我国风电产业发展现状及存在的问题

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我国风电产业发展现状及存在的问题2009-08-0616:37:24.0机经网　　能源是国民经济发展的重要基础，是人类生产和生活必需的基本物质保障。我国是一个能源生产大国，也是一个能源消费大国。随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对能源的需求也越来越高。　　长期以来，我国电力供应主要依赖火电。“十五”期间，我国提出了调整能源结构战略，积极推进核电、风电等清洁能源供应，改变过渡依赖煤炭能源的局面。　　金融危机下，新能源产业正孕育着新的经济增长点，世界各国都希望通过发展新能源产业，引领本国走出经济低谷。近年来，我国政府对新能源开发的扶持、鼓励措施不断强化，风能作为最具商业潜力的新能源之一，备受各地政府和电力巨头追捧。　　自2005年我国通过《可再生能源法》后，我国风电产业迎来了加速发展期。《可再生能源发展“十一五”规划》提出：在“十一五”时期，全国新增风电装机容量约900万千瓦，到2010年，风电总装机容量达到1000万千瓦。同时，形成国内风电装备制造能力，整机生产能力达到年产500万千瓦，零部件配套生产能力达到年产800万千瓦，为2010年以后风电快速发展奠定装备基础。　　2008年，我国新增风电装机容量达到624.6万千瓦，位列全球第二；风电总装机容量达到1215.3万千瓦，成为全球第四大风电市场。预计，2009年我国风电新增装机容量还会翻番，届时在全球新增风电装机总量中的比重，将增至33%以上。按照目前的发展速度，中国将一路赶超西班牙和德国，2010年风电装机容量有望达到3000万千瓦，跃居世界第二位。　　目前，我国正在紧锣密鼓地制订新能源振兴规划。预计到2020年，可再生能源总投资将达到3万亿元，其中用于风电的投资约为9000亿元。根据目前的发展速度，到2020年，我国风电装机容量将达到1亿千瓦。届时，风电将成为火电、水电以外的中国第三大电力来源，而中国也将成为全球风能开发第一大国。　　设备制造行业现状　　根据最新风能资源评价，全国陆地可利用风能资源3亿千瓦，加上近岸海域可利用风能资源，共计约10亿千瓦，发展潜力巨大。　　为了合理有序的开发现有风能资源，首先需要进行的就是加强产业服务体系建设，扶持建立风能资源评价，风电场设计选址，产品标准，技术规范，设备检测与认证的专门机构。培育一批风电技术服务机构，建成较健全的风电产业服务体系。建设2～3座公共风电测试试验基地，为风电机组产品认证和国内自主研制风电设备提供试验检测条件。目前，工信部与国家能源局等相关管理部门目前正研究制定规范风电投资市场，完善风电设备产品标准及质量认证体系的相关政策，保证风电产品质量，促进成本降低。　　风电产业的发展和进步不应盲目追求风电机组的装机容量，而应从我国各地区风场风资源的优劣、当地电力需求及电网输配电能力状况、风机性能及发展通盘规划，有序调控、全面协调、均衡平稳地发展。　　首先，把风电科研纳入国家科技发展规划，安排专项资金予以扶持。支持国内科研机构提高创新能力，引进国外先进技术设备，加快消化吸收，尽快形成自主创新能力。目前，国产化比例规定较难落实，国产化质量提高和认同有个过程，风机制造企业仍需在自主创新上下功夫。 　　其次，建立一个统一的行业标准。由于目前没有对风电机组和风电场的入网标准和检测标准严格监管，绝大部分风电机组的功率曲线、电能质量、有功和无功调节性能、低电压穿越能力没有经过检测和认证，而且多不具备上述性能和能力，并网运行的风电机组对电网的安全稳定运行造成了很大的影响。　　