导读:在风电场建设的投资中,机组设备投资约占70%。实现设备国产化,提高自主创新能力,是风电大规模发展的需要。早在20世纪80年代,作为科研课题,中国陆续研制过几种并网型风电机组,额定功率分别为18kW、30kW、55kW和200kW。但由于研制周期长,满足不了市场对更大容量机

在风电场建设的投资中,机组设备投资约占70%。实现设备国产化,提高自主创新能力,是风电大规模发展的需要。早在20世纪80年代,作为科研课题,中国陆续研制过几种并网型风电机组,额定功率分别为18kW、30kW、55kW和200kW。但由于研制周期长,满足不了市场对更大容量机组的需求,大部分样机没有机会继续改进和完善,未能转化成商品。现在风电设备制造一般采取引进国外成熟技术,经过消化吸收逐步提高国产化程度的路线,以期大型风电机组主要部件尽快实现国产化。为了推动风电设备的国产化,国家发改委连续组织了四次特许权招标项目,为国内企业提供了巨大的市场,极大地促进了中国风电产业的发展。

从市场份额看,国外制造商仍占据优势地位,同时国内制造商也涌现出了一批优秀企业

我国风电机组市场参与者主要包括内资企业、外资企业和合资企业。其中外资企业的市场份额虽然呈逐年下降的趋势,但凭借其技术优势,仍然占据风机市场的优势地位,在2006年新增风电装机中,外资企业占55.1%,累计总装机已达到65.92%,如图1所示。

图1 2004-2006年中国风电装机新增份额变化图

  中国风电设备制造技术自主创新分析

数据来源:赛迪顾问 2008,01

随着我国风电装备制造业发展步伐加快,风电装备依赖进口的状况也得到了根本改观。以新疆金风、大连华锐和东方汽轮机为代表的内资企业,在引进、消化吸收的基础上实施技术创新,开发了具有自主品牌的兆瓦级风电设备。内资企业中金风科技的规模最大,2006年新增装机容量中金风科技已占到33%的份额,其1.5兆瓦的无齿轮箱直驱风电机组,2007年上半年顺利并网发电,填补了我国直驱风力发电制造的空白。

此外,内资风机企业已具备出口能力,例如浙江华仪风能公司已出口780kW风机至智利,这是我国首批拥有完全自主知识产权的风机出口海外。

从产品结构看,我国已基本掌握兆瓦级以下风电机组的制造技术,但符合需求趋势的兆瓦级机组仍处于试用和推广阶段

从产品结构上看,中国目前风电场装机大都属于兆瓦级以下的定桨定速型风机,但市场需求趋势已向兆瓦级以上风电机组发展,其中主力机型是1.5MW风电机组。

图2 2006年中国风电场累计装机主要机型分布

  中国风电设备制造技术自主创新分析

数据来源:赛迪顾问 2008,01

在兆瓦级风电机组研制上,金风公司1.2MW直驱型的样机于2005年4月完成吊装投入试运行,并请国外有关机构对其功率曲线进行检测,在产品升级换代方面迈出了重要一步,2007年上半年开始投入市场。沈阳工大风能所的科技部“863”项目研究成果,1MW变桨双馈变速机组也于2005年7月投入试运行,2006年又研制出1.5MW机组投入市场。东方汽轮机公司、华锐风电等公司的兆瓦级变桨变速技术的产品则已经开始批量生产,并安装到风电场调试运行。其中华锐风电已形成了上百台的年生产能力,并有望生产500台左右1.5MW的风电机组。

总体上看,中国已经基本掌握了兆瓦级风电机组的制造技术,并初步形成了规模化的生产能力,主要零部件的制造和配套能力也有所提高,中国开始步入批量生产风电机组的国家行列,生产批量不断增加,并形成一定的市场竞争格局。但国产1-2MW容量的风电机组仍需要在野外运行考核,加以改进,以为中国风电产业今后的大规模发展提供有力的技术保障。

从整机制造看,技术来源以许可证生产、联合开发、合资生产为主,自主创新能力低

由于我国风电整机制造同国外先进水平的差距,目前我国国内风电整机制造主要通过许可证生产、联合开发、合资生产等方式获得生产技术,绝大多数企业还不具备独立开发设计风电整机的能力,我国主要风电整机商技术创新情况如下表所示。

