢起步、90年代的曲折蓄力,中國風電在21世紀步入快速發展期。施鵬飛也因此成了一部活的中國風電發展史。
“看螃蟹的人”
1981年,施鵬飛來到荷蘭。他差點兒在超市里把寵物食品買回去吃——不管是超市還是寵物食品,都是他平生第一次見到。
當時他41歲,中年漂洋過海,開始參與此前聞所未聞的項目——300千瓦風電機組性能測試。作為產業形態的風電,別說施鵬飛從沒見過、中國國內沒有,就算是在西方工業化國家,也是剛出現不久。
世界上第一臺真正意義的風力發電機出現于1891年的丹麥。經過近一個世紀,在20世紀70年代末至80年代初風電行業逐漸具備產業雛形,在美國加利福尼亞興起,之后在歐洲國家得到迅速發展。特別是以三葉片、上風向、定槳距失速調節型風輪和異步發電機為特征的“丹麥概念”風電機組設計,因其可靠性高,推動了風電大規模發展。
當時,國內風能利用的主要方式是風力提水,比如在內蒙古,利用風力通過活塞泵抽水,提供人畜需要的飲用水;或者在東南沿海地區,利用風力通過螺旋泵提水,用于灌溉或者排澇,還有在鹽田提取海水制鹽。至于將風能直接用于發電,國內剛開始研制的微型風電機組,主要是為蓄電池充電后,在電網未覆蓋地區的居民作為照明電源。然而,大電網中用風電是超出想象的事情。所以,施鵬飛在留學時所能展望的最符合國內實際的應用場景,是離網型風力發電。
就這樣,他在不知不覺中首先成了一個“看螃蟹的人”。
25歲那年,施鵬飛從北京機械學院畢業。40歲之前,他先后在青海第一機床廠和西寧高原機電研究所做技術工作。按照當時培養技術人員的路線,他先在車間當工人,充分熟悉一線操作,然后在技術科做技術員。和很多同時代的工程專家一樣,他是從實踐一線歷練出來的。
那時,中國正計劃修建青藏鐵路,但鹽湖地區鹽霧腐蝕的問題解決不了,高原凍土帶的路基問題解決不了,讓這個目標在20世紀50年代和70年代兩次擱淺。施鵬飛被調入的西寧高原機電研究所,主要工作就是青藏鐵路建設中機械方面的技術攻堅。比如,高海拔地區空氣稀薄,內燃機功率會隨之下降,如何避免其影響柴油發動機的穩定運行?對于剛剛開始轉型的中國工程領域來說,幾乎遍地都是攔路虎。
施鵬飛在西寧高原機電研究所的職務是科技情報室主任,接觸的大部分資料是英文的。在此前幾十年,中國工程技術人員的主要外語語種是俄語,英語人才寥寥無幾。
1978年6月23日,鄧小平同志作出了關于擴大派遣留學生的重要指示:“我贊成留學生的數量增大,主要搞自然科學”“要成千成萬地派,不是只派十個八個”“這是五年內快見成效、提高我國科教水平的重要方法之一”。
1980年,青海省得到1個教育部公派去荷蘭進修風能利用的名額,最早挑選出的一位空氣動力學專業的技術員,卻因為只懂俄語被退了回來。而畢業于北京四中的施鵬飛,恰恰因為在中學時沒有選擇俄語,選了英語,所以機會落到了他頭上,雖然他的專業是機床設計,而且當時已年過四十。
在荷蘭能源研究中心,施鵬飛參與了300千瓦風電機組性能測試和10千瓦風電機組概念設計,后來在英國做了風力與柴油發電互補系統的計算機模擬,適用場景是離網情況下的風力發電和柴油發電互補。對他來說,不光風電是全新的領域,計算機編程也是邊做邊學。
就這樣,施鵬飛成了最早一批見過大型風力發電機組的中國人之一。
留學兩年后,施鵬飛回到西寧高原機電研究所。此時,全國上下還沒有一個大型風力發電項目,施鵬飛首先做的,就是將從國外帶回的英文版《風力發電的理論與設計》一書翻譯成中文,由機械工業出版社出版發行,為國內引進先進的風電理念。
當然,一切都在悄然變化。
▲施鵬飛(右一)1981年在荷蘭能源研究中心參加300千瓦風電試驗機組測試(供圖:施鵬飛)
