整机与零部件：谁掣肘风机性能提升？ 风电 零部件 发电机

    今年以来，风电领域大事件不断：我国成为全球第一大风电装机市场，成立能源行业风电标准化技术委员会，首次开展海上风电招标……风电大发展，国产风机自主创新的速度却相对落后。零部件制造与整机制造是风电产业链的两大环节，究竟谁制约了国产风机性能提升？不同企业有不同的看法。　　

我国已开始研制3000千瓦风电机组齿轮箱。刘文硕 摄

　　位于我国北方严寒地带的风电机组，其稳定运行需要高品质的零部件支撑。

　　整机制造商 ：整机制造受制于零部件

　　4月初，风电行业权威资讯机构丹麦BTM公司公布了2009年全球风能发展情况，中国成为风电新增装机最快的国家，全球市场占有率最高的10家企业有3家来自中国。

　　数据令人兴奋，但无法令国内风电机组整机制造商沉浸其中。除了要应对70余家整机企业共同导致的设备产能过剩，它们还不得不面对与风机零部件相关的问题。

　　很多整机制造商对此感觉无奈。他们认为，风机整机的发展是快速而有效的，真正制约风电行业的瓶颈是零部件。这既包括零部件供应瓶颈，也包括零部件国产化瓶颈。

　　“因为被一些重要零部件‘卡住了脖子’，风机产能提不上去，尤其是轴承和控制系统缺口最大。”东方汽轮机有限公司总经理助理张生平说，“零部件资源需要有一个培养过程，但目前风电产业的迅猛发展，让国内厂家有点措手不及。”

　　据了解，中国的风机零部件市场供应原来几乎一片空白，在风机快速发展大约两三年之后，才出现对风机零部件的大规模投资态势。而且零部件的研制要经历一个试验周期，包括产品开发、小批量试制、再次改进、批量投放市场等，产能增加因此受到限制。

　　与零部件供应相比，零部件国产化是一个更大难题。国电龙源电力集团公司总工程师杨校生表示，曾有一些零部件企业的产品在试运行阶段和交付业主后出现质量问题，大大增加了额外成本。

　　近年来，在整机生产快速发展的带动下，风电零部件制造业日益壮大，目前基本形成涵盖叶片、齿轮箱、发电机、变桨偏航系统、轮毂、塔架等主要零部件的生产体系。但是，国产零部件的质量问题同样突出。湘潭电机股份有限公司风电工程处一位负责人表示，当前国内的零部件供应商不少，但要选择能和国外产品相媲美、可靠性能得到保障的零部件，就比较紧张了。

　　赛迪顾问咨询机构行业分析师路琨表示，目前，我国叶片、齿轮箱的产业化发展进程较好，这也是国产化率最高的几种主要部件。不过，先进叶片技术大多自国外引进或联合研发，齿轮箱的产能扩展较为缓慢，控制系统和变流系统的发展更是相对滞后。

　　记者在参加去年7月举行的亚洲风能大会时，的确发现了整机制造商所反映的上述问题。在瑞典SKF、德国Schaeffler、丹麦MITA等国际知名零部件供应商的展台前，有大批参观者咨询或索要资料；在ABB展台中，负责讲解风电机组控制系统的技术员董岩，由于咨询者太多，甚至来不及喝一口水。与此相比，国内零部件厂商的展台则安静了许多。

　　虽然将风电行业发展的瓶颈归于零部件，但即便是整机制造厂商也希望它能尽快发展起来。金风科技公司相关人士表示，零部件占风电机组成本的较大比重，如风机叶片就占15%~20%，因此零部件国产化对降低风机成本具有重要意义。

　　部分整机制造商说，他们和零部件供应商怀有一样的希望，即希望国家能考虑对零部件制造行业进行扶持。“国家已对风机整机进行扶持，但只有在对零部件制造同样扶持的情况下，对整机的扶持效果才能最大化。”

