整機與零部件：誰掣肘風(fēng)機性能提升？
http://www.zouyunfu.com今年以來，風(fēng)電領(lǐng)域大事件不斷：我國成為全球大風(fēng)電裝機市場，成立能源行業(yè)風(fēng)電標準化技術(shù)委員會，開展海上風(fēng)電招標……風(fēng)電大發(fā)展，國產(chǎn)風(fēng)機自主創(chuàng)新的速度卻相對落后。零部件制造與整機制造是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈的兩大環(huán)節(jié)，究竟誰制約了國產(chǎn)風(fēng)機性能提升？不同企業(yè)有不同的看法。
我國已開始研制3000千瓦風(fēng)電機組齒輪箱。劉文碩 攝
位于我國北方嚴寒地帶的風(fēng)電機組，其穩(wěn)定運行需要高品質(zhì)的零部件支撐。
整機制造商 ：整機制造受制于零部件
4月初，風(fēng)電行業(yè)權(quán)威資訊機構(gòu)丹麥BTM公司公布了2009年全球風(fēng)能發(fā)展情況，中國成為風(fēng)電新增裝機快的國家，全球市場占有率高的10家企業(yè)有3家來自中國。
數(shù)據(jù)令人興奮，但無法令國內(nèi)風(fēng)電機組整機制造商沉浸其中。除了要應(yīng)對70余家整機企業(yè)共同導(dǎo)致的設(shè)備產(chǎn)能過剩，它們還不得不面對與風(fēng)機零部件相關(guān)的問題。
很多整機制造商對此感覺無奈。他們認為，風(fēng)機整機的發(fā)展是快速而有效的，真正制約風(fēng)電行業(yè)的瓶頸是零部件。這既包括零部件供應(yīng)瓶頸，也包括零部件國產(chǎn)化瓶頸。
“因為被一些重要零部件‘卡住了脖子’，風(fēng)機產(chǎn)能提不上去，尤其是軸承和控制系統(tǒng)缺口大。”東方汽輪機有限公司總經(jīng)理助理張生平說，“零部件資源需要有一個培養(yǎng)過程，但目前風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，讓國內(nèi)廠家有點措手不及。”
據(jù)了解，中國的風(fēng)機零部件市場供應(yīng)原來幾乎一片空白，在風(fēng)機快速發(fā)展大約兩三年之后，才出現(xiàn)對風(fēng)機零部件的大規(guī)模投資態(tài)勢。而且零部件的研制要經(jīng)歷一個試驗周期，包括產(chǎn)品開發(fā)、小批量試制、再次改進、批量投放市場等，產(chǎn)能增加因此受到限制。
與零部件供應(yīng)相比，零部件國產(chǎn)化是一個更大難題。國電龍源電力集團公司總工程師楊校生表示，曾有一些零部件企業(yè)的產(chǎn)品在試運行階段和交付業(yè)主后出現(xiàn)質(zhì)量問題，大大增加了額外成本。
近年來，在整機生產(chǎn)快速發(fā)展的帶動下，風(fēng)電零部件制造業(yè)日益壯大，目前基本形成涵蓋葉片、齒輪箱、發(fā)電機、變槳偏航系統(tǒng)、輪轂、塔架等主要零部件的生產(chǎn)體系。但是，國產(chǎn)零部件的質(zhì)量問題同樣突出。湘潭電機股份有限公司風(fēng)電工程處一位負責(zé)人表示，當前國內(nèi)的零部件供應(yīng)商不少，但要選擇能和國外產(chǎn)品相媲美、可靠性能得到保障的零部件，就比較緊張了。
賽迪顧問咨詢機構(gòu)行業(yè)分析師路琨表示，目前，我國葉片、齒輪箱的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程較好，這也是國產(chǎn)化率高的幾種主要部件。不過，先進葉片技術(shù)大多自國外引進或聯(lián)合研發(fā)，齒輪箱的產(chǎn)能擴展較為緩慢，控制系統(tǒng)和變流系統(tǒng)的發(fā)展更是相對滯后。
