燃气轮机国产化征程

燃机被誉为“工业皇冠上的明珠”，当大国博弈间的技术竞争波诡云谲时，背负宏大使命的中国企业们，依然在蛰伏的路上匍匐前行。

（来源：微信公众号“能源杂志”  ID：energymagazine  作者：田甜）

这段时间，上海电气燃气轮机有限公司（以下简称“上燃”）内一派喜庆气氛，公司迎来了五周年庆。作为上海电气电站集团燃机事业部副总经理，虎煜心情也格外舒畅。

自1993年入学清华大学燃机专业以来，今年已是他与燃机打交道的第26个年头。

2014年上燃成立，虎煜说，这是他职业生涯中第二次倍感兴奋的事情。第一次是在2003年，上海电气旗下上海汽轮机厂有限公司与西门子签订技术转让协议，这让他有机会第一次真正接触到燃机制造。

五年前，上海电气以4亿欧元收购意大利安萨尔多40%的股权，双方于11月15日成立了上燃和上海安萨尔多燃机有限公司两家合资公司。虎煜当时担任上燃总经理。

上燃自成立以来，业务上的精进堪称显著。来自官方的资料显示，目前，上燃已累计获得国内外46台新订单，签订了19台长协。但硬币的另一面，外界依然颇有质疑，认为这不过是重蹈过去“市场换技术”的覆辙。

2001年，在国内启动“西气东输”的背景下，发改委发布了《燃气轮机产业发展和技术引进工作实施意见》，决定以“市场换技术”，指派上海汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂、东方汽轮机厂分别与西门子、GE、三菱合作生产燃气轮机及联合循环技术。

在这一轮本土化浪潮中，几乎断层30年的中国燃机产业，实现了产业链的初步积累和完善，但国内燃机厂商并未取得设计及材料等核心技术的突破，燃机国产化的宏伟愿望仍旧未能实现。

对与安萨尔多的合作情况，虎煜透露，较之前与西门子的合作，此次合作虽然进步非常明显，进入到了设计、服务等以前无法触碰的领域。但“吃透掌握还需要时间，需要人力和资源的大量投入”。

当然，安萨尔多也从合作中获益匪浅，在上海电气的帮助下，其在国内跻身为与GE、西门子、三菱等鼎立的燃机厂商。

事实上，西门子、GE也在更全面地推进本土化，这与近年来燃机市场持续低迷不无关系。在过去几年中，几家公司经营状况也都因燃机业务下滑而导致不同程度震荡。

与此同时，以中国重燃为代表，国内燃机厂商也已拉开新一轮燃机国产化攻坚的大幕。但多位业内专家提醒到，国内燃机产业要真正实现国产化，还是要抓好基础研究，打通体制障碍，而不是寄希望于对外技术合作。

燃机被誉为“工业皇冠上的明珠”，当大国博弈间的技术竞争波诡云谲时，背负宏大使命的中国企业们，依然在蛰伏的路上匍匐前行。

中国市场盛宴

近几年来，国内燃机市场正值寒冬，但各大国际巨头无一不在与中国公司深化本土化合作，押注中国市场的未来。

目前，由于我国天然气短缺，天然气来源不够，及管网运输能力等多重因素的影响，我国天然气发电存在气价和电价倒挂的情况。

“因为天然气成本高于煤炭，气电上网电价普遍高于煤电3毛钱。但是，去年以来，广东、江苏等两个燃机大省都不同程度地下调了气电上网电价，分别大概下降了0.05元-0.1元。投资回报率降低，投资方积极性衰减。”华电通用轻型燃机设备有限公司高级区域销售经理罗昌奖接受《能源》采访时表示。

2017年，国家发改委曾印发《加快推进天然气利用的意见》，倡导大力发展分布式能源，鼓励建设天然气热电联产，有序发展热电联产。但两年下来，罗昌奖认为分布式能源在降温，主要是各地电价对分布式能源没有特别的政策优势。

“去年国务院发布的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，不鼓励热电联产。很多业主一刀切地把分布式能源也归到热电联产，也加剧了市场寒冬。”罗昌奖说。

