世界风力发电产业现状研究与思考

■ 范红梅



世界风力发电产业现状研究与思考

■ 范红梅

本文以国内外风电产业的发展现状为基础，详细分析了风力发电装备行业的发展趋势和特点，并重点阐述了我国军工行业风电装备产业的现状，全面分析了我军工发展风电装备制造的技术优势及所具备的产业特点。

一、世界风力发电产业概况

1997年12月，149个国家和地区的代表通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的《京都议定书》。联合国气候变化会议就温室气体减排目标达成共识，目前已有170多个国家签订了该协定。2005年2月16日，《京都议定书》正式生效。我国成为实现《京都议定书》清洁发展机制减排量最多国家。

1．政府支持是发展清洁能源的动力

各国政府制定扶持政策。在全球经济危机中，美欧日等发达国家和印度、巴西等发展中国家都把发展可再生能源作为刺激经济发展、走出经济危机的战略性新兴产业加以扶持，制定各项优惠政策。围绕可再生能源技术、产品的国际贸易纠纷不断加剧，市场竞争日益激烈。可再生能源发展水平将成为衡量国家未来发展竞争力的一个新的标志。

中国政府大力支持，制定优惠政策推动产业发展。国务院总理李克强在2014年8月主持召开国务院常务会议上指示：大力发展清洁能源，开工建设一批风电、水电、光伏发电及沿海核电项目。

从国家层面看，我国政府先后出台了一系列促进风电产业发展的法律、法规和产业政策，取得了良好成绩。《可再生能源发展“十二五”规划》中明确指出，“十二五”时期可再生能源发展的总体目标：到2015年，可再生能源年利用量达到4.78亿吨标准煤。到2015年，风电将达到1亿千瓦，年发电量1900亿千瓦时，其中海上风电500万千瓦。"十二五"期间，国家能源局将对风电实行年度开发计划管理，保证风电开发有序进行。

军工企业成为风力发电装备制造的主力团队。国家高度重视国防科技工业风电装备产业的发展，鼓励军工企业积极推进风电设备制造业发展。为发挥军工企业装备制造技术优势，提升我国风力发电装备产业水平，2007年国防科技工业局（原国防科工委）下发《国防科技工业风力发电装备产业发展指南（2007～2020年）》，鼓励军工企业积极推进风力发电装备产业发展，不少军工企业都积极进入风机制造业。发展指南明确：到2015年前，军工风电工业将建成重点零部件企业8至10家，形成年产值200亿的生产能力。2020年前建成2至3个处于国内领先水平的重点整机制造企业，年产整机机组2000台的能力。

2．全球风电行业市场高度集中，新兴市场未来发展迅速

风电产业在全球普及的程度有所提高。目前已有100多个国家发展风电产业，但主要市场还是相对集中，并受欧洲、亚洲和北美的主导。截至2013年底，全球前十大风电装机容量国家合计装机容量占全球总量的84.8%，其中前五大国家合计占全球总量的72.2%。

除了欧洲、北美、亚洲之外，非洲和拉丁美洲也显现出快速发展的迹象。根据全球风能理事会的预测，拉丁美洲风机装机容量在2010年至2015年间将实现56.75%的年复合增长率，其中巴西和墨西哥是拉丁美洲风电发展较集中的地区。

按照2013年底的风电累计装机容量计算，全球前五大风电市场依次为中国、美国、德国、西班牙和印度，在2001年至2013年间，上述5个国家风电累计装机容量年均复合增长率如表1所示（资料来源：全球风能理事会）

界前五名风电累计装机容量年均复合

国际化、一体化经营趋势明显。全球大型风电装备制造企业多采用国际化经营方式，如最大的风机制造商丹麦Vestas公司目前占领了超过35个国家和地区的市场，拥有全球34.2%的份额。西班牙最大风机厂商Gamesa 也在积极拓展海外市场，美国GE公司在印度、中国都设有风电装备生产基地，德国Aerodyn公司、REpower公司也在海外设有合资公司，以抢占海外快速发展的风电装备市场。

全球风电装备制造业的一体化趋势明显，国际风电装备制造厂商和电力企业在全球范围进行风电装备生产和风电场投资建设，加紧进入风电市场。如 Scottish Power（英国）、EHN（西班牙）和Enel（意大利）等知名大公司，近年均通过自建电场或收购现有项目，扩大公司风电装备生产和风电场建设的一体化规模。印度的SUZLON公司通过一体化战略，几年内发展成为世界风电装备制造业的知名公司。

二、国内风力发电装备制造业发展现状

（一）我国风电装备市场：全球成长速度最快，潜力巨大

1.我国风电产业发展历程

我国风电场建设始于20世纪80年代，经历了初期示范阶段和产业化建立阶段，装机容量平稳、缓慢增长。自2003年起，随着国家发改委首期风电特许权项目的招标，风电场建设进入规模化及国产化阶段，装机容量增长迅速。特别是2006年开始，连续四年装机容量翻番，形成了爆发式的增长。