記者在參加去年7月舉行的亞洲風(fēng)能大會時，的確發(fā)現(xiàn)了整機制造商所反映的上述問題。在瑞典SKF、德國Schaeffler、丹麥MITA等國際知名零部件供應(yīng)商的展臺前，有大批參觀者咨詢或索要資料；在ABB展臺中，負責(zé)講解風(fēng)電機組控制系統(tǒng)的技術(shù)員董巖，由于咨詢者太多，甚至來不及喝一口水。與此相比，國內(nèi)零部件廠商的展臺則安靜了許多。
雖然將風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的瓶頸歸于零部件，但即便是整機制造廠商也希望它能盡快發(fā)展起來。金風(fēng)科技公司相關(guān)人士表示，零部件占風(fēng)電機組成本的較大比重，如風(fēng)機葉片就占15%~20%，因此零部件國產(chǎn)化對降低風(fēng)機成本具有重要意義。
部分整機制造商說，他們和零部件供應(yīng)商懷有一樣的希望，即希望國家能考慮對零部件制造行業(yè)進行扶持。“國家已對風(fēng)機整機進行扶持，但只有在對零部件制造同樣扶持的情況下，對整機的扶持效果才能大化。”
零部件供應(yīng)商 ：零部件性能取決于主機
零部件“卡脖子”已經(jīng)成為風(fēng)電業(yè)界為人熟悉、能引發(fā)討論的話題，而且，似乎也已經(jīng)成為共識。處于弱話語權(quán)地位的零部件供應(yīng)商，對此有何看法呢？
零部件供應(yīng)商有時感到委屈。他們表示，零部件供應(yīng)商在零部件制造和研發(fā)方面的投入遠比主機廠商大得多；國內(nèi)風(fēng)機零部件行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備與國際先進水平相比已經(jīng)相差不大，高檔設(shè)備都已引進，生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制方法也基本掌握，因此產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)能得以大大提升。
《風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)業(yè)鏈和國內(nèi)外廠商競爭力分析》顯示，零部件國產(chǎn)化率已經(jīng)很高。風(fēng)機葉片、齒輪箱、發(fā)電機等產(chǎn)品配套都已比較完善，而這在幾年前還是空白。上海金馬高強緊固件有限公司總裁張奕說：“我們的螺栓產(chǎn)品可以滿足國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展需求，國內(nèi)螺栓標準也高于國際標準。目前，國外的企業(yè)也開始大量采用國內(nèi)企業(yè)制造的零部件。”
杭州前進風(fēng)電齒輪箱有限公司是國內(nèi)制造風(fēng)機齒輪箱的三大廠商之一,也是風(fēng)機齒輪箱國家標準的起草單位。該公司原總工程師、中國風(fēng)能協(xié)會機械傳動專業(yè)組組長宣安光表示，杭州前進齒輪箱集團近兩年投入幾億元，引入國際先進的磨齒機、立式磨床等設(shè)備，并建立了無塵車間，加速了產(chǎn)品研發(fā)升級。如今，杭齒自行設(shè)計的1500千瓦和2000千瓦風(fēng)機用齒輪箱已投入生產(chǎn)。
“可以說，國內(nèi)零部件制造與風(fēng)機整機制造一樣，在幾年時間內(nèi)取得了巨大進步。”宣安光說。
零部件品質(zhì)和產(chǎn)能問題當然存在，但部分零部件供應(yīng)商認為，與零部件研發(fā)的投入和所達到的自主化程度相比，如今整機制造商更應(yīng)該反思當前的生產(chǎn)策略。一家不愿透露姓名的零部件企業(yè)負責(zé)人說，過去幾年，國內(nèi)整機制造商從國外買來技術(shù)后生產(chǎn)風(fēng)機，而不考慮國情差異的實際存在，在國內(nèi)外市場漸次打開的同時，引進技術(shù)、制造產(chǎn)品的路線幾乎沒有改變過。即便現(xiàn)在常常提到的聯(lián)合研發(fā)，也往往是國外為主，國內(nèi)企業(yè)很少掌握核心技術(shù)。
