中國風(fēng)電裝備制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

    風(fēng)電快速發(fā)展給風(fēng)電裝備制造業(yè)帶來了巨大的市場機會。但風(fēng)電建設(shè)尤其是風(fēng)力發(fā)電裝備制造業(yè)的發(fā)展還要面對不少難題和風(fēng)險，要搞風(fēng)電裝備制造，絕對不能盲目行事。丹麥的Vestas是世界風(fēng)機制造的領(lǐng)導(dǎo)者，占有全球34.2%的市場份額，但其凈利潤率從2001年開始就持續(xù)下降。國外Micon公司曾因幾千臺齒輪箱出了質(zhì)量問題，由于人員短缺而未能更換，最后導(dǎo)致公司破產(chǎn)。中國曾進(jìn)口Nedwind公司50多臺機組，在新疆達(dá)坂城安裝后，因技術(shù)問題而至今不能發(fā)電。技術(shù)挑戰(zhàn)和市場政策風(fēng)險是風(fēng)電發(fā)展中面臨的最主要的問題。

    風(fēng)電設(shè)備行業(yè)進(jìn)入壁壘是比較高的，風(fēng)力發(fā)電機組裝備看似簡單，實則技術(shù)很復(fù)雜，風(fēng)電極為看重機組運行的穩(wěn)定性。例如，風(fēng)電機組在野外要可靠運行20年，要經(jīng)受住各種極端惡劣天氣和非常復(fù)雜的風(fēng)力交變載荷，對風(fēng)電機組的質(zhì)量要求很高，風(fēng)電裝備制造企業(yè)沒有豐富的技術(shù)和實踐積累是不行的。像美國波音公司、西屋公司、中國的直升機研究所和火箭研究院等，在進(jìn)入風(fēng)電機組開發(fā)后都遇到很大困難，就是對風(fēng)電的技術(shù)難度估計不足。

    中國從1970年代開始研制大型并網(wǎng)風(fēng)電機組，到1997年才在國家“乘風(fēng)計劃”的支持下，真正開始從科研走向市場。由于缺乏基礎(chǔ)研究積累和人才等原因，中國風(fēng)電的自主研發(fā)能力嚴(yán)重不足，自主的風(fēng)電設(shè)備設(shè)計和制造水平比較落后，總體來說還處于跟蹤和引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的階段。“乘風(fēng)計劃”扶持的2個合資公司并未達(dá)到預(yù)期目的；“863項目”支持的兆瓦級風(fēng)電機組研制課題，5個承擔(dān)企業(yè)中3個實力最強的先后退出。

    中國大型風(fēng)機制造業(yè)基本從零起步，目前已掌握了750千瓦及以下容量的風(fēng)電機組整機和零部件的設(shè)計制造技術(shù)并實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，但這只相當(dāng)于國際上1990年代中期的水平，中國大部分風(fēng)電裝備制造企業(yè)目前還停留在中低端設(shè)備的設(shè)計與制造水平，國產(chǎn)兆瓦級變速恒頻機組正在研制并有部分機組投入運行，兆瓦級葉片、齒輪箱和發(fā)電機也相繼完成研制并投入小批量生產(chǎn)，但總的來看，整機總體設(shè)計和關(guān)鍵零部件設(shè)計制造技術(shù)仍是制約中國風(fēng)機制造業(yè)發(fā)展的最大瓶頸。750千瓦和1.5兆瓦之間的技術(shù)是跨越式的。中國風(fēng)機技術(shù)與國際水平相比尚有較大差距，目前正在裝配中的主流陸上風(fēng)機容量為1.5兆瓦，首個海上風(fēng)電場不久前剛剛完成招標(biāo)。而國際上風(fēng)電早已進(jìn)入1.5兆瓦機組時代，目前國際上主流陸上風(fēng)機容量已經(jīng)達(dá)到3兆瓦，海上風(fēng)電場自2002年起就投入運營。