我国连续几年的风电发展速度远远超过世界其他风电发展大国，2014年，全国风电产业继续保持强劲增长势头，据中国风能协会初步统计，2014年中国风电新增装机容量2335.05万千瓦，同比增长45.1%，累计装机容量1.1476339亿千瓦，同比新增25.5.%；2014年风电新增出厂装机容量创造了新的历史记录。

2.我国风电资源丰富

我国具备风能资源丰富的天然优势，陆上可开发的风力资源至少有2.53亿千瓦，近海的风力资源可开发储量有7.5亿千瓦，全国可开发风力资源在10亿千瓦以上，具有大规模商业化开发风电资源和风电装备的条件。而目前，我国已开发的风能资源仅占可利用风能资源的0.6%，市场开发潜力巨大。

近年来，由于三北地区弃风限电的出现，我国风电开发转向并网条件较好的低风速地区。低风速型风电机组的推出，使得占中国风能资源60%以上的低风速区域具备了很好的开发价值，为我国因地制宜开发风电创造了条件。

3.新产品研发层出不穷

中国在新产品研发方面，近几年比较突出的是超低风速型风电机组的陆续推出。有：联合动力1.5兆瓦97米风轮直径的超低风速风电机组并网发电；远景能源在1.5兆瓦93米风轮直径机组的基础上，推出了1.8兆瓦106米风轮直径的机组，据其网站公布的运行数据，该机型在5.5米/秒的年平均风速下发电小时超过2100小时。2014年金风科技新研发的GW115/2000超低风速直驱永磁机组并网发电，该机型可使年平均风速为5.2米/秒的超低风速区域具备开发价值。

（二）产业格局高度集中

截止到2013年底，全国近1300家企业参与了风电投资和建设，其中国有企业约960家，累计并网容量62440MW，占全国总并网容量的81%。华能、大唐、华电、国电和中电投五大发电集团仍然是风电装机的主力企业，累计并网容量42560MW，占全国总并网容量的55%。

风电整机制造企业装机方面，2014年列入统计的26家整机企业中，金风科技以443.4万千瓦新增装机容量稳居行业第一，联合动力新增260.05万千瓦居第二名，明阳风电新增205.8万千瓦居第三名。前五名企业占总新增装机容量的54.9%(见图1)。2014年中国风电新增装机容量2335.05万千瓦

目前中国风电装机较为集中的区域主要有内蒙古、甘肃、河北、新疆、山东等风能资源丰富的北方省区，但随着并网与消纳等“下游因素”影响日益凸显，中国风电“版图”正在发生变化，即向并网条件较好的低风速地区“倾斜”。

（三）风电机组制造业竞争格局分析

2011-2012年随着风电行业发展快速紧缩，风机制造业的快速发展受国内风电行业激进和无序成长拉动，风机价格快速下跌，呈现恶性的“价格竞争”模式，风机制造业哀鸿遍野。据风电行业调查报告调查显示，从2013年到2014年上半年的数据来看，风机价格正在逐步回升，产品性能和服务在恶性竞争的时期凸显价值，良性的“质量+服务”逐步成为行业新的竞争焦点。

图1： 2014年骨干企业风电新增装机容量

2013年开始，我国风机制造业逐渐由恶性的“价格竞争”阶段进入良性的“质量竞争”阶段，行业迎来新一轮洗牌，风机价格呈现缓慢上升趋势，尤其是1.5兆瓦风机的价格，逐渐上涨至行业有稳定盈利水平的价格区间。随着国内龙头企业科技化和产业化平台持续完善，品牌优势持续提升，到2015年新一轮风机制造行业洗牌结束，风机制造企业有望从2013年约1%的净利润率提升至5%甚至更高。

国内风电整机制造企业技术路径逐步从“引进”转向“联合设计”和“自主研发”。更多地采用了联合设计和自主研发开发新产品，增强自主研发能力。一批国内企业通过“联合设计”和“自主研发”，已基本形成兆瓦级先进风电机组整机批量制造能力，开发出若干具有一定自主知识产权的机型。

目前采取联合设计的国内代表企业产品有：重庆海装（2MW）、新疆金风（1.2MW直驱、1.5MW直驱）、浙江运达（1.5MW）、上海电气（2MW）、北京华锐（3MW）等。如新疆金风与国际著名的直驱永磁风电技术开发公司德国Vensys公司联合研发出“1.2MW直驱式永磁风力发电机组”，在此基础上，开发出1.5MW直驱式风电机组。

三、我国军工行业风力发电产业现状

（一）现状分析

国家高度重视国防科技工业风电装备产业的发展，鼓励军工企业积极推进风电设备制造业发展，为发挥军工技术和装备制造优势，提升我国风力发电装备产业水平，2007年国防科工委下发《国防科技工业风力发电装备产业发展指南（2007～2020年）》，鼓励军工企业积极推进风力发电装备产业发展，不少军工企业都积极进入风机制造业。

军工企业进入风电领域的时间较晚，但经过多年的自主发展，已在国家风电产业中占据了一席之地。国防科技工业在总体设计、系统集成、科研配套、整机研制等方面具有较强的优势，拥有大批的高技术人才，通过发挥船舶、航空、航天、兵器等行业技术优势，顺利实施了一批风电项目，加快了风电装备的国产化进程，开发了一批具有自主知识产权的特色风电产品，目前已初步形成了含叶片、发电机、齿轮箱、液压件、塔架、整机等产品为一体的军工风电装备产业链。