　　零部件供应商  ：零部件性能取决于主机

　　零部件“卡脖子”已经成为风电业界最为人熟悉、最能引发讨论的话题，而且，似乎也已经成为共识。处于弱话语权地位的零部件供应商，对此有何看法呢？

　　零部件供应商有时感到委屈。他们表示，零部件供应商在零部件制造和研发方面的投入远比主机厂商大得多；国内风机零部件行业的生产设备与国际先进水平相比已经相差不大，高档设备都已引进，生产过程的质量控制方法也基本掌握，因此产品品质和产能得以大大提升。

　　《风力发电机产业链和国内外厂商竞争力分析》显示，零部件国产化率已经很高。风机叶片、齿轮箱、发电机等产品配套都已比较完善，而这在几年前还是空白。上海金马高强紧固件有限公司总裁张奕说：“我们的螺栓产品可以满足国内风电发展需求，国内螺栓标准也高于国际标准。目前，国外的企业也开始大量采用国内企业制造的零部件。”

　　杭州前进风电齿轮箱有限公司是国内制造风机齿轮箱的三大厂商之一,也是风机齿轮箱国家标准的起草单位。该公司原总工程师、中国风能协会机械传动专业组组长宣安光表示，杭州前进齿轮箱集团近两年投入几亿元，引入国际先进的磨齿机、立式磨床等设备，并建立了无尘车间，加速了产品研发升级。如今，杭齿自行设计的1500千瓦和2000千瓦风机用齿轮箱已投入生产。

　　“可以说，国内零部件制造与风机整机制造一样，在几年时间内取得了巨大进步。”宣安光说。 

　　零部件品质和产能问题当然存在，但部分零部件供应商认为，与零部件研发的投入和所达到的自主化程度相比，如今整机制造商更应该反思当前的生产策略。一家不愿透露姓名的零部件企业负责人说，过去几年，国内整机制造商从国外买来技术后生产风机，而不考虑国情差异的实际存在，在国内外市场渐次打开的同时，引进技术、制造产品的路线几乎没有改变过。即便现在常常提到的联合研发，也往往是国外为主，国内企业很少掌握核心技术。

　　这位负责人表示，当前的整机制造商往往扮演“组装”的角色，而不是“设计制造”的角色。前者只要采购相关部件即可，而后者还涉及深入的技术研发和试验平台的建设。试验平台用于机组性能测试，属于复杂工况下的研发平台。但问题是，建设试验平台不但投资巨大，而且专业人才较为缺乏。

　　虽然困难，但宣安光仍希望今后有更多的整机企业在这方面进行投入。整机设计问题的解决，不但与整机制造相关，还与零部件发展息息相关。他表示，零部件只能跟着主机走，零部件的改进是与主机的改进同步的。“经过这几年的实践和打拼，如今基础都已具备，整机制造企业完全可以确立自己的技术路线并掌握核心技术。”

　　一个正确的整机设计流程应该是：整机厂商在产品的长期使用中不断积累经验，坚持不懈地改进和提升产品品质，而后按照各个工况条件建立自己的产品模型，再经过试验论证，反复改进，直至成熟。在这个过程中，整机厂商必须和零部件制造商以及最终用户密切合作，对技术要求进行具体分析，设计合理的技术路线和产品结构。

　　现实距离上述理想情况还相去甚远。不少零部件供应商说，国内的主机厂和个别部件厂过分保守，对已经出现的产品缺陷不走漏半点风声；个别企业甚至不允许到现场进行分析。宣安光说：“等到以主机厂为龙头，搭建了强大的试验平台，零部件、维修和风电场企业通力合作，形成一个强有力团队的时候，整机和零部件的问题或许会得到根本性解决。”

　　专家建议：打造公共技术研发平台

　　来自风机整机制造商和零部件供应商的不同观点，实际上反映了在风机产业链条上，仍存在彼此合作不够顺畅的环节。业界专家建议，应该打造公共技术研发平台，使各企业、各部门均能在此平台上合作研究。