第三，加强科研投入和人才培养。目前我国缺少专门风电研究机构，风电场建设和装备制造中的关键技术、公用技术研究和检测认证体系建设等严重不足。　　风电设备制造是一项集空气动力、机械制造、发电机、电力电子、自动控制和高可靠性设计为一体的综合性高新技术产业。由于种种原因，我国还没有建立起专业的风电技术研究开发机构，缺乏从设计、制造、安装、调试及运营管理的人才培养体系，难以适应当前风电快速发展的需要。因此，需要在国家级科研机构和大学设立风电技术应用基础研究项目，开展相关的风能资源、流体动力学、机械制造、电力电子、电力并网等方面的理论和实验研究。将基础研究与人才培养相结合，根据风电发展需要培养一批研究生等高级人才，选择一些高等学校和中专学校，设立风电专业课程，逐步建立起风电专业。同时，结合风电发展需要，定期举办风电技术培训班，解决目前风电人才紧缺的问题。　　第四，改变整机进口免税、部件进口征税的办法。限制整机进口，对于国内尚不能生产的零部件或散件应给予进口免税，以此鼓励逐步国产化，促使外国公司将整机制造技术向国内转移，达到更好消化、吸收、创新的目的。通过与国外合作，快速消化创新，以便将来形成自主知识产权。产业发展过程存在的问题　　一、产能过剩、竞争激烈　　风电产业的快速发展，带动了风机产业的发展。中国风能协会数据显示，在短短的几年内，中国风电整机制造企业从2004年的6家急剧扩张到了现在的70多家。此外，风电设备部件制造企业总数也已超过百家，仅叶片厂就有50多家。从企业产能计算，已经超过市场容量。　　到2010年，目前的70多家企业按现有规模全部建成，产能完全释放后，风电设备产能将达到年产3500万至4000万千瓦。而今后十年，我国的风电场建设速度可能维持在年装机1500万至2000万千瓦之间。因此，风电机组制造企业面临不可避免的激烈竞争，风电设备市场也必将迎来残酷的买方市场。市场经济的法则决定了最终会淘汰一部分企业。有关方面预计，虽然现在国内有众多的风机企业，但最终可能大型企业会剩下三、五家，中型企业剩下十来家，其余的企业将很难在市场竞争中生存下来。　　在目前风电特许权招标的模式下，竞争者不得不降低风机价格和扩大产量来获得竞争优势。市场上规模化程度最高的华锐风电、金风科技和东方电气具有明显的竞争优势。其他实力较强的制造型企业，如上海电气、湘电股份和天威保变，扩产速度也会加快。上述企业凭借其与五大电力集团的长期合作关系，都可以获得一定的市场份额。其他生产规模不大的企业，生存环境会日趋艰难。　　据统计，2008年内资（合资）企业新增装机容量排名前十位的依次是华锐、金风、东汽、运达、上海电气、明阳、航天安迅能、湘电、常牵新誉和北重。前三位华锐、金风和东汽的新增装机容量总和约为359万kW，占2008年新增装机比例为57.43%。 二、核心技术缺失　　近年来，我国风电装备的技术能力有了较大提高，风机零部件方面，相比十年前我们什么都依赖进口，现在基本上什么都有能力国产了，一些主要零部件，由于性价比高，接到国外的订单也不少。然而，大部分零部件实现了国产化并不等于风机就能实现国产化，在风机整机的研发和设计上，我们依然没有掌握核心技术。我国规定风电场使用设备的国产化率要达到70%，但形势并不乐观，因为在这70%的设备中，绝大部分的技术引进于国外，知识产权仍在国外，而不是我国自己的技术。　　因为核心技术缺失，关键零部件大多掌握在外方手中，所以产业扩张受制于人。轴承、电控系统等供应依然是行业发展的瓶颈，国内企业还无法大规模自主生产。因为供货时间、周期无法保障而影响生产进度，从而影响企业规模的扩张。　　