技术路线图案例分析
案例一:中国台湾纳米材料技术路线图分析[18]
为进一步推动纳米材料技术发展，台湾有关部门组织机械、电子、化工、材料、测量等相关技术，领域的专家群，共同绘制了《纳米材料技术路线图》，以期为企业技术研发和政府产业政策提供参考依据[19]。
(1)研究与设计流程
1、文献资料收集/确认名单。该研究采用监测法收集纳米材料技术相关文献及技术路线图方法，并邀请纳米领域的产官学研专家参与，成立专家委员会。
2、第一次专家座谈会。从远景和策略两方面探讨台湾纳米材料技术的发展远景，概观了解台湾纳米材料技术发展的策略与国际竞争的定位，并得到初步纳米技术的技术路线图雏形架构。
3、第二次专家座谈会。第二次专家座谈会，参考第一次专家座谈会得到的纳米材料技术路线图雏形架构，进一步定义与讨论产业层面、产品层面与技术层面分类的适应性，并规划问卷调查，期望能进一步了解纳米材料关键技术的发展时程、台湾竞争力、相关性产品、技术关联性与产业关联性。并依靠专家知识将技术分成纳米材料技术、纳米制品技术以及纳米检测技术三大类和若干小类。
4、学术研究/产业调查。学术研究调查对学术专家进行问卷调查，对143份回收问卷进行资料分析，包括纳米材料技术路线图的技术领域、技术项目及产业分析，并归纳出各技术领域的技术表。基于考虑纳米技术的现阶段发展以材料，化工等产业为最先应用推广，该研究邀请产业协会协助进行小规模调查，针对24份回收问卷进行基本分析、已商品化纳米材料技术表以及产业发展中纳米材料技术路线图等分析。
5、第三次专家座谈会。以高分子纳米符号材料技术为主题，讨论塑、橡胶及复合材料产业发展纳米材料技术与需求。重点在：资源整合；建立平台；技术需求；人才培育；知识推广。
(2)台湾纳米材料路线图结构与分析
图3表明了该技术路线图的架构，在此基础上，专家们还对各主要技术项发展时程进行了预测，并辅以雷达图分析关键技术与产业间的关联程度及关键技术的相关性。如：结合技术路线图，台湾有关部门还开展了相关产业调查，这为科技政策主管机构制定推动纳米技术发展规划提供了重要参考依据（见下表）
与台湾相比，我国大陆同样十分重视纳米技术的发展。通过“国家攻关计划”、“863计划”、“973计划”的实施，我国纳米材料和纳米技术已取得较为突出的成果，并引起了国际上的关注。例如，在纳米器件的构筑与自组装、超高密度信息存储、纳米分子电子器件等方面已经取得了许多有意义和有影响的成果。在纳米复合材料改造传统材料和产品方面，部分成果已经实现产业化。总体来看，我国纳米材料与纳米技术的整体科研水平与先进国家相比处于同等水平。
然而，我国关于纳米技术和相关产业发展的前瞻性规划力度还稍嫌薄弱。以纳米电子学基础材料及技术为例，虽然我国在“973计划”内已有布局。但对纳米加工与纳米测量方向重视不够，尚缺少关键的基础研究设施。对此，我国虽也组织了专家进行研究，但由于我国目前技术前瞻还没有跳出学术界讨论范畴，专家的意见过于宏观，具体包括：
1、纳米电子学基础材料及技术是微电子工业的核心技术，也是微光机电产品工艺技术的基础，目前国内基础并不差，应加快研究使中国在国际上占有一席之地。
2、属于新兴材料研究热点，要及时跟踪国外进展，在纳米材料的实际应用上下功夫，强化纳米结构加工及测量技术，探索纳米结构的特异性质，开展自主知识产权的纳米电子材料研究。
3、基础研究在近5年会有重要进展，但能进入实际应用、达到一定规模、有一定影响，即使在发达国家恐怕也要10年以上。集中少数单位研究，不要面上铺开。
4、目前支持力度已经很大，不宜跟风。
5、与器件研究密切结合，加强理论和加工、测试技术研究，加强国际合作，建立重点研发基地，资金重点使用，不可“遍地开花”式的安排。
可以看出，与技术路线图这种方法相比，我国目前的技术前瞻和规划缺陷在于没有对我国的研发水平和研发基础、技术发展途径、产业化前景、经济效益以及我国高技术产业、传统产业、资源环境的作用和对提高人们生活质量的作用进行系统的分析。
第二篇：国际风能技术路线图解析
国际风能技术路线图解析
一、国际能源署（IEA）风能技术路线图?
