中國(guó)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(lái)了巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。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(duì)不少難題和風(fēng)險(xiǎn)，要搞風(fēng)電裝備制造，絕對(duì)不能盲目行事。丹麥的Vestas是世界風(fēng)機(jī)制造的領(lǐng)導(dǎo)者，占有全球34.2%的市場(chǎng)份額，但其凈利潤(rùn)率從2001年開(kāi)始就持續(xù)下降。國(guó)外Micon公司曾因幾千臺(tái)齒輪箱出了質(zhì)量問(wèn)題，由于人員短缺而未能更換，最后導(dǎo)致公司破產(chǎn)。中國(guó)曾進(jìn)口Nedwind公司50多臺(tái)機(jī)組，在新疆達(dá)坂城安裝后，因技術(shù)問(wèn)題而至今不能發(fā)電。技術(shù)挑戰(zhàn)和市場(chǎng)政策風(fēng)險(xiǎn)是風(fēng)電發(fā)展中面臨的最主要的問(wèn)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(jī)組裝備看似簡(jiǎn)單，實(shí)則技術(shù)很復(fù)雜，風(fēng)電極為看重機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性。例如，風(fēng)電機(jī)組在野外要可靠運(yùn)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(duì)風(fēng)電機(jī)組的質(zhì)量要求很高，風(fēng)電裝備制造企業(yè)沒(méi)有豐富的技術(shù)和實(shí)踐積累是不行的。像美國(guó)波音公司、西屋公司、中國(guó)的直升機(jī)研究所和火箭研究院等，在進(jìn)入風(fēng)電機(jī)組開(kāi)發(fā)后都遇到很大困難，就是對(duì)風(fēng)電的技術(shù)難度估計(jì)不足。

    中國(guó)從1970年代開(kāi)始研制大型并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組，到1997年才在國(guó)家“乘風(fēng)計(jì)劃”的支持下，真正開(kāi)始從科研走向市場(chǎng)。由于缺乏基礎(chǔ)研究積累和人才等原因，中國(guó)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(jì)和制造水平比較落后，總體來(lái)說(shuō)還處于跟蹤和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的階段。“乘風(fēng)計(jì)劃”扶持的2個(gè)合資公司并未達(dá)到預(yù)期目的；“863項(xiàng)目”支持的兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組研制課題，5個(gè)承擔(dān)企業(yè)中3個(gè)實(shí)力最強(qiáng)的先后退出。

    中國(guó)大型風(fēng)機(jī)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(jī)組整機(jī)和零部件的設(shè)計(jì)制造技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，但這只相當(dāng)于國(guó)際上1990年代中期的水平，中國(guó)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(jì)與制造水平，國(guó)產(chǎn)兆瓦級(jí)變速恒頻機(jī)組正在研制并有部分機(jī)組投入運(yùn)行，兆瓦級(jí)葉片、齒輪箱和發(fā)電機(jī)也相繼完成研制并投入小批量生產(chǎn)，但總的來(lái)看，整機(jī)總體設(shè)計(jì)和關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)制造技術(shù)仍是制約中國(guó)風(fēng)機(jī)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(guó)風(fēng)機(jī)技術(shù)與國(guó)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(jī)容量為1.5兆瓦，首個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)不久前剛剛完成招標(biāo)。而國(guó)際上風(fēng)電早已進(jìn)入1.5兆瓦機(jī)組時(shí)代，目前國(guó)際上主流陸上風(fēng)機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到3兆瓦，海上風(fēng)電場(chǎng)自2002年起就投入運(yùn)營(yíng)。

    風(fēng)電裝備主要包括整機(jī)組裝、電機(jī)、葉片、塔架基座等。電機(jī)是中國(guó)最具有傳統(tǒng)技術(shù)積累的部件，葉片這一部件占整機(jī)成本的20%以上，供不應(yīng)求、盈利能力較強(qiáng)。中國(guó)目前的風(fēng)電裝備市場(chǎng)大部分份額被國(guó)外裝備制造企業(yè)占有，中國(guó)風(fēng)電制造業(yè)還相當(dāng)依賴國(guó)外的技術(shù)，尤其是一些核心設(shè)備只能依靠進(jìn)口，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的國(guó)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(xiǎn)。其主要風(fēng)險(xiǎn)來(lái)自齒輪箱、風(fēng)機(jī)等關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化制造水平，以及引進(jìn)機(jī)型的設(shè)計(jì)成熟度水平。一些國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)直接引進(jìn)兆瓦級(jí)以上風(fēng)電機(jī)組技術(shù)，具備了一定的技術(shù)條件參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，甚至在沒(méi)有整機(jī)制造基礎(chǔ)的情況下強(qiáng)勢(shì)進(jìn)入市場(chǎng)，但由于缺乏技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，有的風(fēng)機(jī)試運(yùn)營(yíng)并不順利，穩(wěn)定性還要觀察。而對(duì)于從上游零部件制造進(jìn)入整機(jī)制造的企業(yè)，技術(shù)實(shí)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(wèn)題也相當(dāng)嚴(yán)峻。

