海上风电装备制造
2012-2-16 21:32:58 来源：中国船舶与海洋工程网信息中心

在全球能源供应持续紧张和金融危机的影响下，世界各国政府都不约而同把新能源作为未来发展的重点，希望新能源带动经济发展，走出低迷状态。而新能源利用中最引人注目的就是风力发电，作为一种可再生、无污染的能源，是当前最具开发规模和商业发展前景的新能源。相比陆上而言，海上风电的风速高，不需要很高的塔架；海上风的湍流强度小，一般具有稳定的主导方向，可以使机组运行稳定、寿命长；由于噪音限制小，海上风电单机容量可以大幅提高。此外，近年来很多国家的风电装机都经历了一轮大幅增长，尤其是中国，在机组越来越大、陆上风机越来越多的同时，人们将更多的目光转到了海上。与此同时，随着海上风电产业扶持政策的不断出台，在风电设备利润较高的驱动下，很多设备制造商和开发商都开始着手布局，出现了一股海上风电装备制造产业的投资热潮。如西门子中国在上海临港耗资5.81亿元开工建设西门子风力发电叶片(上海)有限公司，该厂生产的2.3 MW及3.6 MW两款叶片可同时满足于陆上及海上风机；华能、大唐、国电、华电、中电投等大型发电集团也都纷纷加入了海上风电的开发准备工作。

业内专家提出：海上风电装备制造——会是下一个热钱青睐者吗？让我们拭目以待。尽管海上风力发电前景为很多人所看好，但海上风电具有不同于陆地风电的特殊性，海上风电代表着风电技术的制高点和发展方向，建设、开发和运行远比陆上复杂，无论是设计制造还是运输安装，技术要求都远远高于陆地。相对于发达国家风电产业的发展, 我国的风能利用和海上风电发展还远远不够，面临着成本高、风能资源评估不精细、政策配套不完善、风机制造技术不成熟、设备本土化程度低等挑战。

一、国家政策大力支持，地方规划纷纷出台

目前，我国近海风场的可开发风能资源是陆上实际可开发风能资源储量的3倍，其风能储量远高于陆上，具备为海上风电发展的先决条件，未来发展空间巨大。鉴于此，国家和地方政府非常重视，近年来相继出台了一系列政策及规划，以支持和促进我国海上风电产业的发展。在国家层面，2008年发布了《近海风电场工程规划报告编制办法》和《近海风电场工程预可行性研究报告编制办法》；2009年发布了《海上风电场工程可研报告编制办法》和《海上风电场工程施工组织设计编制规定》，印发了《海上风电场工程规划工作大纲》；2010年1月22日，国家能源局、国家海洋局联合下发了《海上风电开发建设管理暂行办法》，以规范海上风电建设；2010年3月25日，工业和信息化部发布《风电设备制造行业准入标准》（征求意见稿），明确表示，“优先发展海上风电机组产业化”。近期，国家能源局启动了中国首轮海上风电首批特许权招标，并已经向辽宁、河北、天津、上海、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西、海南等11省份有关部门下发通知，要求各地申报海上风电特许权招标项目。可见，国家开发海上风电的步伐正在加快。

在国家政策大力支持下，我国地方政府纷纷出台了“十二五”海上风电发展规划（见表1）。

表1 我国主要省/市海上风电装机规划

资料来源：水电顾问工程集团公司

在未考虑电力市场消纳的情况下，根据各省规划初步成果统计，上海、江苏、浙江、山东、福建等省2015年海上风电规划装机约1010万kW，其中近海风电590万kW，潮间带风电420万kW；2020年海上风电规划装机2280万kW，其中近海风电1770万kW，潮间带510万kW。目前，辽宁、天津、河北、广东、广西、海南等省（区、市），也在开展海上风电规划工作，但规划目标尚未确定。今后，国家还将根据全国各省海上风电规划及项目前期工作进展情况，择优选择项目，有效安排和落实2015年、2020年规划目标。

二、风电企业争先“下海”，产能技术仍须堪忧

在中国陆上风机日趋饱和的情况下，进军海上风电市场成为中国主要整机企业的共同选择。各整机企业积极筹划、先入为主抢占市场。如华锐风电成功中标中国第一个海上风电示范项目——上海东海大桥项目；金风科技投资30亿元在江苏大丰经济开发区建设海上风电产业基地项目，并计划将其建设成为国内最大、世界领先的海上风电装备制造基地；中船重工（重庆）海装风电充分依托集团公司在海洋工程领域的基础研究和试验基地等优势，整合风电整机和配套设备的研发实力，形成全产业链。现已组织实施了2MW近海潮间带批量装机工程，正致力于研发近海5MW风电机组，国家科技部授牌成立了“海上风力发电工程技术研发中心”等。

目前，我国国内风电制造业已形成涵盖叶片、齿轮箱、发电机、塔架等主要零部件的生产体系。从风电整机的供需情况来看，叶片和整机近两年投产的产能超过了未来两年预计的市场需求，即将出现产能过剩。根据国内主要风电整机厂商的产能扩张计划，2009～2010年整机市场有效产能分别达到了1100万、1900万千瓦左右，而从排名前三的华锐风电、金风科技和东方电气的产能推算，2009～2011年的产能将分别达到760万、1100万和1500万千瓦。而且中国目前生产风电整机的厂商大多是在2006～2007年开始研发，2009～2010年进入小批量生产阶段，这些风电整机厂家必将在未来几年展开激烈的市场争夺，产能过剩必将导致风电整机产品价格和利润率的下降。