這位負責(zé)人表示，當前的整機制造商往往扮演“組裝”的角色，而不是“設(shè)計制造”的角色。前者只要采購相關(guān)部件即可，而后者還涉及深入的技術(shù)研發(fā)和試驗平臺的建設(shè)。試驗平臺用于機組性能測試，屬于復(fù)雜工況下的研發(fā)平臺。但問題是，建設(shè)試驗平臺不但投資巨大，而且專業(yè)人才較為缺乏。
雖然困難，但宣安光仍希望今后有更多的整機企業(yè)在這方面進行投入。整機設(shè)計問題的解決，不但與整機制造相關(guān)，還與零部件發(fā)展息息相關(guān)。他表示，零部件只能跟著主機走，零部件的改進是與主機的改進同步的。“經(jīng)過這幾年的實踐和打拼，如今基礎(chǔ)都已具備，整機制造企業(yè)完全可以確立自己的技術(shù)路線并掌握核心技術(shù)。”
一個正確的整機設(shè)計流程應(yīng)該是：整機廠商在產(chǎn)品的長期使用中不斷積累經(jīng)驗，堅持不懈地改進和提升產(chǎn)品品質(zhì)，而后按照各個工況條件建立自己的產(chǎn)品模型，再經(jīng)過試驗論證，反復(fù)改進，直至成熟。在這個過程中，整機廠商必須和零部件制造商以及終用戶密切合作，對技術(shù)要求進行具體分析，設(shè)計合理的技術(shù)路線和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)實距離上述理想情況還相去甚遠。不少零部件供應(yīng)商說，國內(nèi)的主機廠和個別部件廠過分保守，對已經(jīng)出現(xiàn)的產(chǎn)品缺陷不走漏半點風(fēng)聲；個別企業(yè)甚至不允許到現(xiàn)場進行分析。宣安光說：“等到以主機廠為龍頭，搭建了強大的試驗平臺，零部件、維修和風(fēng)電場企業(yè)通力合作，形成一個強有力團隊的時候，整機和零部件的問題或許會得到根本性解決。”
專家建議：打造公共技術(shù)研發(fā)平臺
來自風(fēng)機整機制造商和零部件供應(yīng)商的不同觀點，實際上反映了在風(fēng)機產(chǎn)業(yè)鏈條上，仍存在彼此合作不夠順暢的環(huán)節(jié)。業(yè)界專家建議，應(yīng)該打造公共技術(shù)研發(fā)平臺，使各企業(yè)、各部門均能在此平臺上合作研究。
中國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)協(xié)會風(fēng)機協(xié)會秘書長祁和生表示：“缺少共同的技術(shù)研究平臺確實是一個問題。目前，一般都是企業(yè)自身和研究機構(gòu)合作，由此造成的技術(shù)壟斷、信息不共享，對整個行業(yè)大發(fā)展是一個嚴重的制約因素。這是一個很難解決但又必須解決的問題。”他認為，如果企業(yè)能夠聯(lián)合起來，并爭取高等院校、科研院所，實行產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，并爭取政府支持，進行產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)，將會大大提高我國風(fēng)電機組的設(shè)計制造水平。
中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會理事長賀德馨認為，風(fēng)電機組整機制造業(yè)和零部件制造業(yè)要協(xié)調(diào)發(fā)展。目前，我國許多國有制造企業(yè)和一些民營企業(yè)都紛紛進入風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，但主要是采用“總裝模式”制造風(fēng)電機組整機，而采用“配套模式”制造風(fēng)電機組零部件的很少。風(fēng)電機組零部件技術(shù)含量很高，產(chǎn)品制造質(zhì)量將直接影響風(fēng)電機組的可靠性、可利用率和運行成本，因此，也要十分重視風(fēng)電機組零部件制造企業(yè)的發(fā)展。