    由于規(guī)模風(fēng)電開(kāi)發(fā)實(shí)行招標(biāo)制度，導(dǎo)致低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，加大了風(fēng)電盈利風(fēng)險(xiǎn)。2006 年，中國(guó)要求第四期風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目中標(biāo)聯(lián)合體必須包含中國(guó)風(fēng)電裝備制造企業(yè)，且國(guó)產(chǎn)化率必須達(dá)到70%。同時(shí)，以Vestas、Gamesa、 GEWind、Suzlon為代表的國(guó)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(guó)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。中國(guó)自主風(fēng)電制造水平薄弱，沒(méi)有合適的風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試和認(rèn)證體系，風(fēng)電機(jī)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(jī)開(kāi)發(fā)的難度，特別是對(duì)于變槳變速型風(fēng)電機(jī)組用變槳距系統(tǒng)、低速永磁同步發(fā)電機(jī)、雙饋式發(fā)電機(jī)、交直交變流器及電控系統(tǒng)等，國(guó)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(duì)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(lái)很大麻煩。目前國(guó)家對(duì)5萬(wàn)千瓦以上風(fēng)電項(xiàng)目實(shí)行招標(biāo)，參標(biāo)企業(yè)為了合理報(bào)價(jià)，在招標(biāo)前，一般花幾百萬(wàn)元摸清風(fēng)電資源。如果企業(yè)未能中標(biāo)，前期的錢(qián)就打了水漂。

    降低成本對(duì)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(jià)格高等難題，因?yàn)轱L(fēng)電的成本比水電、火電約高出1倍。對(duì)電網(wǎng)公司來(lái)說(shuō)，風(fēng)電高于火電的價(jià)差，需要在電網(wǎng)范圍內(nèi)分?jǐn)偂ｏL(fēng)能在中國(guó)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(chǎng)對(duì)電價(jià)承受能力有限，如果市場(chǎng)銷(xiāo)售及價(jià)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(lái)風(fēng)電場(chǎng)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(jìng)爭(zhēng)，并進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化階段，歐盟到2020年時(shí)風(fēng)電的成本有望再降低40%，將低于常規(guī)發(fā)電成本。國(guó)際上對(duì)于風(fēng)電成本問(wèn)題曾有專業(yè)預(yù)測(cè)，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(guó)內(nèi)目前新進(jìn)入風(fēng)電整機(jī)行業(yè)的企業(yè)超過(guò)50家，包括一些上市公司。不少公司的風(fēng)機(jī)制造尚處試樣階段，距離商業(yè)化尚有時(shí)日。隨著產(chǎn)品日趨成熟，風(fēng)機(jī)制造有望成為公司業(yè)績(jī)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。從國(guó)際經(jīng)驗(yàn)看，在風(fēng)電發(fā)展迅速的市場(chǎng)中，相關(guān)的風(fēng)電裝備制造企業(yè)在資本市場(chǎng)上能夠享有較高的估值水平。但國(guó)內(nèi)企業(yè)中，除金風(fēng)科技外，其他廠商所占市場(chǎng)份額很小。預(yù)計(jì)現(xiàn)在這種市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局不能長(zhǎng)期維系，國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)份額有望持續(xù)上升，國(guó)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(jìng)爭(zhēng)中勝出，成為行業(yè)龍頭，最大程度分享行業(yè)成長(zhǎng)帶來(lái)的業(yè)績(jī)提升作用，多數(shù)風(fēng)電整機(jī)制造企業(yè)將遭市場(chǎng)淘汰，本土企業(yè)最終只有幾家勝出。

    中國(guó)風(fēng)電裝備制造業(yè)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)思路

    第一，要有政策大力支持發(fā)展中國(guó)自主風(fēng)電裝備制造業(yè)，推動(dòng)裝備國(guó)產(chǎn)化率不斷提高，本土企業(yè)自主創(chuàng)新能力提升，競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力增強(qiáng)。從世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)大國(guó)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，政策法規(guī)對(duì)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(gè)能源計(jì)劃，除了給予風(fēng)電較高上網(wǎng)電價(jià)外，還給用戶購(gòu)買(mǎi)風(fēng)電機(jī)組30%的補(bǔ)貼。全世界目前40%的風(fēng)電機(jī)組來(lái)自丹麥。德國(guó)和西班牙也以強(qiáng)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(guó)家發(fā)改委研究過(guò)逐步使電價(jià)定價(jià)方式更多地考慮環(huán)境因素，鼓勵(lì)使用風(fēng)能。國(guó)家電監(jiān)會(huì)2007年公布了《電網(wǎng)企業(yè)全額收購(gòu)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(jìng)價(jià)，而且還將在并網(wǎng)時(shí)享受優(yōu)先調(diào)度權(quán)和電量被全額收購(gòu)的優(yōu)惠。如果得到落實(shí)，風(fēng)電企業(yè)將大受其惠。另外，從政策角度來(lái)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(qiáng)自主風(fēng)電科技研發(fā)能力。隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)吸收國(guó)外風(fēng)電裝備制造技術(shù)、自己研發(fā)制造經(jīng)驗(yàn)的增加，中國(guó)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(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平的差距，必須加大科技投入，鼓勵(lì)創(chuàng)新。