（一）编制过程?
20xx年6月，在日本青森举行的八国集团以及中、印、韩（简称G8+3）能源部长会议上，各国能源部长及欧盟、国际能源署（IEA）的代表一致认为：目前急需加快部署低碳能源技术，以应对能源安全、气候变化和经济增长等全球性挑战，并希望IEA能够牵头制订系列能源技术路线图，以帮助各国推动创新能源技术的发展和部署。?
为此，IEA制订了一系列低碳能源技术路线图，旨在推动在全球范围内开发和采用关键能源技术，实现到20xx年与能源相关的CO2排放量减少50%的宏伟目标。20xx年11月，IEA发布了《风能技术路线图》，预计到20xx年，全球风电装机容量将超过2000GW，届时占到全球电力供应总量的12%，每年可减排28亿吨CO2当量排放。?
IEA风能技术路线图制订工作建立在欧盟和美国等国家政府以及行业组织的相关路线图的基础之上，吸收了来自风能行业、电力部门、研发机构、金融机构和政府部门等众多利益相关方的意见。明确了风能技术发展和部署的技术性、经济性和政策性目标，重点探讨了实现技术的全部潜力所必须优先采取的行动，以及在不同时间节点应取得的主要成果。?
（二）主要内容?
路线图根据IEA的能源技术展望（ETP）模型，提供了从20xx年到20xx年全球各地区风能推广的预测情景，详细介绍了在风能技术研发、配套设施建设、政策制定和国际合作方面应采取的行动和里程碑，以帮助政策制定者、风能行业和电力系统单位成功实施风能的利用。?
1.?20xx年风能发展展望?
路线图预测，到20xx年，全球风电装机容量将超过1000GW，生产约2700TWh的电量，相当于全球电力生产的9%；到20xx年，全球风电装机容量将超过2000GW，,要求在未来40年，每年需新增47GW的装机容量，届时可以生产约5200TWh的电量，相当于全球电力生产的12%，实现每年减少28亿吨二氧化碳当量排放的目标。为达成上述目标，在2010～20xx年期间，将需要投资约3.2万亿美元，年均投资将较20xx年增长75%，增加到810亿美元。?
从各地区预测情景来看，到20xx年，首先经合组织欧洲国家依然是风电的领先市场，其次是美国和中国；到20xx年，中国风力发电量将超过美国（分别为557TWh和489TWh），经合组织太平洋地区成为一个重要市场，发电量达233TWh；到20xx年，中国以1660TWh的发电量领先，其次是经合组织欧洲国家和美国。?
图1??到20xx年全球各地区风力发电量总和?
路线图预测，陆上风能投资的成本将从20xx年的170万美元/MW，降至20xx年的140万美元/MW，20xx年的130万美元/MW，总成本降幅为23%；运维成本到20xx年将降低17%，到20xx年降低23%。海上风能，特别是深海风能，成本削减有可能更快，其投资成本到20xx年会降低27%，到20xx年会降低38%；运维成本到20xx年将降低25%，到20xx年降低35%（图2）。
?
?
图2??2010~20xx年陆上风能和海上风能投资成本发展预测?
2.风电技术的开发和推广?
路线图认为，技术创新是减少风能生命周期成本的关键驱动因素。技术创新将开发出具有更高强度质量比的廉价材料，将会改善风机转子的能量捕捉能力（特别是在低速、复杂地形和紊流情况下），增加海上风电厂运行时间，减少运维要求，延长风机寿命等。此外，海上风电比陆上风电的技术突破潜力更大。?
路线图在风能技术发展方面确定了三个关键领域：风能资源评价（包括风能特征和预测方法）、风机技术和供应链，并给出了需要开展的行动和实现的里程碑（表1）。路线图同时指出，为实现技术里程碑，要求各国应增加研发资金支持，私营企业倾向于投资回报更加稳定的短期研发努力，而公共部门需要承担长期的基础研究职责，还需要增加协调研发和示范工作（特别是海上风电）。?
表1??IEA风能技术路线图风能技术发展里程碑?关键领域?建议行动风电材料设备?
制定完善风力资源建模技术标
准以及利用遥感技术进行风场
数据测量的标准；改善对复杂地
形、近海风况和结冰气候的理解
风能资源评价?开发可公开获取的陆上和海上
风能资源和风况数据库，最大限
度的考虑商业敏感性?