对当下国内燃气电厂的困境，在2019 GE 发电客户峰会上，GE中国发电事业部总裁杨丹表示，要真正走出寒冬，需要把气价理顺。寒冬是暂时性的，春天不会太远了。

国内燃气市场的确在改善。最新消息指出，中俄东线天然气管道将于12月初通气投产。根据规划，该项目在国内的管道全长5111公里，途径黑龙江、吉林、内蒙古、辽宁、河北、天津、山东、江苏、上海等9省市，是中国东北方向首条陆上天然气跨境战略通道。管道满负荷运行后，每年供气能力将高达380亿立方米。

近年来，国家也要求三桶油加大上游开发力度。就在今年国庆前后，中石油和中石化分别宣布旗下新增一个千亿级大油田。

而随着国家油气管网公司的筹建，国内天燃气市场运输和交易能力也将得到根本性变革。

此外，国家发改委和能源局此前曾印发《中长期油气管网规划》：到2020年，全国油气管网规模要达到16.9万公里，其中天然气管道10.4万公里。到2025年，油气管网规模达到24万公里，其中天然气管道里程16.3公里。

外界猜测，管网公司挂牌后，国内或将掀起新一轮管道建设高潮。而燃气轮机将是管网运输的关键设备之一。

在推动能源革命和转型的大方向下，天然气已经被确立为中国的主体能源之一。2018年，中国天然气消费增量为426亿立方米，比2017年增长17.7%。有机构预计，到2020年我国天然气需求量达到3300亿方，2025年增至4500亿方，2030年增至5500亿方。

在能源转型和油气市场改革的双重浪潮下，国内的燃机市场也被寄予厚望。

一份来自GlobalData的报告预估，2018年-2022年，全球燃气轮机总价值将跌到379亿美元，与2012年-2017年的631亿元相去甚远。

但该报告还指出，在2018年-2022年间，亚太地区的增长将引领全球市场。特别是中国和印度等发展中国家，对不间断电力供应的长期需求以及对低碳经济转型的支持，预计将有助于未来几年的燃气轮机市场价值提升。

GE已经对未来的市场开发做出明确规划。

在上述峰会上，杨丹表示，“未来，我们的重点市场将在长三角、珠三角、京津冀等三大区域。近两年，我们最大的重点还是粤港澳，这是中国的桥头堡。”

面对国内燃机需求的新一轮盛宴，巨头们已经蠢蠢欲动，但对于尚在进行国产化攻坚的国内燃机厂商来说，怎样抓住新机遇依然是一道复杂的时代考题。

“工业基础打不扎实，不搞基础的工业研究，我们就走不远，更谈不上技术变革。”无锡重装产业研究中心徐栋接受《能源》采访时强调。

自主攻坚战

事实上，在“市场换技术”的同时，我国燃机的自主研发工作也全面回暖。2016年，工信部启动“两机专项”，我国开启了新一轮燃机国产化的攻坚战。

承接重型燃机专项的则是一张新面孔——国电投旗下的中国联合重型燃气轮机技术有限公司（以下简称“中国重燃”）。

根据规划，中国重燃将坚持“小核心、大协作、专业化、开放式、轻资产”的思路，通过引进高级技术人才和管理人才，与哈尔滨电气、上海电气、东方电气等制造企业和高校院所建立“大协作”平台，争取到2023年左右完成重型燃气轮机300兆瓦级Ｆ级产品研制、2030年完成400兆瓦级G/H级产品研制。

国家意志下诞生的中国重燃搅动了国内燃机产业的资源要素。

2017年，北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司（以下简称“华清燃机”）的技术团队被整合，进一步壮大了研发力量。

华清燃机前身是由国家发改委于2008年1月批准成立的燃气轮机与煤气化联合循环国家工程研究中心。该中心的主要参与者是清华大学、东方汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂、南京汽轮机厂、上海汽轮机厂和中国电力工程顾问集团公司。

摸索8年之后，2016年，华清燃机推出F级300MW重型燃气轮机技术验证机CGT-60F。

一名业内人士表示，华清燃机研发力量并入中国重燃有国家方面的干预，重燃工程项目周期长，投资大、风险大等问题，由资金实力雄厚的应用方牵头也更为稳妥。

在整合外部资源上，中国重燃也不遗余力。

2018年7月，中国重燃聘请42位中科院、工程院院士和行业资深专家成立中国重燃专家委员会委员。当年10月，又联合北京科技大学、清华大学、中科院金属所、北京北冶、抚顺特钢、中国二重、钢研高钠等单位组建重型燃机材料研发及产业联盟。