（二）重点企业、产品概述

在风电整机领域，军工企业风电整机自主设计水平和研发能力得到提升，开发出一批兆瓦级风电整机产品，促进了我国整机装备的技术进步。目前，中航保定惠德风电工程有限公司、保定天威集团公司、中船重工（重庆）海装风电设备有限公司都具备较强的实力，在国内风电整机市场占有一定份额，其装备产品具有一定的竞争力。

1.保定惠德

保定惠德开发的2兆瓦风电机组，采用独特紧凑式结构设计，具有效率高、重量轻等特点，在国内同类产品中风轮直径最大；保定天威与英国GH公司联合开发设计了具有自主知识产权的兆瓦级变桨变速恒频风电机组，并已实现并网发电。

2.重庆海装

重庆海装公司已启动5兆瓦海上风电机组的研制工作，以陆上风电机组的系统设计、控制、工艺等技术和海洋工程技术为基础，将在载荷计算与性能仿真分析、安全性能与控制系统等核心技术、机组稳定性能、结构可靠性等方面进行攻关，打造我国海上风电机组研制、海上风电场建设技术创新平台。

3.核心零部件企业

风力发电机的主要部件是：风机叶片、发电机、齿轮箱、控制器、偏航系统、塔架和结构件。在核心零部件领域，通过发挥军工技术、人才、设备等优势，形成了多项具有自主知识产权的军工风电产品，配套率逐步提升，市场竞争力显著增强，并形成了在国内具有一定知名度的企业

——中航惠腾风电设备股份有限公司。该公司依托先进航空制造等技术优势，紧密结合市场需求，先后开发了600千瓦-3.0兆瓦系列化风电叶片，并大部分实现产业化，其叶片的国内市场占有率达30%以上，公司已发展为国内风电叶片行业的领军企业，目前正等待上市批复，成功上市后，将是国内第一家以叶片制造为主业的上市公司。

——重庆齿轮箱有限责任公司。该公司集引进技术和自己的科研成果为一体，运用计算机辅助设计不断开发创新，利用大型箱体的设计与加工、高精度大型轴类零件加工、齿轮箱装配试验工艺等舰船后传动装置研制技术开发了兆瓦级系列风电增速齿轮箱，产品性能良好，质量可靠，并建立了包括东汽、上海电气等在内的较为固定的客户群。

——中船澄西股份有限公司。该公司利用船舶及梅洋工程修理、建造及大型钢结构件制造等技术优势，积极开展海上风电机组塔架的设计制造，形成了制造500套塔架的能力，在国内塔架生产企业中位居前列。公司承接的美国GE公司2.5兆瓦近海风电机组塔架产品长100米，直径4.3米，重232吨，防腐级别C4C5，属功率大、技术难度高的产品。

——中国航天万源国际（集团）有限公司（简称万源国际）。其研制的风机拥有航天的品牌优势，万源国际从事风电产业仅有4年多时间，开展风机控制系统研发也仅仅2年时间。目前，万源国际通过对直驱风机的技术引进和本地化批量生产，已经具备了风机整机研发拓展、自主研制和自主知识产权等3种能力，掌握了1.5MW、2.0MW直驱风机地基基础、塔筒、机舱、轮毂等结构件的设计能力、风机整机结构强度校核和载荷计算能力、控制系统自主研发和系统集成能力。从风机型号的发展情况分析，万源国际将坚持走直驱风机技术的发展路线，拓展现有900KW、1.5MW、2.0MW风机机型，建立起系列型谱；开展2.0MW风机升级至2.3MW、2.5MW甚至更高功率等级风机的可行性论证，通过技术挖潜，使现有的机型发挥更大的潜能，拓宽风机市场边缘，例如：研发风场储能技术和高原风机控制技术，开发富有特色的风机和风场，以此获得更多的市场份额；自主研发或者引进3.0MW-5.0MW风机，研发适合海洋环境的海上风机并兼顾陆地风场。

（三）军工行业具备发展风电装备制造业的技术资源

国防科技工业作为国家战略性产业，与风电产业具有较强的行业相关性，军工制造技术与风电技术有相通相近之处，大有技术转移优势。在当前军民融合战略大好形势下，发展风电装备制造业能够共享已有的生产资源和技术资源。进入风电装备产业领域，可以充分发挥军工技术技术优势，能够牵动军工风电制造产业链的成长壮大。

因此，军工企业要发挥国防科技工业技术、人才等优势，利用在自动控制、高效动力、大型装备制造等方面的技木优势，突破风电产业发展的技术瓶颈。提升自主创新能力，解决风电装备设计制造中的关键技术和工艺等问题，有效推动军工风电装备产业的自主发展，促进军工经济结构优化和产业升级，积极、稳妥、有序地推进风电开发及产业化培育工作，为建设先进的国防科技工业和促进国家高技术产业发展作出应有的贡献。

作者简介：（范红梅，航空工业发展研究中心副研究员、注册管理咨询师）