“哪兒風大就戳一根桿子發電”
當施鵬飛在英國做風力與柴油發電互補系統的計算機模擬,構想著利用風能輔助海島的柴油發電機時,中國太陽能學會(現為中國可再生能源學會)風能專業委員會在錢學森的關懷下于1981年成立。
時任風能專業委員會主任的賀德馨先后接到錢老寫來的18封信。老一輩科學家殷切地提醒著世界風能利用方向的趨勢。然而,當時要想找到風電專業人才,真如大海撈針。賀德馨輾轉找到施鵬飛,將其借調到國家科學技術委員會(以下簡稱“國家科委”)于1984年新成立的中國風能技術開發中心(以下簡稱“風能中心”),從此開始從事風力發電方面的工作。這時,施鵬飛已經45歲。
他見證并親自參與了中國的風電“初體驗”。“在全國各處跑,協調組織研制小型風電樣機和試驗,進行科研示范、推廣,搞國際合作,引進大型風電機組”,這就是國家科委交給風能中心的工作。
1986年4月,由航空工業部和山東省計委撥款建設的我國第一個風電場在山東榮成并網發電。該風電場選用了當時比較成熟的商品機型——3臺丹麥維斯塔斯(Vestas)公司生產的55千瓦定槳距失速調節型機組,第一年運行發電33萬千瓦時,利用小時數為2000小時。
1986年10月,國家科委和福建省科委利用比利時政府贈款在福建平潭島建成另一個示范風電場,共4臺比利時溫德馬斯特(Windmaster)公司生產的200千瓦變槳距型機組。
這兩個項目,施鵬飛都曾親自參與。
時任電力工業部副部長汪恕誠,在1995年撰寫的一篇文章中,概括了這一階段的風電實踐——“買一臺風力發電機,哪兒風大就戳一根桿子發電”。
其實,“風大”的地方,不管是海島還是草原,大多是人跡罕至之地。“相比于北方草原,南方地形更復雜,其中最艱苦的要數廣東的南澳島。南澳的山相對來講比較高,運輸有的時候只能靠人拉肩扛。”
施鵬飛他們在廣東上川島考察時,請當地老鄉做向導,拿著砍刀把半人高的草砍掉,才能砍出一條上山的小路。等到下山的時候,連向導都找不著路了。因為有了南澳島上的經驗,施鵬飛便動員大家趕快找有水溝的地方——有水溝就肯定有水流下去。等一行人沿著水溝下到山腳時,所有人的褲子都濕了,只能去小鎮商店買褲子。
施鵬飛說:“當時的條件在今天可能都想象不出來。”
在零工程經驗、零運維經驗的情況下,“哪兒風大就戳一根桿子發電”并不是一件輕而易舉的事。施鵬飛他們踏遍了全國所有“風大”的地方,有條件“播種”的地方,就先播下一顆。晚年他笑稱:“搞風電的身體不好還真不行。”
實際上,當時很多人懷疑風電能否作為電網里面的一個電源,電力部門中也有人認為風電是“垃圾電”。風電到底能不能靠得住?只能讓事實來說話,讓一個一個風電場的數據來說話。
在山東崆峒島和福建平潭島這兩個示范工程項目的帶動下,風電場建設逐漸開始在全國開花,1989年起全國各地開始引進風電機組,新疆達坂城、遼寧橫山、內蒙古朱日和、廣東南澳等,都在那時播下了風電場的種子。裝機容量逐年增長,1990年累計裝機4000千瓦,最大的機組單機容量為200千瓦;1993年累計裝機1.45萬千瓦,單機容量最大為500千瓦。
福建平潭島項目建設時,島上所有物資都需要用船運輸而來,安裝風電機組、建設風電場的設備也嚴重匱乏。在即將吊裝風電機組的時候,工程人員遇到了最大的難題——找不到符合比利時專家要求的大吊車。吊裝不了,一切都是零。項目建設總指揮、福建省當時的科委主任,想到讓當地安裝隊用中國的土辦法“扒桿”吊裝風電機組。但比利時專家對此半信半疑,他們在歐洲只見過大吊車吊裝,如果“扒桿”失敗了,花了大價錢、漂洋過海運過來的機組受損,責任由誰來承擔?
