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中国风能利用产业分析

jhlu3  发表于 2009/8/4 22:46:11      1598 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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弗若斯特沙利文(上海)分公司 能源&电力部 严琳

    风能不仅充沛、廉价,同时也是目前最具前景,值得开发利用的一种可再生能源。在能源紧缺的当今世界,风力发电已成为各国家争相研究的科技领域,但是风力发电进入壁垒高,设备投入巨大,相关技术复杂,机组生产要求苛刻。因此风电机组制造业是世界研究风力发电必须解决的关键点,谁占据了风电机组制造这块产业高地,谁就在国际上具有核心竞争力。综上,研究我国风电机组制造业的状况,并且以专业的眼光发现其中的问题,从而提高中国风电机组在国内市场以至国际市场的竞争力是尤为重要的,就此作者根据Frost & Sullivan公司此前的一项研究结果,对中国的风电机组市场提出一些看法。
一 产业蓬勃发展
   《可再生能源法》及一系列实施细则的颁布,为中国风能产业的发展提供了坚实的法律保障和明确的政策导向,虽然外国制造商占主要市场份额的局面还没有改变,但国内的风电机组制造业已经出现了良好的发展势头。目前中国风电机组整机开发和研制的内外资企业有40多家,其中内资企业主要有新疆金风、北京华锐(大连重工)、东方汽轮机厂等;合资企业主要有南通航天万源安迅能、瑞能北方、恩德(银川)、湘潭风能等;外资企业有美国GE、西班牙Gamesa、丹麦Vestas、印度Suzlon等。不仅如此,也还有更多的企业正在研发具有自主知识产权的风电机组,零部件制造商更是开足马力迅速扩大产能。中国风电制造业开始形成“百花齐放”之势。

    据统计,截至2007年,全国累计安装风电机组6458台,装机容量622.0万kW,风电场100多个,2007年装机容量中兆瓦级风电机组装机累计容量为2249MW,占38%,其中国产化兆瓦级风电机组装机累计容量为1120MW,占19%。,风电场分布在16个省(市、自治区)。截止到2006年底,我国风电总装机容量仅260万千瓦,2007年一年,风电就新增装机容量360万千瓦,累计装机增长率为140%。

    在2007年新增市场份额中,来自国内制造商的风电机组从2006年的41%提高到56%,其中新疆金风公司的份额最大,占新增总装机的25.1%、国内产品份额的44.9%;外国制造商占42.5%,其中西班牙的歌美飒(GAMESA)、丹麦的维斯塔斯(VESTAS)和美国的通用电气(GE)三家的份额最大,占新增总装机的34.6%,占外国制造商的78%以上。

二  扶持政策助力产业发展
    我国能源供应、二氧化碳排放等问题日益严峻,为了实现可持续发展,风电可以而且应该作出重大的贡献,风能利用的商业化、产业化已经迫在眉睫。

    2005年2月16日,联合国限制各国污染物排放的《京都议定书》生效,该协定在给我国环境控制带来压力的同时,也为新能源和可再生能源产业的发展创造了契机。目前我国二氧化硫的排放量世界第一,温室气体排放量为世界第二。随着经济的不断发展,未来的压力更大,不仅我国自身跨越工业化阶段需要大量重化工产品,而且一些发达国家为减少环保压力,也将污染与耗能工业向境外转移。在日益严峻的环境形势及任务面前,我国经济发展面临的资源、环境压力日渐突出。为此,我国提出“走新型工业化道路”,以期控制能源消费总量过猛增长并改善消费方式。同时,以风能、太阳能为代表的可再生能源开发的紧迫性骤然增强。

    目前, 国内对风电发展比较有利的政策主要有:

    国产化率要求。我国2005年7月出台了《关于风电建设管理有关要求的通知》, 明确规定了风电设备国产化率要达到70%以上, 未满足国产化率要求的风电场建设不许建设, 进口设备要按章纳税。2006年风电特许权招标原则规定每个投标人必须有一个风电设备制造商参与, 而且风电设备制造商要向招标人提供保证供应符合国产化率75%风电机组的承诺函。投标人在中标后必须并且只能采用投标书中所确定的制造商生产的风机。

    风电全额上网。2006年1月1日开始实施的《可再生能源法》法要求电网企业为可再生能源电力上网提供方便, 并全额收购符合标准的可再生能源电,以使可再生能源电力企业得以生存, 并逐步提高其在能源市场的竞争力财税上扶持。考虑到现阶段可再生能源开发利用的投资成本比较高, 为加快技术开发和市场形成, 《可再生能源法》还分别就设立可再生能源发展专项资金, 为可再生能源开发利用项目提供有财政贴息优惠的贷款, 对列入可再生能源产业发展指导目标的项目提供税收优惠等扶持措施作了规定。

