风电设备制造业从引进到创新任重而道远

      最新统计资料表明，2009年我国风电基本建设投资完成额比去年增长43.90%，今年还将新开工378个风力发电重大施工项目，项目总投资额达3000亿元。

    目前，风能已成为水能之外最具规模应用前景的零排放、可再生能源，我国已连续三年成为世界上最活跃的风电市场。截至2008年，全国新增风电装机容量达630万千瓦，总量达到1220万千瓦，排在美国、德国、西班牙之后。而2009年全国新增风电装机容量已超过800万千瓦，累计总容量已达2000万千瓦以上，仅次于美国、德国，成为世界第三大利用风力发电的国家。

    形成较为齐全产业链

    我国风电设备制造产业已基本形成了比较齐全的产业链。

    近年来在国家产业政策支持和科技攻关的推动下，风电设备制造和风电场开发利用互相促进，快速发展，取得了举世瞩目的成绩。目前，国产1.5兆瓦级及其以下风电机组已批量投入运行，自主化率达到86%，极大地降低了风电场建设和运营成本；2兆瓦、3兆瓦风电机组已有产出并投入运行；5兆瓦、10兆瓦级风电机组正在研制之中。

    截至2009年底，全国已有83家企业进入并网风力发电机组整机制造行业，其中国有或国有控股公司39家，民营公司25家，合资公司9家，外商独资公司10家。

    按照风电机组生产能力与资产性质，大致可分为五种类型：

    一是已具备大批量制造风电机组生产能力的企业。如东方汽轮机有限公司、华锐风电科技有限公司、新疆金风科技股份有限公司，这三家企业已经年产兆瓦级风电机组数千台。

    二是已具备一定批量制造风电机组生产能力的企业。如广东明阳风电技术有限公司、湖南湘电风能有限公司、浙江运达风力发电工程有限公司、上海电气风电设备有限公司、江苏新誉风力发电设备有限公司等十家企业已经年产兆瓦级风电机组数百台。

    三是已具备小批量制造风电机组生产能力的企业。如重庆海装科技发展有限公司、浙江华仪风电有限公司、株洲南车风电公司、瑞能北方风电设备有限公司、汉维风力发电成套设备（大庆）有限公司等八家企业已经年产兆瓦级风电机组数十台。

    四是正在进行样机试制或试验，产业化工作有待进一步落实的风电机组制造企业。目前有59家，包括上海万德风力发电股份有限公司、无锡宝南机器制造有限公司、江西麦德风电公司、潍坊瑞奇能风电公司等，这些企业尚未向市场供应兆瓦级风电机组。

    五是具有成熟设计制造技术，已具备在中国大批量制造风电机组能力的外资企业。目前有丹麦维斯塔斯风力发电设备（中国）有限公司、西班牙歌美飒风电（天津）有限公司、美国通用电气能源（沈阳）有限公司等5家。

    整体设计技术仍薄弱

    经过多年发展，我国风电机组成套设计及风机设计技术目前尚未实现自主化。虽然通过引进技术、消化吸收，国内企业已基本掌握了风电设备的制造技术，我国已成为世界风电设备制造大国，但风电机组整体设计及风机设计技术至今仍然是其薄弱环节。

目前，国内企业的设计技术来源主要有六种方式：

    购买国外公司风电机组生产许可证，经过对引进技术的消化吸收进行生产；与国外公司合资，按国外公司提供的技术进行生产；与国外设计咨询公司联合开发设计；请国外设计咨询公司对国内自行设计的风力发电机组进行评审和修改；参照国外产品和技术，国内自主研究开发的风力发电机组；在引进技术、消化吸收的基础上，跟踪国际上技术发展的趋势，进行再创新，自主研究开发的风力发电机组。

    风电机组是一种技术密集型产品，它涉及到气象学、环境科学、空气动力学、结构动力学、材料科学、计算机与自动化控制技术、机电工程、电力电子等多种学科。

    而我国已实现商业化生产的风电机组，基本上都是在引进技术、消化吸收的基础上、通过部分自制加外部采购关键零部件，进行整机组装而实现批量化生产。其自主创新还局限在国产材料的选用、局部工艺的改进等方面。

    目前，我国风电在发展模式上，新机型开发基本采用与国外公司联合的方式，合作开发过程中仍然以国外设计机构为主，尚未完全形成我国企业的设计理念和方法。

    与此同时，我国风电设备企业与研发机构严重缺乏系统掌握风电理论并具有风电机组设计实践经验的复合型人才。

    关键部件技术缺失

    从总体上来看，我国风电设备制造尚处于从“引进技术、消化吸收”阶段，转向“自主创新”阶段的过渡过程中。其兆瓦级以上风电机组的整体设计能力还很薄弱，很大程度上仍依赖于技术跟踪，未能形成具有国际先进水平的自主研发能力和自主知识产权，基本上只是扮演着国际成熟机型制造商的角色。

    而纵观我国风电设备关键部件设计制造技术的现状，不难看出，我国风电机组技术落后于国际先进水平，不仅是机组的成套设计，也包括部分关键零部件。

    国外风电设备企业经过多年发展已经形成完整的产业链，风电设备零部件配套选择品种多，且水平较高，但是国内大规模风电设备制造商起步时间不长，尤其是关键零配件技术水平和产品质量还存在一定差距。

    事实上，包括主轴轴承、齿轮箱轴承等风电机组的关键零件，风机、变流器和整机控制系统等风电机组中技术含量最高的关键部件等，对于这些产品的设计制造技术，我国还没有完全掌握，目前尚处于研制和小批量试用阶段。

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    2009年风电并网容量增长九成

    截至2009年底，全国电力装机总容量累计达8.74亿千瓦，比上年增长10.23%。

    其中：火电装机达6.52亿千瓦，占74.60%，比上年下降1.45个百分点；水电装机达1.97亿千瓦，占22.51%，比上年增长0.74个百分点；核电已投运912万千瓦，占1.04%，目前在建施工规模达2540万千瓦；风电装机达2000万千瓦，占2.2%，比上年增长64%，其中并网总容量达1613万千瓦，比上年增长92.26%。

 四种风电机组成为市场主角

    我国目前已经运行和研制的风电机组，主要有四种机型。其中，永磁半直驱式变桨变速风电机组为目前的最新产品，且市场前景看好。

    四种机型中，其一是定桨距失速调节风电机组，由风轮（叶片和轮毂）、增速齿轮箱、发电机、变流器、偏航系统、机舱、塔架、变压器和整机控制系统构成。该机型为早期的产品，已大批量投入运行，目前市场需求极少。

    其二是双馈式变桨变速异步风电机组，由风轮（叶片和轮毂）、变桨系统、三级传动增速齿轮箱、（绕线转子）发电机、（励磁）变流器、偏航系统、机舱、塔架、变压器和整机控制系统构成。该机型为目前的主力产品，已大批量投入运行，市场需求较大。

    其三是永磁直驱式变桨变速风电机组，由风轮（叶片和轮毂）、变桨系统、低速永磁同步发电机、全功率变流器、偏航系统、机舱、塔架、变压器和整机控制系统构成。该机型为目前的新产品，已批量投入运行，市场前景看好。

    其四是永磁半直驱式变桨变速风电机组，由风轮（叶片和轮毂）、变桨系统、一级传动增速齿轮箱、中速永磁发电机、全功率变流器、偏航系统、机舱、塔架、变压器和整机控制系统构成。该机型为目前最新产品，尚在研制之中。据预测，该产品市场前景广阔。