關鍵時刻,施鵬飛作為技術顧問,因為研究過這種土辦法的可行性和安全性,站出來坦然地說:“我們中方來承擔責任。”
所謂“扒桿”,就是在風電機組旁邊立一個比機艙高的桿子,即起重吊桿。頂端除了懸掛支撐吊鉤及鋼纜的滑輪外,還固定了多條鋼索的上端,其下端分別與周圍多個方向的小絞盤車連接,由多位絞盤車工人操作鋼索的松弛或拉緊。在吊裝的時候,安裝隊的工長爬到“扒桿”上邊,靠視覺和經驗來判斷,然后喊話指揮工人。“他喊哪邊松,哪邊就松,他喊哪邊緊,哪邊就緊,各位絞盤車工人按照指令操控吊鉤的準確方位,最后把機艙和葉片依次完好無損地吊了起來,安裝到位。整個過程把外國人都看愣了,這就是我們的土辦法,雖然工期較長,但也能解決大問題。”施鵬飛回憶道。
后來的事實證明,腳踏實地的每一步都不白走。令國外合作者折服的,從來都是赤誠的專業人員和民間智慧的“雙劍合璧”。
山東煙臺崆峒島項目由中國和英國合作開發,英國政府提供一套風力發電和柴油發電互補系統。施鵬飛與英國海外開發署專家哈里森在煙臺考察時發現,那里的鹽田還在用非常傳統的風帆水車提取海水,該地風能利用的悠久歷史給哈里森留下了深刻印象,最終順利敲定煙臺崆峒島成為合作項目所在地。
“當時崆峒島上供電時間非常有限,白天島上居民用不上電,只有晚上天黑才開始供電,而且供電時間不能超過十一點。”施鵬飛回憶道。由于島上原來只有柴油發電機供電,燃油供應有限而且成本很高,項目希望通過引進風力發電系統,增加島上居民的用電時間。項目完工后,島上的幾間浴室利用控制風電機組風輪轉速的釋能電阻作為加熱器提供熱水,甚至將原本要散發到空氣中的能量也利用起來。項目既供電又供熱,島上的能源條件得到顯著改善。在沒有電網的情況下,真正發揮出了混合動力發電系統的優勢。
這十年的“風電初體驗”,是第一批風電人在泥水中摸爬滾打出來的。他們用自己的腳,踏過了國土范圍內所有適宜開發風電的地方。風電這顆舶來的種子,被精心播撒到中國的版圖上,長成一片片迎風旋轉的“白色森林”。每一株的長勢和水土情況,施鵬飛他們都了然于心。從零開始,星星點點的經驗一點點聚沙成塔。
▲用“扒桿”吊裝大型風電設備(供圖:施鵬飛)
從“游擊隊”到“正規軍”
“如果說20世紀80年代是中國風電行業從無到有的萌芽年代,那么90年代就是摸索前進的擴張年代。”施鵬飛說。20世紀90年代初,時任中國能源部部長黃毅誠提出,中國風電應該要像火電、水電一樣變成主要的電源。風電開始逐漸受到重視。
老一輩科學家再次展現了他們的歷史責任感。1990年9月10日,錢學森在給賀德馨的信中,總結了自己的觀點:“風力發電今后不能停留在小打小鬧,要大干,從你們自己提高認識開步!”最后,錢老特別加了一句:“面向21世紀的社會主義中國!”潛臺詞不言而喻——推動風力發電,是事關中國21世紀前途命運的大事。這一階段,施鵬飛的角色是水電水利規劃設計總院(以下簡稱“水電總院”)第一任主管風電規劃的新能源處處長。正因為風電和水電都是可再生能源發電,所以水電總院也是中國風電步入正軌之后的第一個主管單位。