    風(fēng)電裝備主要包括整機組裝、電機、葉片、塔架基座等。電機是中國最具有傳統(tǒng)技術(shù)積累的部件，葉片這一部件占整機成本的20%以上，供不應(yīng)求、盈利能力較強。中國目前的風(fēng)電裝備市場大部分份額被國外裝備制造企業(yè)占有，中國風(fēng)電制造業(yè)還相當(dāng)依賴國外的技術(shù)，尤其是一些核心設(shè)備只能依靠進(jìn)口，實現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的國產(chǎn)化已成當(dāng)務(wù)之急。引進(jìn)風(fēng)電技術(shù)同樣面臨較大技術(shù)轉(zhuǎn)化的風(fēng)險。其主要風(fēng)險來自齒輪箱、風(fēng)機等關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化制造水平，以及引進(jìn)機型的設(shè)計成熟度水平。一些國內(nèi)企業(yè)通過直接引進(jìn)兆瓦級以上風(fēng)電機組技術(shù)，具備了一定的技術(shù)條件參與市場競爭，甚至在沒有整機制造基礎(chǔ)的情況下強勢進(jìn)入市場，但由于缺乏技術(shù)與經(jīng)驗，有的風(fēng)機試運營并不順利，穩(wěn)定性還要觀察。而對于從上游零部件制造進(jìn)入整機制造的企業(yè)，技術(shù)實力和獲得訂單的能力也難以預(yù)期。風(fēng)電技術(shù)人才也嚴(yán)重緊缺，引進(jìn)技術(shù)快速形成產(chǎn)能后的售后維護(hù)問題也相當(dāng)嚴(yán)峻。

    由于規(guī)模風(fēng)電開發(fā)實行招標(biāo)制度，導(dǎo)致低價競爭，加大了風(fēng)電盈利風(fēng)險。2006 年，中國要求第四期風(fēng)電特許權(quán)項目中標(biāo)聯(lián)合體必須包含中國風(fēng)電裝備制造企業(yè)，且國產(chǎn)化率必須達(dá)到70%。同時，以Vestas、Gamesa、 GEWind、Suzlon為代表的國際風(fēng)電巨頭，為縮減生產(chǎn)成本，紛紛在華設(shè)立總裝廠、配件工廠或是研發(fā)中心，這也加劇了中國市場的競爭。中國自主風(fēng)電制造水平薄弱，沒有合適的風(fēng)電機組的測試和認(rèn)證體系，風(fēng)電機組配套零部件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化水平較低，增加了整機開發(fā)的難度，特別是對于變槳變速型風(fēng)電機組用變槳距系統(tǒng)、低速永磁同步發(fā)電機、雙饋式發(fā)電機、交直交變流器及電控系統(tǒng)等，國內(nèi)在研發(fā)、制造方面處于起步階段，以致風(fēng)力發(fā)電成本相對偏高。另外，現(xiàn)有風(fēng)電資源數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，給風(fēng)電裝備制造企業(yè)也帶來很大麻煩。目前國家對5萬千瓦以上風(fēng)電項目實行招標(biāo)，參標(biāo)企業(yè)為了合理報價，在招標(biāo)前，一般花幾百萬元摸清風(fēng)電資源。如果企業(yè)未能中標(biāo)，前期的錢就打了水漂。

    降低成本對于風(fēng)電發(fā)展也很關(guān)鍵。目前風(fēng)電還遭遇到并網(wǎng)價格高等難題，因為風(fēng)電的成本比水電、火電約高出1倍。對電網(wǎng)公司來說，風(fēng)電高于火電的價差，需要在電網(wǎng)范圍內(nèi)分?jǐn)偂ｏL(fēng)能在中國西部、北部地區(qū)較為集中，這些地區(qū)都是欠發(fā)達(dá)地區(qū)，市場對電價承受能力有限，如果市場銷售及價格消化僅在區(qū)內(nèi)，風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展將遇到很大阻力。但近年來風(fēng)電場的建設(shè)成本也在逐漸下降，歐盟目前的風(fēng)電投資成本已可與常規(guī)發(fā)電相競爭，并進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化階段，歐盟到2020年時風(fēng)電的成本有望再降低40%，將低于常規(guī)發(fā)電成本。國際上對于風(fēng)電成本問題曾有專業(yè)預(yù)測，結(jié)論是在2020年之后風(fēng)電的成本將可以和火電、水電相近。