三  问题不容小觑
    虽然近几年中国风电装机增长率都超过100%,涨势喜人,但是我们仍应擦亮眼睛,看清发展背后所隐藏的问题。
   
    1  国内企业零部件配套能力不足,影响企业可持续发展

    根据Frost & Sullivan的此前的一项研究发现,目前进入风电产业的企业中,采用“总装模式”制造风电机组整机的企业数量大大超过采用“配套模式”制造风电机组零部件的企业,零部件配套满足不了风电发展的需求,一些企业如华锐、运达等其关键部件全部为外购,还有一些企业,为上游部件厂向下游总装领域扩展,如上海电气风能,湘电风能,东方汽轮机等企业,其关键零部件大部分为外购,只有部分零部件有能力自制。风电机组关键部件,如叶片、齿轮箱、发电机、控制系统、变桨系统、偏航系统等,其技术含量很高,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,要十分重视并促进风电机组部件制造企业的发展,这一领域大有可为。

    在这方面,根据Frost & Sullivan的研究,目前在中国生产的国外投资者做得较好,Vestas不仅在天津建立总装厂,还建设了年产能达1200片兆瓦级叶片的叶片厂,年产350台发电机的发电机厂,其控制系统也为Vestas自制。另一在天津建厂的西班牙风电巨头Gamesa也在中国建设了配套零部件工厂,其关键部件除发电机以外皆为Gamesa自产。
   2 可靠零部件紧缺,导致产能受限
    目前风力发电机组一机难求,主要原因就是因为整机制造厂商缺少一些重要零部件,产能无法全部发挥,根据Frost & Sullivan公司的一项相关研究,目前很多整机制造厂商其产能只能发挥60%左右,有的甚至更少。而在零部件中最短缺的是轴承和控制系统,如行业翘楚,东方电机发展的主要瓶颈就是轴承,07年原计划生产300台,由于轴承的短缺,实际完成200台左右。由于生产风电轴承所需的一次性投入较高,仅一台滚齿机就需近百万元,热处理设备也需巨额投资。另外,目前通用的风电轴承设备兼容性不够,通用性不强,除了为风力发电机组配套外,应用范围比较有限。风电轴承齿轮加工设备仅可以在港口机械、大型医疗机械、建筑工程机械等为数不多的机械产品上使用,风险较大。此外,国内风电轴承从技术角度来看,也不成熟。因此国内目前有能力制造兆瓦级以上的风电轴承的厂商屈指可数,并且多处于实验阶段,只能生产样品,大规模批量生产尚有时日,虽然洛轴已经拥有1.5兆瓦级配套轴承的制造技术并可达成量产,但公司也承认这相对世界先进技术仍然落后,并多次提出要加紧提升风机轴承的研制水平。目前国内风机整机制造商的轴承主要由瑞典SKF,德国Schaeffler提供。07年12月,湘电股份与世界第三大轴承公司Timken携手成立风机轴承合资公司,预计年产兆瓦级风机轴承400套,很大程度的增强公司在大力发展风电产业中上游关键零部件的内部配套供应能力。
  风电机组控制系统也主要从丹麦MITA和奥地利Windetc进口(现已被美国超导并购),国内生产家主要有北京科诺伟业科技有限公司(中科院电工所)、合肥阳光电源有限公司、国网南京自动化研究院(南瑞集团)等,但大多处于试制阶段,无法满足国内整机生产需求。除轴承和控制系统外,叶片、发电机、齿轮箱等几种关键部件也多处于紧缺状态,难以完全满足生产要求。
  在Frost & Sullivan此前进行的一次访谈中,华锐风电相关人士透露,目前风电整机厂商的零部件都十分紧缺,虽然市场上有很多供应商能提供相关零部件,但是如果考虑质量达标,性能可靠,产品可以和国外相媲美,那选择余地就相当小了,他认为,如果按紧缺程度排序,则依次为:轴承、电机、叶片、齿轮箱、控制系统等,有些关键部件,如主轴轴承的订单已经排到2010年。
  近年来,我国风电产业迅速发展。据中国农机工业协会风力机械分会的一项统计显示,目前国内有40家风电机组总装企业,并且不断有新的竞争者进入市场。一方面,不断扩大产能的内资整机企业需要配套;另一方面,国外的风电机组要满足70%零部件本地化生产的要求,风电市场对零部件的需求自然是水涨船高。
目前情况比较令人失望,很多主要零部件国内生产商没有能力生产,或者产品不如国外,无法达标,满足不了整机生产要求。
    风电机组的设计寿命周期为20年,对零部件要求非常高,而我国的风电装备业还处于成长初期,大风电真正广泛应用也不过最近五六年时间,相关零部件产业需要有一个培育培养的过程,但目前风电产业的迅猛发展,让国内生产者有点跟不上,在此前由Frost & Sullivan所组织的大规模的面向整机生产商的访谈中,大部分受访企业代表都表示对于国产零部件在整机上的长期表现缺乏信心。
    为了了解整机生产商对于零部件的要求,Frost & Sullivan特别对2007年中国整机生产产量排名前十的生产商们做了一个调查,在调查中Frost & Sullivan设置了九个属性,包括零部件当地表现,售后服务,可靠性,价格,供应商资质,业界口碑,产品特点,产品范围,品牌。受访者根据其在选择零部件标准中的重要程度打分,100分为最重要。
调查结果如下
    在Frost & Sullivan的调查中,所有整机制造企业都将可靠性放在第一位,其平均分数为100分。而品牌排名倒数第一,可见整机制造企业对于零部件的品牌并非十分看重,这就给了那些有实力的新兴零部件供应商崛起的好机会。