    2007年后期，中國(guó)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(guó)內(nèi)首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已在重慶市正式下線。這意味著國(guó)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(jī)的設(shè)計(jì)和制造能力。在保定市研制成功的風(fēng)電葉片，是中國(guó)目前自主研制的最大功率、風(fēng)電葉片，長(zhǎng)38米、發(fā)電功率2兆瓦。在重慶市研制成功的風(fēng)電機(jī)組，最大功率為2000 千瓦，是針對(duì)中國(guó)的氣候環(huán)境特點(diǎn)和工程化條件設(shè)計(jì)的，產(chǎn)品可覆蓋國(guó)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(tái)風(fēng)等惡劣環(huán)境下持續(xù)工作的能力。此風(fēng)電機(jī)組通過(guò)了德國(guó)船級(jí)社（GL）認(rèn)證和德國(guó)風(fēng)能研究所（DEWI）測(cè)試。據(jù)介紹，此類風(fēng)機(jī)大批量生產(chǎn)后國(guó)產(chǎn)化率可達(dá)90%。重慶市預(yù)計(jì)到 2010年風(fēng)電裝備制造能力可達(dá)到年產(chǎn)100萬(wàn)千瓦，成為國(guó)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(chǎng)建設(shè)重大工程問(wèn)題研究的正式立項(xiàng)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(jī)電工程、結(jié)構(gòu)工程、運(yùn)輸工程、海洋工程等多個(gè)學(xué)科，其正式啟動(dòng)，有多位院士、多家重要企業(yè)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的多名專家共同攻關(guān)，將推進(jìn)中國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)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(shì)，與國(guó)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(guó)際化、大型化和一體化發(fā)展的趨勢(shì)，全球十大風(fēng)電設(shè)備制造商累計(jì)占有了全球市場(chǎng)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(chǎng)75%的份額。在中國(guó)開(kāi)展業(yè)務(wù)的國(guó)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(jī)的核心部件葉片，年產(chǎn)1200片風(fēng)機(jī)葉片，可形成年產(chǎn)80萬(wàn)千瓦的風(fēng)電裝機(jī)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(jī)，有年產(chǎn)70萬(wàn)千瓦的風(fēng)電裝機(jī)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(wàn)千瓦。美國(guó)GE公司，其在沈陽(yáng)的工廠主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)1.5兆瓦風(fēng)機(jī)。

    世界風(fēng)電裝備目前呈現(xiàn)出大型化、變速運(yùn)行、變槳距及無(wú)齒輪箱等發(fā)展趨勢(shì)。大型化，即現(xiàn)在兆瓦級(jí)的風(fēng)電機(jī)組已具備了商業(yè)化價(jià)值，其單機(jī)容量可達(dá)2～3兆瓦。目前單機(jī)容量最大的風(fēng)電機(jī)組是德國(guó)Repower公司生產(chǎn)的海上單機(jī)容量可達(dá) 5兆瓦。變速運(yùn)行，即與恒速運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相比，變速運(yùn)行的風(fēng)機(jī)具有發(fā)電量大、對(duì)風(fēng)速變化的適應(yīng)性好、生產(chǎn)成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。德國(guó)Enercon 公司是生產(chǎn)變速風(fēng)電機(jī)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(diǎn)是機(jī)組起動(dòng)性能好，輸出功率穩(wěn)定，機(jī)組結(jié)構(gòu)受力小，停機(jī)方便安全。但其缺點(diǎn)是增加了變槳裝置與故障幾率，控制程序比較復(fù)雜。無(wú)齒輪箱（直驅(qū)式），即由于采用無(wú)齒輪箱的直驅(qū)方式有效地提高了系統(tǒng)的效率以及運(yùn)行的可靠性，無(wú)齒輪箱系統(tǒng)的市場(chǎng)份額迅速擴(kuò)大。德國(guó)Enercon公司在開(kāi)發(fā)直驅(qū)發(fā)電機(jī)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(jī)組。

    第四，要發(fā)揮中國(guó)風(fēng)電裝備制造企業(yè)的優(yōu)勢(shì)。與國(guó)外企業(yè)相比，中國(guó)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(shì)，而且還有一些可發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)，例如：因?yàn)橹袊?guó)國(guó)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(chǎng)用戶要求的裝備；風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量必然向兆瓦級(jí)發(fā)展，風(fēng)輪葉片長(zhǎng)度要大于30米，機(jī)艙重量要大于50噸，國(guó)內(nèi)運(yùn)輸比跨國(guó)量運(yùn)輸方便；進(jìn)口設(shè)備在過(guò)了保質(zhì)期后，其維護(hù)成本相當(dāng)昂貴，而國(guó)內(nèi)裝備制造企業(yè)還能為風(fēng)電場(chǎng)提供快捷的售后服務(wù)和技術(shù)支持。