开发更精确、更长期的预测模
型，用于电力系统运营?
开发更强力、更轻质的材料，以
生产更大的转子、更轻的机舱
罩，减少塔筒对钢材的依赖；开
发超导技术，以生产更轻、电力
效率更高的发电机；深化对超
大、更灵活转子行为的理解?
建立海上运行经验的共享数据
库，要考虑商业敏感性问题；把
风机技术?海上风机的可用性增加到最佳
水平，使可用性达到?
开发具有竞争力的替代基座，用
于水深高达40米的海洋环境?
设计新一代海上风力发电机，减
少运维要求?
开发深水基座和水下结构，用于
高达200米深的水中?
开发国际标准的教育和培训策
略，涵盖从设计到部署推广所需
供应链?的全套技能?
加速自动化、本地化的大规模制
造，以实现规模经济，增加可循进展中，2010~20xx年期间到20xx年完成?进展中，到20xx年完成?到20xx年开发出商业规模原型?进展中，到20xx年完成?到20xx年完成?进展中，2010~20xx年期间持续?风能行业和研究机构?进展中，20xx年完成?20xx年完成?进展中，20xx年完成?里程碑?利益相关方?风能行业和研究机构、气候和气象机构?风能行业和研究机构?风能行业、研究机构、运营商?风电场开发商、业主和运营商，行业协会?风能行业、研究机构?风能行业、研究机构?风能行业、研究机构?政府、大学和风能行业?风能行业?
环利用部件的数量?
对于海上风能部署，要提供足够的专用船只；改善安装策略，减少海上工作量；提供充足的、适当装备的大型港口空间?提供应和风能技术在电力生产
加强研发?
及二氧化碳减排方面的潜力成正比的公共资金支持，用于风能的研发?
来源：IEA.?2009.?Technology?Roadmaps?‐?Wind?energy.?/papers/2009/Wind_Roadmap.pdf.?
3.输电与电网集成?
持续?
到20xx年具备足够能力?
风能行业、航运业和地方政府?
从20xx年开始?
政府、研究机构和风能行业?
为实现风电的普及，除了风能技术本身，必须加强电力系统的灵活性。需要研究解决与输电有关的系统集成和电网可靠性问题，这对风电的推广非常关键。?
路线图在输电与电网集成发展方面确定了两个关键领域：部署输电设施以连接风能资源和风电比例较大时系统的可靠运行，并给出了需要开展的行动和实现的里程碑（表2）。?
表2??IEA风能技术路线图输电与电网集成发展里程碑?
关键领域?
建议行动?
提供激励措施，加速输电能力的建设，使用经过验证的新技术把风能资源和需求中心连接起来；建立成本回收和分配机制?
开发互联输电基础设施长期规划，与风
部署输电设施以连接风能资源?
制定和实施跨地区输电计划，连接区域电力市场?
到20xx年完成规划，到20xx年实现部署?
到20xx年完成规划，到20xx年实
输电和运营商、政府、监管机构等?
统一领导大型、跨区域输电项目?
到20xx年完成?
中央和地方政府?
电场的部署规划协同一致?
到20xx年完成?里程碑?
利益相关方?
政府、开发商、输电和运营商、监管机构?
到20xx年完成?
政府、输电和运营商、监管机构等?
制定和实施海上电网规划，连接现有输电线、近海风力资源和边界电力市场?
输电和运营商、政府、监管机构、风
现部署?
评价是否需要额外增加电力系统的灵活性，实现可再生能源的部署；进行电网研究，考察高风电并网比例的可能性及成本?
风电比例较大时系统的可靠运行中国风电材料设备网?
通过电力市场和先进的智能电网技术加速更大、更快、更深入的电力交易的发展?
对灵活电力储备、需求侧的储能技术发展提供激励?
评价电网规范，在没有接入电网的地区确保向独立电力生产者开放输电网接入?
?
4.政策框架?
2010~20xx年期间持续风电材料设备?
2010~20xx年期间持续?
到20xx年完成?
能行业?
系统运营商和研究机构?
监管机构和运营商?
监管机构、运营商、消费者团体?
进展中，到20xx年完成?
监管机构、运营商、风能行业?
路线图认为，风能的发展不仅需要技术研究和工程示范，还需要强有力的市场拉动。因此，路线图确定了风电和其他技术推广政策框架的关键行动和里程碑（表3）。?
表3??IEA风能技术路线图政策框架发展里程碑?
关键领域?
建议行动?
建立可再生能源推广长期目标，包括短期里程碑?