　　中国农业机械工业协会风机协会秘书长祁和生表示：“缺少共同的技术研究平台确实是一个问题。目前，一般都是企业自身和研究机构合作，由此造成的技术垄断、信息不共享，对整个行业大发展是一个严重的制约因素。这是一个很难解决但又必须解决的问题。”他认为，如果企业能够联合起来，并争取高等院校、科研院所，实行产学研联合，并争取政府支持，进行产品技术研发，将会大大提高我国风电机组的设计制造水平。

　　中国可再生能源学会风能专业委员会理事长贺德馨认为，风电机组整机制造业和零部件制造业要协调发展。目前，我国许多国有制造企业和一些民营企业都纷纷进入风电产业，但主要是采用“总装模式”制造风电机组整机，而采用“配套模式”制造风电机组零部件的很少。风电机组零部件技术含量很高，产品制造质量将直接影响风电机组的可靠性、可利用率和运行成本，因此，也要十分重视风电机组零部件制造企业的发展。

　　那么，双方如何协调发展？贺德馨提出两种方式：建立以企业为主体，市场为导向，产学研结合的技术术创新体系；建设公共技术服务平台。

　　“建立技术创新体系是建立创新型企业的基础，创新型企业必须有自主知识产权，有自主知识品牌和持续创新能力。”贺德馨说，可在几个条件较好的风电整机企业和零部件企业进行试点，对其研发机构、研发人员、研发资金、研发项目、专利申请、产品品牌、能力建设和评估考核等方面提出具体要求和量化的指标。在建立创新体系中，要特别注意加强产、学、研的联合，通过整合资源、联合创新、合理安排市场份额和知识产权的情况下，使企业、科研机构和高等院校优势互补，共同发展。

　　充分利用国内外资源，建设公共技术服务平台，则是指在技术标准、技术信息、技术数据、设备仪器、计算软件、技术咨询、技术培训等方面，由企业、科研机构、高等院校，包括国家重点实验室和国家工程技术研究中心等共同联合起来，对资源进行整合、共享、完善和提高。联合体通过建立共享机制和管理程序，逐步做到资源的有效利用，并在此基础上成立国家级的风能研发中心，检测中心、认证中心、信息中心和培训中心等公共技术服务平台。

　　整机制造的三个梯队

　　近5年，中国通过引进技术和联合设计，初步形成了风机制造的三个梯队。

　　第一梯队是在2007年具备批量生产能力的企业，包括金风、华锐等，其部分产品技术通过许可证生产方式引进，没有自主知识产权。

　　第二梯队是在2007年推出样机，2008年初步具备批量生产能力的企业，包括上海电气、新誉、湘电等，占当年新增装机容量的1.52%，产品技术的发展有三种方式：通过许可证生产方式引进技术，采用国内科技研发成果，与国外设计公司联合开发。

　　第三梯队则是于2008年完成样机下线、并安装到现场进行调试的企业。这其中包括远景能源、北京北重、江西麦德等。

　　零部件的不完全国产化

　　风机的零部件一般有18到19个，其中，叶片、齿轮箱、轴承、发电机等技术水平进步很快，国产化率也较高。不过，与国外先进技术相比，仍存在一定差距，而控制系统、联轴器、制动系统等产品的国产化进程相对缓慢。

　　叶片制造方面，目前国内有中航惠腾、上海玻璃钢研究院等超过15家生产企业。1500千瓦以下容量风机叶片的设计、制造技术已经成熟，但2000千瓦容量以上的叶片生产企业不多。

　　轴承方面，主要有洛阳轴承有限公司、瓦房店轴承集团有限责任公司等超过15家企业。国内企业在慢传动偏航回转系统轴承方面的研发进展较好，但在更重要的主传动轴承上，仍与国外有差距。（刘文硕）