作为一个风能大国，要把风能产业做大做强，一定要建立一个以企业为主体，产、学、研相结合的技术创新体系。只有掌握引进技术、拥有自己的新技术才能避免受制于人，实现可持续发展。　　另外，技术相对落后也导致了新能源不具备价格优势，成为新能源无法市场化、产业化的瓶颈。　　欧洲市场正在进行新一轮对风机技术的革新，对调压、调频、无功输出都有具体的要求，最终要求风电设备达到和其他火电一样的调节能力，这是最终的目标。　　三、风电设备产品的质量还不稳定　　由于风电设备制造业竞争激烈，有的企业为了尽早占领市场，把精力过多地放在产能发展上，没有严格按照产品研发的程序，从科研样机到产品样机之间给出足够的时间来发现问题、解决问题。然而，目前国内风电制造企业的样机刚出来，运行试验周期不足一年，来不及反复试验和论证，就进入批量生产了。通常，风机产品要求交付之后的使用寿命要达到20年，并且在前两年，生产厂家要负责风机的维修和管理，一旦出现问题，还要赔偿风电场由于停机、停电造成的经济损失。　　所以，国内风机厂家仍须保持冷静的头脑，稳扎稳打地走好每一步，一味追求订单却忽略产品质量风险，是一种盲目的乐观。　　四、风电场建设和电网建设还没有做到和谐发展　　目前，我国风电开发模式是“建设大基地、融入大电网” ，而电网调节问题还没有达到规模化风电接入的要求。有关数据显示，截至2008年底，我国风电装机容量已突破1215.3万千瓦，其中1000万千瓦风电机组已通过调试可以发电，但仅有894万千瓦的装机容量并入电网。　　目前在欧洲国家，风电装机容量的比例能达到10%～20%，甚至可以达到30%，之所以能够达到这么大的比例，除了欧洲的电网能力强外，还因为其拥有技术先进的风机设备，电网侧的变电站可以控制电机侧的风机，变电站通过网络可以对各个风机的发电量进行集中控制。但我国使用的风机都是用最大功率输出进行控制的，所以，按照目前的技术水平，一旦超过5%就会严重影响电网侧的正常运行。　　所以，要想彻底解决这一问题，首先要增强电网对大规模风电接入的适应性，包括增强电力系统的灵活性和加强电源侧和负荷侧的管理。目前，正在规划的智能电网建设是对风能利用方式很大的支撑。当然，我们在考虑接入大电网的同时，也要考虑分布式电源系统和区域间的调度问题。　　其次，要研发使用世界一流技术的风机，而不能使用落后的风机。　　发展方向　　国际风电产业日益向着一体化、国际化、大型化方向发展，技术上要求很高，风力发电机组要求可靠、寿命周期长，因此零部件的精度、功能要求高。随着风力发电技术的发展，风电机组的原理和结构也在发生变化，未来的风电机组在向结构简单化，体积减小的方向发展。　　在风力发电系统中两个主要部件是风力机和发电机。风力机向着变浆距调节技术发展、发电机向着变速恒频发电技术发展，这是风力发电技术发展的趋势，也是当今风力发电的核心技术。　　针对“十一五”期间我国风电产业发展方向、规划安排和重点任务，以及现有的技术状况，今后我国大力发展大型风电机组的重点是，努力掌握大型风力发电机组核心关键技术，包括总体设计、总装技术及关键部件的设计制造技术等，整机技术路线将以目前欧洲国家流行的变桨变速的双馈异步发电型、低速永磁同步发电型为主。　　目前，我国生产最多的还是有齿轮箱风力发电机组，属于欧洲2000年左右研发的风机。少数企业虽然初步掌握了直驱永磁技术，但在整个产业链中还没有普及。从长远利益来看，直驱永磁风力发电机组转换效率高、维护量低、变速范围大，取消了沉重的增速齿轮箱，发电机轴直接连接到风机轴上，转子的转速随风速而改变，其交流电的频率也随之变化，经置于地面的大功率电力电子变换器，将频率不定的交流电整直流电，再逆变成与电网同频率的交流电输出，是未来风电技术的发展方向。