3 技术落后
    在Frost & Sullivan的研究中,技术落后也是中国目前风电整机制造业的瓶颈之一。由于国家和企业投入的资金较少, 缺乏基础研究积累和人才, 我国风力发电机组的研发能力弱, 总体来说还处于跟踪和引进国外的先进技术阶段。目前国内引进的许可证, 有的是国外淘汰技术, 有的图纸虽然先进, 但受限于国内配套厂的技术、工艺、材料等因素, 国产化零部件的质量、性能需要一定时间才能达到国际水平。购买生产许可证技术的国内厂商要支付昂贵的技术使用费, 其机组性价比的优势在初期不明显。近年来, 国内风电设备制造商在自主研发和技术引进上投入了较大力量, 但是其与国外厂商的技术差距在短期内尚难弥合。目前国外风电机组已达到兆瓦级, 与国际技术水平相比, 我国的风电设备技术较落后。我国兆瓦级变速恒频风电机组还没有形成成套技术。

四 未来前景广阔
    中国未来的风能发展目标设立为“低速发展目标”、“中速发展目标”与“高速发展目标”,其中“低速发展目标”表示“照常发展趋势情景”,是一种较为保守的估计,按照目前的政策环境和发展态势,可以确保实现;“中速发展目标”是“中等发展目标情景”,实现的可能性很大,但需要在产业扶持政策等方面给予支持;“高速发展目标”是一种“乐观发展目标”,需要在诸如固定上网电价、电网建设、分布式发电、海上风电研发等方面做出更多投入。

    2020年实现"低目标"装机容量4000万kW应该不是问题。 参照过去10年全球风能20%左右的平均发展速度,这一目标可能提前5年就可以实现。根据Frost & Sullivan “Chinese Wind Power and Its Components Market “ 的报告,2015年后的增长约为15%,年均新增240万左右kW装机,则在2020年,中国风电累计装机可以达到5000万kW。届时风电在全国电力装机中的比例接近6%,风电电量约占2.6%。

    根据Frost & Sullivan的预测,在经历了2006,2007两年的爆炸式增长后,中国风能发电每年新增装机总量于2008年以后将有所回落,但仍将保持较快的增长趋势。 累计装机总量的年平均增长率将保持在30%左右。据保守估计2020年中国风电装机总量将达5000万kW。 随着第一个海上风电装机项目于2007年开始,离岸风场将得到较大的开发。而中国海上风场的发电总量是陆上的近3倍,因此可以预测在今后的20到30年中,中国累计风电发电总量将始终保持在年增长15%左右。

    虽然目前中国风电整机制造业问题颇多,但其主要是因为中国风电产业发展时间不久,而风电机组制造是一个技术与经验并重的领域,生产经验在风电机组制造领域起着举足轻重的作用,因此,随着实践和经验的积累和产业内部重组,坐拥未来如此庞大市场的中国风电整机制造业,必将迎来一个光明的未来。

    公司简介:
    Frost & Sullivan 公司于1961年成立于纽约,总部位于美国加州硅谷的心脏帕洛阿尔托市,以自己独创的“市场工程体系”服务于大量世界顶尖的高科技公司。Frost & Sullivan电力&能源部门专著于传统能源,可再生能源以及电力领域,每年完成大量单客户市场及策略咨询项目并出版报告。其高质量的服务已为自己在300多个关键工业领域内赢得了世界性的声誉。
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