今年1月，联合成立清华大学燃气轮机省部共建协同创新中心。不久前，又与上海成套院举行了“重型燃机国家科技重大专项项目（课题）签约仪式”。

此外，国电投也在近两年相继与西门子和安萨尔多签订合作协议。整合外部资源合纵连横也成为攻坚燃气核心技术的重要举措。

此外，中国重燃之外，东方汽轮机厂、中国航发燃气轮机有限公司（简称“中航发”）等国家队成员也在全面推进燃机国产化工作。

本刊记者掌握的资料显示，自2010年起，东方汽轮机厂研制的50MW等级燃气轮机于今年9月开始进入实验阶段。

今年刚刚成立的中航发也推出了“三轻一重”等燃机产品和业务。其中的“一重”是指R0110重型燃气轮机。R0110的研发起点则是2002年国家“十五”863计划能源技术领域燃机重大专项。

民营综合能源企业新奥集团也从微小型燃机切入燃机市场。目前，旗下新奥动力最先攻关的100KW微燃机已经实现年产100台的产业化生产。打通研发流程之后，300KW（E300）微燃机也已完成整机性能调试。

就在今年10月17日，新奥动力燃气轮机研制基地落户上海临港。根据规划,该基地将用于系列化燃气轮机的研发和600kW、1.5MW燃气轮机的产业化制造，投产后年产量可达1000台。

二次征程

一个毋庸讳言的事实是，相比于工业水平更为先进的西方国家，中国燃机企业依然没有掌握燃机核心技术，总体还处在研发阶段。

“我们引进的并不全面，缺失两个关键技术，一个是设计技术，一个是热部件技术，主要是材料及锻造技术。我们只能按照图纸加工。十几年了，大家都各自做一些事儿，但还没成体系。”原机械部副部长孙昌基接受《能源》杂志采访时直言不讳。

作为制造业“皇冠上的明珠”，燃气轮机代表了多理论学科和多工程领域发展的总和水平，融合了工程热物理学、材料学等多个学科。它的研发和制造，需要经过大量的基础研究和实验验证及应用反馈。

清华大学蒋洪德院士介绍，坚持自主研发路线的GE、西门子，从二战后开始研制工作，直到1970年代后期，才完成原型机（25MW）研制，耗时30年。三菱采用引进消化吸收再创新的路线，原型机的研制工作从1960年代开始，持续到1970年代后期，历时20年。

“燃机过去几十年都没有摆脱引进、拷贝、仿制的技术引进之路，原因在于我们的基础研究、应用基础研究还都很落后。”此前在一次公开会议上，蒋洪德表示。

同时，蒋洪德还强调，要突破发展瓶颈，就要从基础研究做起，要靠大学、科研机构一马当先，只有基础研究达到先进水平，才有可能研发出具有自主知识产权的先进产品。

但基础研究离不开人才的培养。另一个现实的窘境是，我国的研究和设计力量匮乏，在少量生产关键点上，也缺乏工艺师。

“接触到设计技术，暂时无法吃透也是人才缺乏的表现之一。”虎煜说。

历史原因也是很大程度导致了我国燃机专业人才匮乏的另一要素。

1978年后，由于全国油气供应严重短缺，国家不允许使用燃油/燃气发电。燃机失去市场需求。上汽、哈汽的燃机项目无奈下马，仅保留南京汽轮机厂一家中型燃机制造厂。与此同时，高校的燃机专业甚至关停，大量燃机人才流失。

虎煜求学的90年代，我国燃机产业仍然没有回暖。虽然身处国内顶尖学府，但他心里仍泛动着一丝隐忧。当时，除了南京汽轮机厂与GE合作生产燃气轮机外，国内燃机产业几乎空白。虎煜甚至担心找不到对口的单位。

毕业后，虎煜进入上海汽轮机厂。“清华的燃机专业还好些，毕竟学校的名气在。其他的，就不好说了。”他回忆道。

此外，在徐栋看来，中国产业基础研究薄弱，还有很大部分原因是国内过于浮躁，从业者缺乏潜心研究的心性。

但“技术换市场”策略的推动下，我国燃机产业链依然取得了很大程度上的进步和完善。

2003年开始生产西门子的燃机时，虎煜在国内找不到供应商，只好到国际上找西门子的供应商，但投过去的问询函往往石沉大海，“人家认为我们是骗子，不相信中国也开始大规模本地化制造燃机了。如今，除了高温铸件毛坯等几个核心部件，其他的我们几乎都能自己做了。”