激励投资?
里程碑?
利益相关?
由政府实施，业界提供建议?
由政府实施，投资机
到20xx年完成?
构、融资机构、研究机构和监管机构提供建议?
风能行业、研究机构、政府、非政府组织?
到20xx年完成?
落实配套机制，为投资者提供充足的激励；开发有效体系，内部化外部能源成本?
改进技术以评价、最小化社会和环
公众参与和环境?
境影响及风险?
开展宣传普及工作，宣传风能在温
到20xx年完成?
2010~20xx年期
室气体减排和污染减少中的价值，间持续?并向公众阐明新型输电系统在实
政府、输电公司，环保非政府组织，行业
现这些目标中的作用?协会和消费者团体?
为部署新的风电场制定长期规划，
需把其他可能的电厂发展和输电
规划和审批?设施部署纳入考虑范畴?
协调、加速和简化审批工作?
?到20xx年完成?到20xx年完成?政府、开发商、非政府组织、运营商和输电公司
?政府?
另外，路线图指出，推广清洁能源在温室气体减排方面具有全球效益。世界各地推广风能和其他清洁能源技术应加强国际合作。?
IEA风能技术路线图阐述了风能研发示范和推广、融资、规划、并网、法律和监管框架制定、公众参与和国际合作的方法与具体任务。IEA已将能源路线图工作成果在一系列国际活动中进行共享，如联合国气候变化框架公约技术机制探讨、主要经济体能源与气候变化论坛和清洁能源部长级会议等。另外，IEA发布了《制订和实施能源技术路线图指南》文件，供政府和企业相关方制订路线图作为战略规划工具之用。?
图3??IEA风能技术路线图?
?
来源：IEA.?2009.?Technology?Roadmaps?‐?Wind?
energy.?/papers/2009/Wind_Roadmap.wpem.net?
值得一提的是，IEA的能源技术路线图制订方法，已在我国开展风能发展路线图研究中发挥了重要作用。国家发展和改革委员会能源研究所在与IEA以及国内有关机构的合作下，历时一年半完成了《中国风电发展路线图2050》。?
二、欧盟战略能源技术路线图——风能
（一）编制背景与过程?
发展低碳经济模式是欧盟追求的前瞻性目标之一，欧盟针对这一目标设立了一套广泛的政策架构，包括达到20xx年气候和能源目标及制定碳排放交易机制等，欧盟将风能作为实现上述目标的战略性能源技术之一。内部成员国自20世纪70年代中期开始颁布积极政策鼓励可再生能源发展，到20世纪90年代成为世界风能发展的中心。现在欧盟作为一个整体不仅拥有全世界最大的风电装机容量，而且拥有全世界最先进的风电技术和全世界最领先的生产能力，并且已率先开始发展海上风能。截至20xx年，欧盟全境风电累计装机容量接近100GW，占世界总装机的近40%，风力发电量达到2040亿kWh，能够满足6.3%的电力需求。?
为加快具有成本效益的低碳能源技术的开发和部署，欧盟委员会于20xx年11月底提出了一份综合性能源科技发展战略——欧洲能源技术战略规划（European?Strategic?Energy?Technology?Plan，SET–Plan）。为配合SET–Plan的实施，欧盟从20xx年开始草拟SET–Plan关键能源技术路线图，在与欧洲各能源技术平台、行业协会及成员国等开展持续的讨论后，于20xx年10月公布了作为未来十年行动计划的七个低碳能源技术路线图（风能技术路线图是其中之一），围绕欧洲能源体系，构建了到20xx年时转型为低碳经济的愿景，以提高技术成熟水平为目的，以使这些技术能在规划期至20xx年期间达到较大的市场份额。其中对风能领域提出的目标是：到20xx年风力发电在欧盟终端电力消费中所占比例提升到20%。?
SET–Plan路线图对每项低碳能源技术均提出了战略目标、技术目标和将在未来十年实施的研究、开发、示范及市场推广行动，同时，对实现上述目标公私部门所需要的投资额进行了预估，并对每项行动提出了需要达成的关键性能指标，以利于考核评估。路线图将这些行动分成了三大类：?
1.研发计划。包括：研究机构及大学等部门开展的基础与应用研究项目、小规模中试项目和材料、部件的测试设施项目。?
2.示范计划。由技术的实际测试与大规模示范组成，特别是验证技术全规模可行性，为技术从研究向市场转化搭建桥梁。?
