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未来趋势:风力发电装备制造业前景光明

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发布日期:[2010-11-11]    共阅[5772]次 中国电气市场采购网[EM39.com] {鼠标双击自动滚屏}
       
  中国从1970年代开始研制大型并网风电机组,到1997年才在国家“乘风计划”的支持下,真正开始从科研走向市场。由于缺乏基础研究积累和人才等原因,中国风电的自主研发能力严重不足,自主的风电设备设计和制造水平比较落后,总体来说还处于跟踪和引进国外先进技术的阶段。“乘风计划”扶持的2个合资公司并未达到预期目的;“863项目”支持的兆瓦级风电机组研制课题,5个承担企业中3个实力最强的先后退出。

  中国大型风机制造业基本从零起步,目前已掌握了750千瓦及以下容量的风电机组整机和零部件的设计制造技术并实现了批量生产,但这只相当于国际上1990年代中期的水平,中国大部分风电装备制造企业目前还停留在中低端设备的设计与制造水平,国产兆瓦级变速恒频机组正在研制并有部分机组投入运行,兆瓦级叶片、齿轮箱和发电机也相继完成研制并投入小批量生产,但总的来看,整机总体设计和关键零部件设计制造技术仍是制约中国风机制造业发展的最大瓶颈。750千瓦和1.5兆瓦之间的技术是跨越式的。中国风机技术与国际水平相比尚有较大差距,目前正在装配中的主流陆上风机容量为1.5兆瓦,首个海上风电场不久前刚刚完成招标。而国际上风电早已进入1.5兆瓦机组时代,目前国际上主流陆上风机容量已经达到3兆瓦,海上风电场自2002年起就投入运营。

  风电装备主要包括整机组装、电机、叶片、塔架基座等。电机是中国最具有传统技术积累的部件,叶片这一部件占整机成本的20%以上,供不应求、盈利能力较强。中国目前的风电装备市场大部分份额被国外装备制造企业占有,中国风电制造业还相当依赖国外的技术,尤其是一些核心设备只能依靠进口,实现风电设备的国产化已成当务之急。引进风电技术同样面临较大技术转化的风险。其主要风险来自齿轮箱、风机等关键部件的国产化制造水平,以及引进机型的设计成熟度水平。一些国内企业通过直接引进兆瓦级以上风电机组技术,具备了一定的技术条件参与市场竞争,甚至在没有整机制造基础的情况下强势进入市场,但由于缺乏技术与经验,有的风机试运营并不顺利,稳定性还要观察。而对于从上游零部件制造进入整机制造的企业,技术实力和获得订单的能力也难以预期。风电技术人才也严重紧缺,引进技术快速形成产能后的售后维护问题也相当严峻。

  由于规模风电开发实行招标制度,导致低价竞争,加大了风电盈利风险。2006 年,中国要求第四期风电特许权项目中标联合体必须包含中国风电装备制造企业,且国产化率必须达到70%。同时,以Vestas、Gamesa、 GEWind、Suzlon为代表的国际风电巨头,为缩减生产成本,纷纷在华设立总装厂、配件工厂或是研发中心,这也加剧了中国市场的竞争。中国自主风电制造水平薄弱,没有合适的风电机组的测试和认证体系,风电机组配套零部件的研发和产业化水平较低,增加了整机开发的难度,特别是对于变桨变速型风电机组用变桨距系统、低速永磁同步发电机、双馈式发电机、交直交变流器及电控系统等,国内在研发、制造方面处于起步阶段,以致风力发电成本相对偏高。另外,现有风电资源数据不准,给风电装备制造企业也带来很大麻烦。目前国家对5万千瓦以上风电项目实行招标,参标企业为了合理报价,在招标前,一般花几百万元摸清风电资源。如果企业未能中标,前期的钱就打了水漂。

  降低成本对于风电发展也很关键。目前风电还遭遇到并网价格高等难题,因为风电的成本比水电、火电约高出1倍。对电网公司来说,风电高于火电的价差,需要在电网范围内分摊。风能在中国西部、北部地区较为集中,这些地区都是欠发达地区,市场对电价承受能力有限,如果市场销售及价格消化仅在区内,风电大规模发展将遇到很大阻力。但近年来风电场的建设成本也在逐渐下降,欧盟目前的风电投资成本已可与常规发电相竞争,并进入大规模商业化阶段,欧盟到2020年时风电的成本有望再降低40%,将低于常规发电成本。国际上对于风电成本问题曾有专业预测,结论是在2020年之后风电的成本将可以和火电、水电相近。

  国内目前新进入风电整机行业的企业超过50家,包括一些上市公司。不少公司的风机制造尚处试样阶段,距离商业化尚有时日。随着产品日趋成熟,风机制造有望成为公司业绩新的增长点。从国际经验看,在风电发展迅速的市场中,相关的风电装备制造企业在资本市场上能够享有较高的估值水平。但国内企业中,除金风科技外,其他厂商所占市场份额很小。预计现在这种市场竞争格局不能长期维系,国内企业市场份额有望持续上升,国内风电装备制造行业必然走向集中,能够更快地掌握核心技术的企业有望在竞争中胜出,成为行业龙头,最大程度分享行业成长带来的业绩提升作用,多数风电整机制造企业将遭市场淘汰,本土企业最终只有几家胜出。