那么，雙方如何協(xié)調(diào)發(fā)展？賀德馨提出兩種方式：建立以企業(yè)為主體，市場為導(dǎo)向，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的技術(shù)術(shù)創(chuàng)新體系；建設(shè)公共技術(shù)服務(wù)平臺。
“建立技術(shù)創(chuàng)新體系是建立創(chuàng)新型企業(yè)的基礎(chǔ)，創(chuàng)新型企業(yè)必須有自主知識產(chǎn)權(quán)，有自主知識品牌和持續(xù)創(chuàng)新能力。”賀德馨說，可在幾個條件較好的風(fēng)電整機企業(yè)和零部件企業(yè)進行試點，對其研發(fā)機構(gòu)、研發(fā)人員、研發(fā)資金、研發(fā)項目、專利申請、產(chǎn)品品牌、能力建設(shè)和評估考核等方面提出具體要求和量化的指標。在建立創(chuàng)新體系中，要特別注意加強產(chǎn)、學(xué)、研的聯(lián)合，通過整合資源、聯(lián)合創(chuàng)新、合理安排市場份額和知識產(chǎn)權(quán)的情況下，使企業(yè)、科研機構(gòu)和高等院校優(yōu)勢互補，共同發(fā)展。
充分利用國內(nèi)外資源，建設(shè)公共技術(shù)服務(wù)平臺，則是指在技術(shù)標準、技術(shù)信息、技術(shù)數(shù)據(jù)、設(shè)備儀器、計算軟件、技術(shù)咨詢、技術(shù)培訓(xùn)等方面，由企業(yè)、科研機構(gòu)、高等院校，包括國家重點實驗室和國家工程技術(shù)研究中心等共同聯(lián)合起來，對資源進行整合、共享、完善和提高。聯(lián)合體通過建立共享機制和管理程序，逐步做到資源的有效利用，并在此基礎(chǔ)上成立國家級的風(fēng)能研發(fā)中心，檢測中心、認證中心、信息中心和培訓(xùn)中心等公共技術(shù)服務(wù)平臺。
整機制造的三個梯隊
近5年，中國通過引進技術(shù)和聯(lián)合設(shè)計，初步形成了風(fēng)機制造的三個梯隊。
梯隊是在2007年具備批量生產(chǎn)能力的企業(yè)，包括金風(fēng)、華銳等，其部分產(chǎn)品技術(shù)通過許可證生產(chǎn)方式引進，沒有自主知識產(chǎn)權(quán)。
第二梯隊是在2007年推出樣機，2008年初步具備批量生產(chǎn)能力的企業(yè)，包括上海電氣、新譽、湘電等，占當年新增裝機容量的1.52%，產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展有三種方式：通過許可證生產(chǎn)方式引進技術(shù)，采用國內(nèi)科技研發(fā)成果，與國外設(shè)計公司聯(lián)合開發(fā)。
第三梯隊則是于2008年完成樣機下線、并安裝到現(xiàn)場進行調(diào)試的企業(yè)。這其中包括遠景能源、北京北重、江西麥德等。
零部件的不完全國產(chǎn)化
風(fēng)機的零部件一般有18到19個，其中，葉片、齒輪箱、軸承、發(fā)電機等技術(shù)水平進步很快，國產(chǎn)化率也較高。不過，與國外先進技術(shù)相比，仍存在一定差距，而控制系統(tǒng)、聯(lián)軸器、制動系統(tǒng)等產(chǎn)品的國產(chǎn)化進程相對緩慢。
葉片制造方面，目前國內(nèi)有中航惠騰、上海玻璃鋼研究院等過15家生產(chǎn)企業(yè)。1500千瓦以下容量風(fēng)機葉片的設(shè)計、制造技術(shù)已經(jīng)成熟，但2000千瓦容量以上的葉片生產(chǎn)企業(yè)不多。
軸承方面，主要有洛陽軸承有限公司、瓦房店軸承集團有限責(zé)任公司等過15家企業(yè)。國內(nèi)企業(yè)在慢傳動偏航回轉(zhuǎn)系統(tǒng)軸承方面的研發(fā)進展較好，但在更重要的主傳動軸承上，仍與國外有差距。（劉文碩）
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