3.市场推广措施。将产品从示范阶段向市场成功转化，这类型行动项目涉及到对有可能成为未来能源体系支柱的一些关键概念进行可行性示范并积累经验，如可容纳不同电源的虚拟电厂、城市大规模光伏系统及其他节能措施。?
（二）主要内容?
1.战略目标?
提升风能技术竞争力，促成近海和深海资源潜能的开发，促进风力发电的并网，到20xx年使风力发电在欧盟终端电力消费中所占比例提升到20%。?2.技术领域?
路线图提出了四个技术领域：新型风机和零部件、大型和深海（＞30米）风机基座结构技术、大规模易变型电源并网技术、风能部署的资源评估和空间规划，并指出了技术方向和行动计划（见表1）。 表1 路线图技术方向与行动计划 技术领域
技术方向
发展10～20MW大型风机，特别是适合海上应用的类型；通过使用新材料、先进转子设计技术、先进的控制和监测系统，提升风机部件的可靠性
新型风机和零部件
进一步自动化和优化制造工艺，例如通过与汽车业、航运业及民用航空工业的跨行业合作来生产叶片
行动计划
启动一项陆上和海上新型风机设计、新材料和部件的研发项目，及大型风机样机（10～20MW）开发和测试的示范项目；形成由5～10个测试设施构成的网络，用以测试评估风机系统的效率和可靠性；启动一项欧洲跨产业合作和示范项目，利用其它部门（如海上勘探）的专业技术，来开展风能系统的大规模生产，重点增强部件和系统的可靠性、先进制
发展创新物流，包括运输和安装技术，特别是在偏远、天气恶劣的地点
造工艺和海上风机；开展5～10个用于测试下一代风机和零部件生产的示范项目
开发大型海上风机用新型可堆叠、可
大型和深海（＞30米）风机基座结构技术
四脚架式、导管架式以及重力基座等发展浮动平台、浮动三脚架基座或单锚式风机等浮动式结构
开发基座大规模生产的工艺和工序
大规模易变型电源并网技术
示范大型储能系统与高压交流输电或高压直流输电互联，评估高风电份额电力系统的可行性
启动一项将风电场作为“虚拟电厂”管理的工业规模示范项目；建立至少两个国家海上风力发电场的连接，并结合使启动一项开发和示范项目，针对不同水适于离岸作业的新型基座结构；至少开发出4种结构概念，并在不同条件下进行测试；启动一项针对海上结构的先进大规模生产工艺的示范项目
复制的标准化基座，例如：三脚架式、深（＞30米），开发具有较低视觉影响、
研究风电场作为“虚拟电厂” 1 管理
开展欧洲风力资源评估和描绘，以减
风能部署的资源评估和空间规划
少风能生产预测的不确 定性 开发考虑环境和社会因素的空间规划方法和工作
解决和分析风力发电项目的社会接受度，包括推广最佳方法
3.投资预估
用不同电网互联技术；远距离高压直流输电；可控多终端海上解决方案
启动一项风速分布和风能生产预测的研发项目，包括：风力量测活动、风力数据、环境及其它限制因素数据库、有利于改善设计和生产的空间规划工具和方法
路线图指出2010～20xx年风能领域所需的公私投资总额预计将达到60亿欧元，各技术领域分配（见表2）。
表2 技术路线图未来十年投资额预估 技术领域 新型风机和零部件
大型和深海（>30米）风机基座结构技术 大规模易变型电源并网技术 风能部署的资源评估和空间规划 总计
4.关键性能指标
路线图列出的用于考核的关键性能指标（见表3）。 表3 路线图关键性能指标 行动计划
关键性能指标
到20xx年，风机及零部件制造成本降低20%；
新型风机和零部件
到20xx年，陆上和海上风机运输和安装成本降低20%
投资额（亿欧元） 25 12 21 2 60
?
1
虚拟电厂是指通过中央控制单元联合运营分布式发电设施集群，以提高系统灵活性（包括利用现有储能系
统加以支持），并最大发挥其潜力（空间平滑）。?