表1 我国主要风电整机商技术创新情况

  

类别

制造商

机型

技术来源

机组成熟度

新疆金风科技股份有限公司

金风50/750

德国REpower许可证生产

批量生产

金风70/750

与德国Vensys公司联合开发

国外批量生产

国内样机生产

金风77/750

与德国Vensys公司联合开发

国外批量生产

国内样机生产

东方汽轮机厂

FD70B/1500

德国REpower许可证生产

国外批量生产

国内样机生产

FD77B/1500

德国REpower许可证生产

国外批量生产

国内样机生产

华锐风电科技有限公司

70/FL1500

与德国Fuhrlander联合开发,具有自主产权

国外批量生产

国内样机生产

77/FL1500

与德国Fuhrlander联合开发,具有自主产权

国外批量生产

国内样机生产

浙江运达风力发电工程有限公司

WD49/750

德国REpower许可证生产

批量生产

WD54/800

运达公司开发

样机试制

WD77/1500

运达公司开发

设计

保定惠德风电工程有限公司

55/FL1000

与德国Fuhrlander许可证生产

国外批量生产

国内样机生产

北京北重汽轮电机有限责任公司

80/D8-2000-80

英国EU集团DeWind许可证生产

国外批量生产

国内样机生产

上海电气风电设备有限公司

SEC64-1250

英国EU集团DeWind许可证生产

国外批量生产

国内样机生产

SEC82-2000

上海电气与德国Aerodyn设计公司联合开发

设计

恩德(银川)风电设备制造有限公司

S70/1500

德国REpower许可证生产

国外批量生产

国内样机生产

广东明阳风电技术有限公司

83/MY1.5

与德国Aerodyn设计公司联合开发

样机试制

湖南湘电风能有限公司

Z72-2000

日本原弘产公司拥有荷兰Lagerway技术与湘电合资

国外批量生产

国内样机生产

南通航天万源安迅能风电设备制造有限公司

AW77/1500

西班牙Acciona与航天万源合资

批量生产

瑞能北方风电设备有限公司

变浆变速(2000KW/82米)

德国REpower公司

国内样机试制

数据来源:赛迪顾问 2008,01

从零部件制造看,在不同环节自主创新能力高低不一,不能支持完整的配套产业链的形成

风电机组的关键部件如叶片、齿轮箱、发电机,其生产技术国内一些制造厂已经掌握。其中,对风电机组中叶片的研制技术已经基本掌握,能批量生产1.5MW以下各系列化叶片,具有代表性的有保定惠腾、中复连众、上海玻璃钢研究院等;可实现风电齿轮箱批量生产企业主要有三家,分别是南京高速齿轮制造有限公司、重庆齿轮箱有限责任公司、杭州前进齿轮箱有限公司;相对于齿轮箱制造企业,中国发电机制造企业数量较多,主要有北车集团山西永济电机厂、兰州电机厂、上海电机厂等。

而风电机组主轴承在国内还没有专业制造厂,目前几乎全部依赖进口,主要的国外厂商有SKF、FAG等;其他部位的轴承,如偏航轴承和变桨轴承,徐州罗特艾德公司可以生产;风电机组电控系统作为国内风电设备零部件中较为薄弱的环节,目前也基本依赖进口,现有的几家企业大都处于研发试制阶段,主要有中科院电工所(科诺伟业)、合肥阳光、许继电气、南瑞集团等。

总之,我国风电设备技术自主创新能力还较为薄弱,尚缺乏自主知识产权的核心技术。从设计到制造还依赖国外技术,没有完全摆脱引进、仿制、再引进、再仿制的模式。而风电设备技术发达国家凭借技术优势和品牌优势,一方面占据了国内大部分风电设备市场,另一方面将技术标准、知识产权作为保持其技术垄断和竞争优势的重要手段。要提高我国风电设备自主创新能力,需要充分借鉴丹麦、德国、西班牙以及印度等国的经验,正确处理技术引进和技术创新的关系,通过加强产学研结合、加大研发投入、加强人才队伍建设等途径不断提升技术创新能力。


电机批量样机