中國風電裝備制造業面臨的挑戰

    風電快速發展給風電裝備制造業帶來了巨大的市場機會。但風電建設尤其是風力發電裝備制造業的發展還要面對不少難題和風險，要搞風電裝備制造，絕對不能盲目行事。丹麥的Vestas是世界風機制造的領導者，占有全球34.2%的市場份額，但其凈利潤率從2001年開始就持續下降。國外Micon公司曾因幾千臺齒輪箱出了質量問題，由于人員短缺而未能更換，最后導致公司破產。中國曾進口Nedwind公司50多臺機組，在新疆達坂城安裝后，因技術問題而至今不能發電。技術挑戰和市場政策風險是風電發展中面臨的最主要的問題。

    風電設備行業進入壁壘是比較高的，風力發電機組裝備看似簡單，實則技術很復雜，風電極為看重機組運行的穩定性。例如，風電機組在野外要可靠運行20年，要經受住各種極端惡劣天氣和非常復雜的風力交變載荷，對風電機組的質量要求很高，風電裝備制造企業沒有豐富的技術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，在進入風電機組開發后都遇到很大困難，就是對風電的技術難度估計不足。

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

    中國大型風機制造業基本從零起步，目前已掌握了750千瓦及以下容量的風電機組整機和零部件的設計制造技術并實現了批量生產，但這只相當于國際上1990年代中期的水平，中國大部分風電裝備制造企業目前還停留在中低端設備的設計與制造水平，國產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、齒輪箱和發電機也相繼完成研制并投入小批量生產，但總的來看，整機總體設計和關鍵零部件設計制造技術仍是制約中國風機制造業發展的最大瓶頸。750千瓦和1.5兆瓦之間的技術是跨越式的。中國風機技術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機容量為1.5兆瓦，首個海上風電場不久前剛剛完成招標。而國際上風電早已進入1.5兆瓦機組時代，目前國際上主流陸上風機容量已經達到3兆瓦，海上風電場自2002年起就投入運營。

    風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技術積累的部件，葉片這一部件占整機成本的20%以上，供不應求、盈利能力較強。中國目前的風電裝備市場大部分份額被國外裝備制造企業占有，中國風電制造業還相當依賴國外的技術，尤其是一些核心設備只能依靠進口，實現風電設備的國產化已成當務之急。引進風電技術同樣面臨較大技術轉化的風險。其主要風險來自齒輪箱、風機等關鍵部件的國產化制造水平，以及引進機型的設計成熟度水平。一些國內企業通過直接引進兆瓦級以上風電機組技術，具備了一定的技術條件參與市場競爭，甚至在沒有整機制造基礎的情況下強勢進入市場，但由于缺乏技術與經驗，有的風機試運營并不順利，穩定性還要觀察。而對于從上游零部件制造進入整機制造的企業，技術實力和獲得訂單的能力也難以預期。風電技術人才也嚴重緊缺，引進技術快速形成產能后的售后維護問題也相當嚴峻。

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

    降低成本對于風電發展也很關鍵。目前風電還遭遇到并網價格高等難題，因為風電的成本比水電、火電約高出1倍。對電網公司來說，風電高于火電的價差，需要在電網范圍內分攤。風能在中國西部、北部地區較為集中，這些地區都是欠發達地區，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內，風電大規模發展將遇到很大阻力。但近年來風電場的建設成本也在逐漸下降，歐盟目前的風電投資成本已可與常規發電相競爭，并進入大規模商業化階段，歐盟到2020年時風電的成本有望再降低40%，將低于常規發電成本。國際上對于風電成本問題曾有專業預測，結論是在2020年之后風電的成本將可以和火電、水電相近。

    國內目前新進入風電整機行業的企業超過50家，包括一些上市公司。不少公司的風機制造尚處試樣階段，距離商業化尚有時日。隨著產品日趨成熟，風機制造有望成為公司業績新的增長點。從國際經驗看，在風電發展迅速的市場中，相關的風電裝備制造企業在資本市場上能夠享有較高的估值水平。但國內企業中，除金風科技外，其他廠商所占市場份額很小。預計現在這種市場競爭格局不能長期維系，國內企業市場份額有望持續上升，國內風電裝備制造行業必然走向集中，能夠更快地掌握核心技術的企業有望在競爭中勝出，成為行業龍頭，最大程度分享行業成長帶來的業績提升作用，多數風電整機制造企業將遭市場淘汰，本土企業最終只有幾家勝出。