大型和深海（>30米）风机基座结构
技术 到20xx年，海上风机的安装成本降低20%； 到20xx年，海上风机的维护成本降低20%
风电场虚拟容量因子达到80%
风力资源和环境预测不确定性小于3% 大规模易变型电源并网技术 风能部署的资源评估和空间规划
注：到20xx年，风电平均成本降低20%。
（三）后期工作
为落实SET–Plan技术路线图工作，在欧盟委员会和SET–Plan指导委员会的指导下，产业界和科技界（欧洲能源研究联盟）于20xx年6月联合启动了欧洲风能产业倡议，目的是在整个欧洲层面整合产业界、研究团体、各个国家与欧盟委员会等各方力量。为按年度细化任务需求，将倡议落实到具体项目执行层面，欧洲风能技术平台（TPWind）在综合各方意见后于20xx年5月正式发布了《2010～20xx年度欧洲风能产业倡议实施计划》，作为欧盟风能业界在这三年间的“工作指南”，并且在20xx年前每年还将对其进行更新。实施计划确定了四大领域行动计划中的18项研发项目，公私投资总额预计将达到14.43亿欧元（见表4）。
表4 2010～20xx年度欧洲风能产业倡议实施计划 行动计划 研发项目
10～20MW大型风机的创新设计
大型风机及风电场可靠性的提升
复杂地形和极端气候条件下的风机优化与示范
新型风机和零
部件 大型风机部件测试方法和标准的定义 10～20MW风机系统实验测试设施规模和能力的改善
用于提高可靠性的10～20MW风机现场测试设施
大型制造业和物流，考虑适合工厂和现场安装的规模
和数量
大型和深海
（>30米）风
机基座结构技
术 用于深海大型基座/基础结构的现场鉴定及示范 基座大规模生产的全行业倡议 标准化制定 0.6 2.5 0.05 预计投资（亿欧元）1.2 0.63 0.1 0.1 1.5 1.5 2.5
至少包括两个国家的风电场并网互联综合解决方案
可控的高压直流输电多终端海上和陆上解决方案
大规模易变型
电源并网技术 建立虚拟风力发电厂的需求和解决方案
促进风电大规模普及的均衡技术
市场一体化
用于风能新模型的数据集
陆上和海上空间规划的协调过程
风能在欧洲的社会经济价值研究 1.5 1.54 0.2 0.1 0.033 0.24 0.1 0.02
14.43 风能部署的资源评估和空间规划 总计
来源：TPWind Secretariat. 2010-05. Wind European Industrial Initiative Implementation Plan.
http://setis.ec.europa.eu/implementation/implementation-plans/Wind_EII_Implementation_Plan_final.pdf/at_download/file.
另外，鉴于材料是能源技术的关键性技术，欧盟于20xx年12月发布了《低碳能源技术材料路线图》，作为SET–Plan所制定的技术路线图的补充和扩展。材料路线图中提出一项全面的欧洲低碳能源技术材料研究与创新计划，提出了未来十年推进能源技术发展的关键材料的研究和创新活动，同时也作为欧盟研究和创新计划以及成员国能源应用材料领域开展研发活动的项目指南。在路线图中针对风能领域，制定了风能材料路线图。
风机需要增大尺寸和在更为苛刻的条件和环境下运行，因此探索低成本、高机械性能轻质材料已成为最重要的任务之一。风能材料路线图提出了全面的叶片材料研究和发展计划，如纤维增强夹芯材料以及粘接和焊接技术，在减轻重量的同时提高机械性能，使用智能材料改善转子性能和寿命，缩短生产周期和降低叶片生产成本；发展改进耐腐蚀、自清洁、防紫外线新涂料；发展用于塔和支持结构的高性能钢及相关的焊接技术，深海应用单桩和重力基础结构混凝土等。
材料路线图重点还关注发电机、电力电子和传输（轴、齿轮、轴承）材料，研究稀土永磁替代材料及发展更强、更轻的磁铁；发展高温超导（HTS）发电机，电力电子新材料，以增加交界处的温度工作限制及传动部件的金属合金，以确保有效寿命等于设计寿命。为了以工业规模按比例扩大材料的开发，路线图提出了四个工业制造试点项目：开发和生产兆瓦规模的概念叶片，开发、制造和示范轻量级（复合）轮毂、底座或发电机变速箱壳体替代铸铁部件，设计、生产和测试长度超过100米的大型叶片能够用于超过12MW发电机组，以及兆瓦规模叶片生产线的自动化生产技术；两个技术试点项目测试大型深水重力基座支持结构及
示范全规模高温超导发电机。最后，路线图提出建立泛欧研究领域网络，以加快工业发展和最新研究成果，及大传动系统单位（＞10MW）测试试验台。
三、美国风能发展战略2030?