  中国风电装备制造业问题的应对思路

  第一,要有政策大力支持发展中国自主风电装备制造业,推动装备国产化率不断提高,本土企业自主创新能力提升,竞争实力增强。从世界风电产业大国的发展经验来看,政策法规对风电发展起到了至关重要的作用。1981年丹麦制定了第一个能源计划,除了给予风电较高上网电价外,还给用户购买风电机组30%的补贴。全世界目前40%的风电机组来自丹麦。德国和西班牙也以强有力的政策扶持使其企业成为全球风电产业的领跑者。

  据悉,国家发改委研究过逐步使电价定价方式更多地考虑环境因素,鼓励使用风能。国家电监会2007年公布了《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》,规定可再生能源发电企业不仅不需要参与上网竞价,而且还将在并网时享受优先调度权和电量被全额收购的优惠。如果得到落实,风电企业将大受其惠。另外,从政策角度来看,可再生能源发电是完成节能减排指标的重要手段。

  第二,要加强自主风电科技研发能力。随着国内企业吸收国外风电装备制造技术、自己研发制造经验的增加,中国风电装备制造业的技术研发能力将有所提高,但要进一步缩小与国际先进技术水平的差距,必须加大科技投入,鼓励创新。

  2007年后期,中国自主研制的首片大功率风电叶片刚刚在河北保定市下线,国内首台具有自主知识产权的大功率风力发电机组已在重庆市正式下线。这意味着国内风电设备制造的自主研发已取得显著进展,具备了大功率风机的设计和制造能力。在保定市研制成功的风电叶片,是中国目前自主研制的最大功率、风电叶片,长38米、发电功率2兆瓦。在重庆市研制成功的风电机组,最大功率为2000 千瓦,是针对中国的气候环境特点和工程化条件设计的,产品可覆盖国内3种主要类型的风区,具备在高温、低温、风沙、盐雾、高海拔、台风等恶劣环境下持续工作的能力。此风电机组通过了德国船级社(GL)认证和德国风能研究所(DEWI)测试。据介绍,此类风机大批量生产后国产化率可达90%。重庆市预计到 2010年风电装备制造能力可达到年产100万千瓦,成为国内风电装备研发与生产的重要基地。另外,海上风电场建设重大工程问题研究的正式立项也受人关注。此课题属于跨学科的重大工程发展战略咨询研究,涉及机电工程、结构工程、运输工程、海洋工程等多个学科,其正式启动,有多位院士、多家重要企业和学术机构的多名专家共同攻关,将推进中国海上风电场工程建设的技术进步和科学决策。

  第三,要把握世界风电设备发展趋势,与国际接轨。

  目前,世界风电装备制造企业逐步显现出向国际化、大型化和一体化发展的趋势,全球十大风电设备制造商累计占有了全球市场96%的份额,仅前4家最大风电设备制造商就掌控了全球市场75%的份额。在中国开展业务的国际风电装备企业主要有:丹麦Vestas公司,其在天津工厂已正式投产,主要生产风机的核心部件叶片,年产1200片风机叶片,可形成年产80万千瓦的风电装机能力。西班牙Gamesa公司,其在天津的工厂生产风力发电整机,有年产70万千瓦的风电装机能力。印度Suzlon公司,其在天津的工厂年生产容量将达到80万千瓦。美国GE公司,其在沈阳的工厂主要负责生产1.5兆瓦风机。

  世界风电装备目前呈现出大型化、变速运行、变桨距及无齿轮箱等发展趋势。大型化,即现在兆瓦级的风电机组已具备了商业化价值,其单机容量可达2~3兆瓦。目前单机容量最大的风电机组是德国Repower公司生产的海上单机容量可达 5兆瓦。变速运行,即与恒速运行的风力发电机组相比,变速运行的风机具有发电量大、对风速变化的适应性好、生产成本低、效率高等优点。德国Enercon 公司是生产变速风电机组最多的公司。变桨距,定桨距在向变桨距方向发展,变桨距调节的优点是机组起动性能好,输出功率稳定,机组结构受力小,停机方便安全。但其缺点是增加了变桨装置与故障几率,控制程序比较复杂。无齿轮箱(直驱式),即由于采用无齿轮箱的直驱方式有效地提高了系统的效率以及运行的可靠性,无齿轮箱系统的市场份额迅速扩大。德国Enercon公司在开发直驱发电机方面居于世界领先地位,已量产1.8兆瓦的直驱发电机组。

  第四,要发挥中国风电装备制造企业的优势。与国外企业相比,中国风电装备制造企业的生产成本具有比较成本优势,而且还有一些可发挥的优势,例如:因为中国国土广阔,各地气候差异较大,可根据不同气候、风力情况量身订做,研制出适合不同风电场用户要求的装备;风电机组单机容量必然向兆瓦级发展,风轮叶片长度要大于30米,机舱重量要大于50吨,国内运输比跨国量运输方便;进口设备在过了保质期后,其维护成本相当昂贵,而国内装备制造企业还能为风电场提供快捷的售后服务和技术支持。

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