    國內(nèi)目前新進(jìn)入風(fēng)電整機行業(yè)的企業(yè)超過50家，包括一些上市公司。不少公司的風(fēng)機制造尚處試樣階段，距離商業(yè)化尚有時日。隨著產(chǎn)品日趨成熟，風(fēng)機制造有望成為公司業(yè)績新的增長點。從國際經(jīng)驗看，在風(fēng)電發(fā)展迅速的市場中，相關(guān)的風(fēng)電裝備制造企業(yè)在資本市場上能夠享有較高的估值水平。但國內(nèi)企業(yè)中，除金風(fēng)科技外，其他廠商所占市場份額很小。預(yù)計現(xiàn)在這種市場競爭格局不能長期維系，國內(nèi)企業(yè)市場份額有望持續(xù)上升，國內(nèi)風(fēng)電裝備制造行業(yè)必然走向集中，能夠更快地掌握核心技術(shù)的企業(yè)有望在競爭中勝出，成為行業(yè)龍頭，最大程度分享行業(yè)成長帶來的業(yè)績提升作用，多數(shù)風(fēng)電整機制造企業(yè)將遭市場淘汰，本土企業(yè)最終只有幾家勝出。

    中國風(fēng)電裝備制造業(yè)問題的應(yīng)對思路

    第一，要有政策大力支持發(fā)展中國自主風(fēng)電裝備制造業(yè)，推動裝備國產(chǎn)化率不斷提高，本土企業(yè)自主創(chuàng)新能力提升，競爭實力增強。從世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)大國的發(fā)展經(jīng)驗來看，政策法規(guī)對風(fēng)電發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。1981年丹麥制定了第一個能源計劃，除了給予風(fēng)電較高上網(wǎng)電價外，還給用戶購買風(fēng)電機組30%的補貼。全世界目前40%的風(fēng)電機組來自丹麥。德國和西班牙也以強有力的政策扶持使其企業(yè)成為全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)跑者。

    據(jù)悉，國家發(fā)改委研究過逐步使電價定價方式更多地考慮環(huán)境因素，鼓勵使用風(fēng)能。國家電監(jiān)會2007年公布了《電網(wǎng)企業(yè)全額收購可再生能源電量監(jiān)管辦法》，規(guī)定可再生能源發(fā)電企業(yè)不僅不需要參與上網(wǎng)競價，而且還將在并網(wǎng)時享受優(yōu)先調(diào)度權(quán)和電量被全額收購的優(yōu)惠。如果得到落實，風(fēng)電企業(yè)將大受其惠。另外，從政策角度來看，可再生能源發(fā)電是完成節(jié)能減排指標(biāo)的重要手段。

    第二，要加強自主風(fēng)電科技研發(fā)能力。隨著國內(nèi)企業(yè)吸收國外風(fēng)電裝備制造技術(shù)、自己研發(fā)制造經(jīng)驗的增加，中國風(fēng)電裝備制造業(yè)的技術(shù)研發(fā)能力將有所提高，但要進(jìn)一步縮小與國際先進(jìn)技術(shù)水平的差距，必須加大科技投入，鼓勵創(chuàng)新。

    2007年后期，中國自主研制的首片大功率風(fēng)電葉片剛剛在河北保定市下線，國內(nèi)首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大功率風(fēng)力發(fā)電機組已在重慶市正式下線。這意味著國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造的自主研發(fā)已取得顯著進(jìn)展，具備了大功率風(fēng)機的設(shè)計和制造能力。在保定市研制成功的風(fēng)電葉片，是中國目前自主研制的最大功率、風(fēng)電葉片，長38米、發(fā)電功率2兆瓦。在重慶市研制成功的風(fēng)電機組，最大功率為2000 千瓦，是針對中國的氣候環(huán)境特點和工程化條件設(shè)計的，產(chǎn)品可覆蓋國內(nèi)3種主要類型的風(fēng)區(qū)，具備在高溫、低溫、風(fēng)沙、鹽霧、高海拔、臺風(fēng)等惡劣環(huán)境下持續(xù)工作的能力。此風(fēng)電機組通過了德國船級社（GL）認(rèn)證和德國風(fēng)能研究所（DEWI）測試。據(jù)介紹，此類風(fēng)機大批量生產(chǎn)后國產(chǎn)化率可達(dá)90%。重慶市預(yù)計到 2010年風(fēng)電裝備制造能力可達(dá)到年產(chǎn)100萬千瓦，成為國內(nèi)風(fēng)電裝備研發(fā)與生產(chǎn)的重要基地。另外，海上風(fēng)電場建設(shè)重大工程問題研究的正式立項也受人關(guān)注。此課題屬于跨學(xué)科的重大工程發(fā)展戰(zhàn)略咨詢研究，涉及機電工程、結(jié)構(gòu)工程、運輸工程、海洋工程等多個學(xué)科，其正式啟動，有多位院士、多家重要企業(yè)和學(xué)術(shù)機構(gòu)的多名專家共同攻關(guān)，將推進(jìn)中國海上風(fēng)電場工程建設(shè)的技術(shù)進(jìn)步和科學(xué)決策。