（一）编制背景
20世纪70年代，美国政府开始将现代风力发电技术纳入到国家能源战略中。截至19xx年，美国加利福尼亚州风电装机容量达到1.2GW，约占全球装机总容量的90%。但由于联邦和州投资税收减免激励政策的相继终结，美国风能产业自20世纪80年代中期陷入停滞，风电发展的中心从美国转移到欧洲。后来美国大部分州开始制定可再生能源配额制标准，为风电发展创造了稳定增长的环境。自20xx年起，美国重新成为风电装机容量增长最快的国家，到20xx年累计装机容量成为全球第一。
为制定未来风能发展的宏伟战略，美国能源部于20xx年5月发布了《20xx年风电占20%：提升风能对电力供应的贡献》的规划报告，阐述了到20xx年20%供电来自风电的实现途径。作为美国未来风能发展的指导性文件，规划报告考虑了实现目标面临的挑战，并预计了对能源安全、减排、水资源和成本产生的影响，对关键领域的具体需求和将取得的成果进行了研讨，包括：风力涡轮机技术，制造能力、材料需求与人力资源，输电与电网集成，选址策略与环境影响以及风电市场演变等。
（二）主要内容
1.20xx年风电占20%的愿景
按照规划的愿景，美国风电累计装机容量需从20xx年的11.6GW提高到20xx年超过300GW，前十年保持每年20%的增幅，到20xx年后保持每年新增16GW装机容量，届时，实现累计装机304.8GW，其中海上风能占到18%左右（54GW），风电年发电量接近1200TWh，可以满足20%的电力需求。
2.风力涡轮机技术
报告关注的领域集中在更高的塔架、更大的转子以及设计和制造能力的提升带来持续进步。规划报告认为单个部件或设计的创新无法满足需求，需要结合多个领域的技术创新来达成目标，而且在部署新技术之前需要进行广泛的组件和样机试验，以充分验证性能和可靠性，同时，还要制定国际性标准进行认证和质量控制。
另外，报告认为海上风能具有比陆上风能更大的潜力，但其技术发展不及陆上风能成熟，除风力涡轮机外，还必须关注系统其他部件和基础设施的成本降低，如基座、电网和运维等。目前海上风能商业化面临着诸多技术、监管、社会经济和政策方面的障碍，需通过短期和长期研发示范活动消除部分障碍。
3.制造能力、材料需求与人力资源
报告认为未来风能大规模发展将需要更多的材料用量，通过减少材料用量和应用新材料减轻风机重量和降低成本是风能与其他电源竞争的关键；制造能力的提升是大规模发展风能的保障；劳动力的可用性是实现风能高速发展的潜在障碍之一。
4.输电与电网集成
报告绘制了未来风电发展的电网分布图，指出需要投资约200亿美元新建超过1.2万英里输电线，这些电网不仅可用于输送风电，还可用于连接其他可再生能源。但需解决下述四个问题：改变各自为政局面，各地区联合制定一套通用的电网规划方法；合理的新建电网成本分摊计划；保障成本回收的可预期性；新输电设施选址涉及利益和潜在公众关切的综合考量。
美国电力系统运营和电力市场结构也需要做出相应改变。一是提高市场灵活性，二是加强风能预测和电力系统灵活性。
5.选址策略与环境影响
为负责任发展风能，需要在了解其益处的同时也认识到潜在的风险，并采取合理的选址策略、扩大社区参与以及更高效的规划与审批机制等措施来经济有效地减轻风险。
6.风电市场演变
发展风电产出的多种收益流和不同市场将日益重要。合规市场（美国数十个州已制定可再生能源配额制标准）和自愿减排市场有潜力创造单独和辅助性的收益流，支持风电发展的同时减少风险。新兴的碳减排市场也将创造新的收益流。从风能应用市场来看，包括公用事业规模集中式陆上或海上风电场、社区自产自销型项目、小型离网式风电以及原住民风电项目等，不同应用市场的未来发展规模有所差别，但都需要进行细致规划以发挥潜力、规避风险。
（三）后续工作
为最大限度地开发海上风能潜力，美国能源部于2010财年出台了“海上风能创新与示范计划”，并和内政部合作从资源评估、技术协作、标准制定、环境影响评价等方面进行周密筹划，期望通过协同工作来推动和加速商业规模海上风能项目的发展。随后两部门在20xx年2月联合发布了《国家海上风能发展战略》，作为海上风能创新与示范计划的行动文件，旨在克服三个关键挑战：降低海上风力发电相对较高的成本；应对安装、运营和联网技术挑战；丰富风场数据和项目运行过程经验，实现美国海上风能未来二十年的发展目标，即到20xx年装机达到10GW，发电成本为0.1美元/kWh；到20xx年装机达到54GW，发电成本为0.07美元/kWh。
四、英国可再生能源路线图——风能?