    中國風電裝備制造業問題的應對思路

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

    據悉，國家發改委研究過逐步使電價定價方式更多地考慮環境因素，鼓勵使用風能。國家電監會2007年公布了《電網企業全額收購可再生能源電量監管辦法》，規定可再生能源發電企業不僅不需要參與上網競價，而且還將在并網時享受優先調度權和電量被全額收購的優惠。如果得到落實，風電企業將大受其惠。另外，從政策角度來看，可再生能源發電是完成節能減排指標的重要手段。

    第二，要加強自主風電科技研發能力。隨著國內企業吸收國外風電裝備制造技術、自己研發制造經驗的增加，中國風電裝備制造業的技術研發能力將有所提高，但要進一步縮小與國際先進技術水平的差距，必須加大科技投入，鼓勵創新。

    2007年后期，中國自主研制的首片大功率風電葉片剛剛在河北保定市下線，國內首臺具有自主知識產權的大功率風力發電機組已在重慶市正式下線。這意味著國內風電設備制造的自主研發已取得顯著進展，具備了大功率風機的設計和制造能力。在保定市研制成功的風電葉片，是中國目前自主研制的最大功率、風電葉片，長38米、發電功率2兆瓦。在重慶市研制成功的風電機組，最大功率為2000 千瓦，是針對中國的氣候環境特點和工程化條件設計的，產品可覆蓋國內3種主要類型的風區，具備在高溫、低溫、風沙、鹽霧、高海拔、臺風等惡劣環境下持續工作的能力。此風電機組通過了德國船級社（GL）認證和德國風能研究所（DEWI）測試。據介紹，此類風機大批量生產后國產化率可達90%。重慶市預計到 2010年風電裝備制造能力可達到年產100萬千瓦，成為國內風電裝備研發與生產的重要基地。另外，海上風電場建設重大工程問題研究的正式立項也受人關注。此課題屬于跨學科的重大工程發展戰略咨詢研究，涉及機電工程、結構工程、運輸工程、海洋工程等多個學科，其正式啟動，有多位院士、多家重要企業和學術機構的多名專家共同攻關，將推進中國海上風電場工程建設的技術進步和科學決策。

    第三，要把握世界風電設備發展趨勢，與國際接軌。

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

    世界風電裝備目前呈現出大型化、變速運行、變槳距及無齒輪箱等發展趨勢。大型化，即現在兆瓦級的風電機組已具備了商業化價值，其單機容量可達2～3兆瓦。目前單機容量最大的風電機組是德國Repower公司生產的海上單機容量可達 5兆瓦。變速運行，即與恒速運行的風力發電機組相比，變速運行的風機具有發電量大、對風速變化的適應性好、生產成本低、效率高等優點。德國Enercon 公司是生產變速風電機組最多的公司。變槳距，定槳距在向變槳距方向發展，變槳距調節的優點是機組起動性能好，輸出功率穩定，機組結構受力小，停機方便安全。但其缺點是增加了變槳裝置與故障幾率，控制程序比較復雜。無齒輪箱（直驅式），即由于采用無齒輪箱的直驅方式有效地提高了系統的效率以及運行的可靠性，無齒輪箱系統的市場份額迅速擴大。德國Enercon公司在開發直驅發電機方面居于世界領先地位，已量產1.8兆瓦的直驅發電機組。

    第四，要發揮中國風電裝備制造企業的優勢。與國外企業相比，中國風電裝備制造企業的生產成本具有比較成本優勢，而且還有一些可發揮的優勢，例如：因為中國國土廣闊，各地氣候差異較大，可根據不同氣候、風力情況量身訂做，研制出適合不同風電場用戶要求的裝備；風電機組單機容量必然向兆瓦級發展，風輪葉片長度要大于30米，機艙重量要大于50噸，國內運輸比跨國量運輸方便；進口設備在過了保質期后，其維護成本相當昂貴，而國內裝備制造企業還能為風電場提供快捷的售后服務和技術支持。