    第三，要把握世界風(fēng)電設(shè)備發(fā)展趨勢，與國際接軌。

    目前，世界風(fēng)電裝備制造企業(yè)逐步顯現(xiàn)出向國際化、大型化和一體化發(fā)展的趨勢，全球十大風(fēng)電設(shè)備制造商累計占有了全球市場96%的份額，僅前4家最大風(fēng)電設(shè)備制造商就掌控了全球市場75%的份額。在中國開展業(yè)務(wù)的國際風(fēng)電裝備企業(yè)主要有：丹麥Vestas公司，其在天津工廠已正式投產(chǎn)，主要生產(chǎn)風(fēng)機的核心部件葉片，年產(chǎn)1200片風(fēng)機葉片，可形成年產(chǎn)80萬千瓦的風(fēng)電裝機能力。西班牙Gamesa公司，其在天津的工廠生產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電整機，有年產(chǎn)70萬千瓦的風(fēng)電裝機能力。印度Suzlon公司，其在天津的工廠年生產(chǎn)容量將達(dá)到80萬千瓦。美國GE公司，其在沈陽的工廠主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)1.5兆瓦風(fēng)機。

    世界風(fēng)電裝備目前呈現(xiàn)出大型化、變速運行、變槳距及無齒輪箱等發(fā)展趨勢。大型化，即現(xiàn)在兆瓦級的風(fēng)電機組已具備了商業(yè)化價值，其單機容量可達(dá)2～3兆瓦。目前單機容量最大的風(fēng)電機組是德國Repower公司生產(chǎn)的海上單機容量可達(dá) 5兆瓦。變速運行，即與恒速運行的風(fēng)力發(fā)電機組相比，變速運行的風(fēng)機具有發(fā)電量大、對風(fēng)速變化的適應(yīng)性好、生產(chǎn)成本低、效率高等優(yōu)點。德國Enercon 公司是生產(chǎn)變速風(fēng)電機組最多的公司。變槳距，定槳距在向變槳距方向發(fā)展，變槳距調(diào)節(jié)的優(yōu)點是機組起動性能好，輸出功率穩(wěn)定，機組結(jié)構(gòu)受力小，停機方便安全。但其缺點是增加了變槳裝置與故障幾率，控制程序比較復(fù)雜。無齒輪箱（直驅(qū)式），即由于采用無齒輪箱的直驅(qū)方式有效地提高了系統(tǒng)的效率以及運行的可靠性，無齒輪箱系統(tǒng)的市場份額迅速擴大。德國Enercon公司在開發(fā)直驅(qū)發(fā)電機方面居于世界領(lǐng)先地位，已量產(chǎn)1.8兆瓦的直驅(qū)發(fā)電機組。

    第四，要發(fā)揮中國風(fēng)電裝備制造企業(yè)的優(yōu)勢。與國外企業(yè)相比，中國風(fēng)電裝備制造企業(yè)的生產(chǎn)成本具有比較成本優(yōu)勢，而且還有一些可發(fā)揮的優(yōu)勢，例如：因為中國國土廣闊，各地氣候差異較大，可根據(jù)不同氣候、風(fēng)力情況量身訂做，研制出適合不同風(fēng)電場用戶要求的裝備；風(fēng)電機組單機容量必然向兆瓦級發(fā)展，風(fēng)輪葉片長度要大于30米，機艙重量要大于50噸，國內(nèi)運輸比跨國量運輸方便；進(jìn)口設(shè)備在過了保質(zhì)期后，其維護(hù)成本相當(dāng)昂貴，而國內(nèi)裝備制造企業(yè)還能為風(fēng)電場提供快捷的售后服務(wù)和技術(shù)支持。