（一）编制背景
英国拥有得天独厚的海洋风力、波浪和潮汐资源，根据英国皇家财产局（The Crown Estate）的数据，英国具有商业开发价值的风电总量高达48 GW，约是整个欧洲海上风电总量的?，其海上风力发电的潜力约是整个英国当前电力消耗量的3倍。为开发这一巨大资源，英国政府制定了雄心勃勃的海上风力发电三轮发展规划：第一轮发展规划制定于20xx年，主要是一些小型示范项目；第二轮发展规划形成于20xx年，是在三个指定区域（泰晤士河口、沃什湾和西北部）开展较大规模的项目，前二轮规划预计到20xx年左右可运行的风能发电装机容量大约可达8GW，其中包括装机容量为1GW的“伦敦阵列”近海风场；20xx年宣布的第三轮海上风能发展规划在已规划的8GW基础上进一步增加32GW的发电装机容量，总计装机容量将达到40GW。目前，英国的海上风能发展处于世界领先地位，截至20xx年底，英国共有636台海上风力发电机并入电网，累计装机容量达到了2093.7MW，几乎超过了其他国家的总和。
风能作为重要的可再生资源，英国能源与气候变化部20xx年7月发布的《英国可再生能源发展路线图》将陆上风能、海上风能与海洋能、生物质发电等其他六种技术确定为帮助英国以一种低成本和可持续途径实现2020目标的八大技术。
（二）主要内容
1.陆上风能
① 总体目标
通过电力市场改革和可控转型为投资者提供长期确定性；改革规划制度；联合资助技术解决方案，以克服风电场与航空雷达和飞机起落等之间的干扰，包括通过与行业达成新的谅解备忘录；提升陆上输电能力，并确保风能及时和经济高效地安全并入电网。
② 未来发展
截至20xx年底，英国已有陆上风电装机容量4GW，每年发电约70亿kWh，风场主要建在苏格兰（约2.5GW，陆上风力资源的60%集中于此），其次是英格兰（约0.9GW）、威尔士（约0.4GW）和北爱尔兰（约0.3GW）。
根据预测，英国到20xx年陆上风电装机容量范围在10～19GW（年发电量能力为230～450亿kWh）。基于中位值预测，到20xx年英国陆上风电装机容量大约可以达到13GW，其中大部分将来自单机容量在5MW以上的大型项目。要实现这一新增9GW的目标，需要在未来十年中保持13%的年增长率，略低于2009～20xx年的增长率。
目前，英国在建、待建或规划中的陆上风电装机容量超过11GW。路线图中的预期装机容量分布在英国各地，其中大部分在苏格兰（超过6.5GW）、英格兰（超过2GW），此外1.5GW在威尔士、1GW在北爱尔兰。
2.海上风能
① 总体目标
成立产业专责小组来制定路线和行动计划，使海上风电的成本到20xx年降低到100英镑/MWh；支持供应链的发展，并鼓励在港口新建制造设施；处理与石油天然气勘探的冲突，在财政激励方面提供更大的确定性，并通过海上输电协调项目来确保和协调电网发展。 ② 未来发展
英国是全球最大的海上风能市场，截至20xx年底装机容量超过1.3GW，约4GW已经通过审批，另有2GW正在规划中。目前运行的有15个风电场，20xx年发电量达到30亿kWh。这些风电场大都靠近海岸，主要分布在北海、爱尔兰海及苏格兰领海。
能源与气候变化部的分析表明，到20xx年英国的海上风电装机容量有望达到40GW。到20xx年英国海上风电装机潜能范围在10～26GW，中位值上限可以达到18GW。要达到中位值上限，需要高达30%的年均增长率。不过气候变化委员会指出，除非有明确的成本降低证据，否则到20xx年，英国的海上风能装机容量将限制在13GW。为此，英国将提供3000万英镑的政府创新资金，资助海上风能成本降低；同时将成立产业专责小组来制定路线和行动计划，确保英国的海上风电成本到20xx年降低到100英镑/MWh。
（三）后续工作
英国能源与气候变化部在20xx年发布的第一版路线图的基础上，将与其他利益相关方进一步收集部署进展资料，以更好地了解英国面临的挑战，从而形成“发布路线图—资料收集—分析规划”循环，并将每年对路线图进行更新。
（摘编自《能源与科技参考》）