此外，随着我国风电产业的快速发展，带动了风电设备市场火热，大量国际风电巨头纷纷来华投资设厂，或采取强强联合的方式，导致大部分风电设备都是中国制造。据统计，国内的生产风电设备的厂家有80多家，但是这些厂家大部分都是进行简单的组装工作，也就是从原材料零部件企业买入叶片、发电机、齿轮箱等零件，在厂内进行组装，然后出售，它们本身并不具备独立开发生产风电设备的能力，这对我国海上风电产业健康发展将产生较大的影响。

三、风机制造技术不成熟, 设备本土化程度低

我国风电产业起步相对较晚，国内生产的风电关键部件技术不够成熟，缺乏基础研究积累和人才，研发能力有待提高。虽然目前已基本掌握大型风电机组的制造技术，能够生产单机容量2MW以上适合海上风能资源的风电机组。如全国能够批量生产单机容量2MW以上风电机组的制造企业只有6家，分别为华锐（3MW）、金风（2.5MW）、上海电气（2 MW）、湘电（2MW）、北重（2 W）、海装（2MW）。但是大型兆瓦级风电机组的总体设计技术和重要零部件的设计制造技术尚未掌握。自主创新能力薄弱，缺乏具有自主知识产权的风电技术。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、材料等原因，导致国产化的零部件质量、性能均低于国际水平。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，其机组性能价格比的初期优势不明显。因此，应尽快建立国家级风电技术研发机构，整合国内现有技术资源进行基础性、公共性技术研发；应建立健全风电设备的技术标准、检测和认证体系，推动风电技术进步、保证风电产品质量、促进成本降低；应建设大型风能实验设施, 支持新产品的实验和检测认证。

此外，在风电机组零部件制造方面，除了轴承、变频器、电控系统外，其他关键零部件已基本实现了本地化。随着今后风电技术进步，我国风电产业体系将更加成熟，海上风电的成本也会明显下降，其竞争力必将显著增强。

四、我国海上风电发展主要建议

目前，国内海上风电无论是市场运作经验还是风机制造水平方面，与国际先进水平相比还存在很大的差别。我们应该认清自己的不足，加强国际技术交流与合作，发挥科研院所的研发优势，厂所合作，突破海上风电机组技术，在高起点上提高海上风电产品开发步伐和总体水平。世界海上风电在未来的20年里将会迅速发展，尤其是欧洲，海上风电已获得欧盟及欧洲各国政府的大力支持，因此，海上风电的国际市场空间十分广阔。

第一、进一步认识发展海上风电的重要性。我国东部沿海地区具有良好的风力资源，海上可开发风力资源初步估计为750GW，海上风电的发展应该成为我国风电产业未来发展的一个重要方向。因此，首先要对我国海上风力资源进行更为细致可靠的普查，明确我国海上风电产业的发展潜力；其次，要从未来能源战略的角度制订海上风电发展的中长期规划，促进人们对产业发展形成稳定的预期。

第二、加快提高风机制造技术的研发水平。我国的风机供应链的高端仍然由全球风机巨头所主导，甚至垄断。为了提高国产风机的市场竞争力，必须鼓励国内科研机构和电力设备生产企业加大对风电设备特别是大容量风机的科研投入，组织跨行业联合攻关，形成战略联盟，共同开发海上风电项目。由于海上发电同样面临着最终并网发电的问题，加强与电力集团的合作，解决风电入网的各种技术问题，尽快研制和生产具有自主知识产权的风电设备，减少对进口设备的依赖。

第三、发挥政府海上风电产业的促进作用。我国海上风电产业发展要克服技术、经济和机制方面的约束，必须借力有效的公共政策。首先要强化我国风能法律法规建设，制定详细的购电协议和规则以及与风能开发利用相关的促进法规及其管理条例等。其次，完善风电价格政策，详细制定风电价格机制中的定价规则、标准和方法。此外，建立完善的经济激励政策体系，逐步制订税收、信贷、投资、价格和补贴等方面的经济激励政策。

第四、加快风电配套设施的建设。如电网建设相对滞后，2010年底我国风电装机容量约为4183万千瓦，并网容量约为3107万千瓦，在电装机容量方面首次超过了美国，但是发电量只有500亿千瓦时，仍低于美国。一般来讲国外先进水平未并网容量不会超过10%，而中国一般高达30%以上，影响了风电效率和效益水平的提高。同样，测风塔是用来采集风电场微气象环境内的风、温度、湿度、气压等气象信息，然后根据测量的数据选择适合安装的机型。目前我国气象数据都是直接通过气象局来采集的，这样的数据精确度低，针对性差，缺乏科学性。因此，我国应该重视测风塔的建设，为风场的建设提供准确的观测数据，这样会提高风场运行效率，也会减少风机的故障率。