在热端部件领域，江苏永瀚也实现了工业级别的量产。这家仅有230人的公司，成立8年来专注航空发动机、燃气轮机等轴、定向、单晶高温合金涡轮叶片及热端部件的研制和生产。

公开资料显示，永瀚2018年实现销售额1.56亿元，产品主要出口到美国GE、意大利安萨尔多和其他地区。

“永瀚的主要市场还在国外，说明国内还没出现真正意义上的工业重燃主机厂商。”徐栋说。

巨头深入本土化

合作5年来，在上海电气的帮助下，安萨尔多已经在中国市场拿下了近40台燃气轮机生产订单，产值近5亿欧元。而在2014 年，上海电气入股时，安萨尔多在国内的市场占有率还非常微小。

就在2019年11月18日，安萨尔多对外透露将为国电投提供2台AE64.3A燃气轮机。而在去年首届进博会上，国电投旗下上海电力公司与上海电气、意大利安萨尔多能源集团签订了燃气轮机设备及相关服务采购框架协议。

中国庞大的供需市场是燃机巨头不可忽视的奶酪。事实上，2018年7月20日，安萨尔多还与国电投签署了合作谅解备忘录。根据备忘录，安萨尔多表示愿意支持国家电投开展重型燃气轮机的自主研发工作，并向国家电投研发人员提供专业培训及技术咨询。

另一家老牌工业大鳄西门子也在深化与中国的合作。

今年3月，中国重燃与西门子签署重型燃气轮机领域的技术合作协议。根据协议，西门子公司将通过其在设计、工程和测试方面的技术经验，为中国重燃的重型燃气轮机项目提供支持。

当月，国电投还与西门子签署《国家电力投资集团有限公司与西门子股份公司战略伙伴关系框架协议》。对此，西门子集团首席执行官凯飒表示：“这份协议是我们几十年来与中国公司成功进行技术合作的又一个重要里程碑。双方的目标是最终超越今天宣布的协议框架，建立更长期的伙伴关系。”

稍晚的4月，在2019 GE发电客户峰会上，杨丹继续强调本土化2.0，不但提出技术适应性的本土化，还格外强调制造的本土化。她强调，天然气发电设备制造本土化已经没有争议，主要是多快本土化的问题，如果要这个市场，肯定会做本土化。就在去年年底，为了适应国内市场个性化的需求，通用联手哈电成立了哈电通用燃气轮机（秦皇岛）有限公司。

事实上，燃机巨头深化与中国合作，与近年来持续低迷的燃机市场不无关系。

就在与国电投签订框架协议后，来自德国本土的媒体报道，西门子更希望能够通过此举，获得进入中国蓬勃发展的电厂市场的机会。

西门子的经营业绩也佐证了这一点。其2017/18财政年度（截至9月底）财报显示，西门子动力燃气部门当年的利润下滑了四分之三，仅为3.77亿欧元，销售额萎缩19%，为124亿欧元。

而此前，电力和天然气一直是西门子业务增长的强劲引擎。受业务下滑影响，西门子今年5月份宣布，将把陷入困境的电力和天然气部门（包括燃气轮机业务）与可再生能源业务结合成新公司，并让出多数股权。这意味着西门子将燃机业务进行了战略性剥离。

近日，在接受彭博社采访时，凯飒透露最新拆分进展时表示，该公司可能只保留了计划分拆后的能源部门25%的股份，远低于5月份所表示的打算保留“略低于50%”的股份。

去年，为应对业务下滑的窘境，GE也对发电事业部的计划进行了重组。将原事业部分为两个部门：一个专注燃气轮机及其售后服务业务；另一个部门则包括发电事业部的其它业务，包括汽轮机、电网解决方案、核能和电力输送。

全球经济疲软，以及可再生能源装机量的迅速发展和成本的降低都在挤压着燃机的市场空间。此前，GE、西门子均对市场预期过高，重金投入能源领域，如今却不得不面对产能过剩的境况。

燃机在工业和装备制造业中的作用很大程度上决定着一个国家能否被称之为工业强国，中国企业能在燃机巨头的喘息间取得根本性的突破吗？