1995年,時任電力工業部副部長汪恕誠在《水力發電》月刊撰文《中國風電發展的戰略思考》,提出:“對于風力發電,重點要解決三個認識問題。一是認為風電形不成規模,二是認為風電成本太高,三是認為風電電量不穩定。”
最重要的制度探索,起步于20世紀90年代這一時期。
1993年,電力工業部也有了正式的風力發電規劃,并于1994年出臺了關于風電并網的規定,核心內容是:電網管理部門應允許風電場就近上網,并收購全部上網電量。風電場上網電價按發電成本加還本付息、合理利潤的原則確定,并兼顧用戶承受能力,增值稅在價外計征。高于電網平均電價部分,其價差采取均攤方式,由全網共同負擔。這個規定體現的理念是:風電具有社會效益,其投入由社會分擔。在當時的情況下既具有可行性,又有利于培育風電市場,更多的投資主體開始有動力進行風電開發建設。
1996年4月1日,《中華人民共和國電力法》施行,其中兩次提到國家鼓勵和支持新能源發電。
20世紀90年代后半期,國家計劃委員會(以下簡稱“國家計委”)提出“乘風計劃”,科學技術部(以下簡稱“科技部”)也將大型風電機組國產化科研列入“九五”攻關計劃。
風電在這一時期逐漸從“游擊隊”變成“正規軍”。
事后來看,步入20世紀90年代,全球風電裝機容量以年平均20%的速度增加;到2000年,全球風電裝機容量達1845萬千瓦,其中歐洲占比74%。中國暫時落后,但中國能源主管部門領導對風力發電的遠見,使得風電行業在20世紀90年代抓住了快速發展的歷史機遇。中國風電完成了從量變到質變的躍升。
這些積累,在進入21世紀之后的發力中,才被日漸清晰地看到。
在這10年的默默耕耘中,施鵬飛從不惑之年走向了花甲之年。2000年以前并網發電的所有風電場,都留下了他的足跡。
黃金時代
1999年,施鵬飛又一次來到新疆達坂城風電場,見證了一個中國風電的高光時刻。在“一致同意通過鑒定驗收”的意見后面,他鄭重簽下了自己的名字。
這次鑒定,是針對采用引進技術在中國自主完成制造、組裝的9臺600千瓦風機機組。鑒定專家組認為“整機性能和引進的風電機組相當”。這個鑒定,值得簽字的手為之微微顫抖。
在20世紀90年代十年積累的基礎上,納入科研課題的風電機組國產化率分別達到33%、54%、78%和96%,開創了加快國產化的新征程。
2000年,施鵬飛年滿60歲,從水電總院副總工程師的崗位上退休,被返聘為專家委員會委員,旋即轉入風電行業的標準編制、文獻編纂、技術交流、數據規范化等工作。施鵬飛主持編制的我國第一個《風電場風能資源評估方法》國家標準,于2002年12月開始施行。
2000年之后,在風電特許權招標政策的促進下,伴隨著整個國家工業基礎的快速提升,中國風電裝備以及風電場開發建設成本進一步顯著下降。
2006年,施鵬飛赴古巴考察,意外地受邀與古巴最高領導人菲德爾·卡斯特羅會面談話。
卡斯特羅自稱“節電專家”,把交談的大會議桌變成了全球節電用電器的展臺,工作人員像變魔術一樣忙不迭地輪番抱出老式電扇、新式電爐、“熱得快”(保溫壺電熱水器)、電水壺、電烤箱、微波爐等進口家用電器,卡斯特羅對每種電器的特點和節能潛力如數家珍,后來索性帶施鵬飛去參觀他的特別陳列室。這個陳列室讓施鵬飛驚呆了。后來他回憶說:“眼前的景象如同到了北京國美、大中等家電巨頭的大商場,小到節能燈、烤面包機,大到電冰箱,每個品種都有十幾臺樣品,內容太豐富了,留下的過道也顯得狹窄。仔細觀察發現,這里沒有品牌廣告和價格標簽,每件樣品上都有一張檢測表格,注明電器名稱、容量、生產國、品牌和耗電的瓦數,歐洲,日本、韓國和中國的產品都有。”
在中國產品“小天鵝”和“海爾”電冰箱前,卡斯特羅很高興地指著一臺冰箱的檢測表格說:“這個耗電只有29瓦。”這讓施鵬飛和同行的中國人感到很親切。
他明顯感受到,卡斯特羅邀請他來探討和表達的,正是發展中國家推動后發工業化的能源困擾,這又何嘗不是中國面臨的挑戰呢?當時的中國,正走到工業化中期,與之伴隨的城市化也在疾風突進,工業和人口密集的區域常常缺電,每年的火電裝機容量都以兩位數的速度遞增,工業體系像快速成長的猛虎,嗷嗷待哺。節能管理和新能源市場的一系列機制、管理政策都起步于那個時代。
▲施鵬飛在中國地圖上向菲德爾·卡斯特羅主席介紹新疆達坂城風電場以及金風公司情況(供圖:施鵬飛)
2006年,《中華人民共和國可再生能源法》(以下簡稱“可再生能源法”)開始施行。這部法律明確規定了對風電設備國產化水平的要求。國家發展和改革委員會(以下簡稱“國家發改委”)與國家電力監管委員會在此基礎上配套發布了12項細則,還實施了國債風電項目,落實了對國產機組的貼息補助。
中國風電迎來起飛時刻。中國制造的機組設備迎來市場的春天。
2009年9月21日,國務院召開“新興戰略性產業發展座談會”。國家能源局推薦施鵬飛前往中南海國務院會議室,就風電健康快速發展向國務院領導同志建言獻策。
他隨著中國風電一起,步入了黃金時代。
在很多人眼中,施鵬飛是一個活的中國風電“數據庫”。
專事研究風力發電的咨詢公司BTM,創始人曾經是丹麥政府風電考察團成員,1985年施鵬飛曾陪同他去西藏那曲踏勘,兩人由此結緣。每當需要統計中國的數據時,這位創始人就找到施鵬飛。“施先生說是多少,那中國風電應該就有多少。”之所以留下這樣的印象,是因為施鵬飛的數據不是從數據表中引下來的,而是從一個一個風電場中跑出來的。
截至2023年底,中國風電累計裝機容量已經超過4億千瓦(占全國電力總裝機容量的1/7),近20萬臺風電機組在全國各地迎風招展。他不可能再像以前那樣每一臺都去過、每一臺都了解了。
雖然施鵬飛40歲時才啟航,但幾十年來見證和親歷中國風電走進豐收的金秋,一切都正當其時。年逾八十的施鵬飛現在仍在工作。他擔任中國可再生能源學會風能專業委員會刊物《風能》雜志總編輯,《風能》刊行的所有內容,都會經過他的審讀。他每年撰寫風電發展報告,不要助理幫忙,親自收集數據、整理資料,有時一天坐在電腦前伏案工作六七個小時。夕陽西下,他就走出家門,和老伴到公園散步,匯入北京的暮色和煙火中。
像40年來的每一天一樣,靜水深流,百川歸海,海闊天空。