2010风力发电产业调研报告机械.docx

2009 风力发电产业调研报告（一） 一、国内外风电产业现状与发展趋势   1.1国际风电产业发展形势      在众多新型可再生能源中，风能分布范围广泛，风力发电技术比较成熟而且成本相对较低，最具有大规模开发和商业化发展前景，因此风力发电在改善能源结构以及节能减排方面的作用受到了人们越来越多的关注，成为目前国际上可再生能源领域发展最快的清洁能源。据全球风能理事会（GWEC）统计资料，2007年全球新增风电装机容量2000万kW，分布在全球70多个国家和地区，其中，排在前三位的是美国（520万kW）、西班牙（350万kW）、中国（330万kW）。在欧洲和美国，从新增装机容量的角度，近几年风电仅次于天然气发电。20032007年，全球风电平均增长率为24.7，总装机容量累计已达9400万kW，2008年，风电成为非水电可再生能源中第一个全球装机超过1亿kW的电力资源。风电作为能源领域增长最快的行业，共为全球提供了近20万个就业机会。以欧美等发达国家为代表，全球风电呈现出规模化的发展态势，据GWEC预测，未来五年，全球风电仍将保持20以上增长速度，到2012年，全球风电装机容量将达到2.4亿kW，年发电5000亿kWh，风电约占全球电力供应的3。国际能源署（IEA）2008年颁布的2050年能源技术情景判断，20102050年，全球风电平均每年增加7000万kW，风电将成为一个庞大的新兴电力市场。      风电技术发展迅速，水平轴风电机组技术成为主流，占到95以上的市场份额；风电机组单机容量持续增大，世界上主流机型已经从2000年的5001000kW增加到2007年的25MW；变桨距功率调节方式由于载荷控制平稳、安全和高效等优点得到迅猛发展，在大型风电机组上得到广泛采用；风能的大规模开发今后将更多依赖于规模化、系列化和标准化，以降低成本提高效益；随着关键技术和装备的逐渐成熟，海上风电开发将是未来发展的一个重要方向，MW级海上风电机组的商业化已经成为世界风能利用的新趋势。与此同时，各种新技术和新装备的应用、标准与规范的完善、产品质量的提升和风电市场的规范，也为风电产业长远持续发展奠定了坚实的基础。   1.2国内风电产业发展现状与趋势      能源和环境危机与国民经济可持续发展之间的矛盾，促进了风力发电产业的迅猛发展，风电在我国能源结构中的地位日益受到重视。中国发展并网风力发电始于1990年，到2004 年年底，全国的风力发电装机容量约有76.4万kW；2005年2月可再生能源法颁布之后，当年风力发电新增装机容量超过60，总容量达到了126万kW；2006年当年新增装机容量超过100，累计装机容量超过259.7万kW；2007年又新增装机容量330万kW，累计装机容量达到604万kW，一跃成为世界上最主要的风电市场之一。国家提出的2010年完成500万kW的目标已提前3年于2007年实现，根据相关部门预测，到2010年我国的风电装机将达到14001500万kW，而如果保障得力，到2020年有望实现1.21.5亿kW。      在国家政策扶持和市场拉动下，我国风电产业得到了长足的发展，一大批有实力的企业纷纷涉足，国外跨国公司也积极在国内组建生产企业，风电产业整体上呈现出百花齐放、百舸争流的繁荣景象。目前国内已有60多家风电整机制造企业，包括MW级机组在内的国产风电装备陆续下线并投入运行，国产风电装备的技术水平和质量都有了很大的提高，产能迅速提升。主要的进展包括：新疆金风公司1.5MW直驱式风力发电机组的生产；沈阳工业大学1MW变速恒频风力发电机组的研制生产；湘电集团2MW直驱型风力发电机组的研制生产、东方汽轮机厂、大连重工集团以及广东明阳1.5MW变速恒频风力发电机组生产。      可进行600kW2000kW风力发电机组组装生产的企业主要有：新疆金风科技股份有限公司、东方汽轮机厂、华锐科技股份有限公司、湘电集团、江苏新誉风力发电设备有限公司、浙江运达风电工程有限公司、沈阳华创风能有限公司、中山明阳电器有限公司、中船重工（重庆）海装风电设备有限公司等。生产配套发电机的厂家有：永济电机厂、湘电集团、兰州电机厂、上海电机厂有限公司、株洲时代电机厂等。生产配套齿轮箱的厂家有：重庆齿轮箱有限责任公司、南京高速齿轮箱有限责任公司、杭州前进齿轮箱集团有限公司等。      在风电机组整体设计技术上，航空集团602研究所、中国空气动力研究与发展中心、华北电力大学、沈阳工业大学、汕头大学和新疆大学等都做过很多工作；湘电集团、清华大学、北京交通大学、华北电力大学、常州轨道车辆牵引传动工程技术研究中心和北京能高自动化技术有限公司等单位，在风电机组变流与控制技术领域进行了长期研究，也已具有了一定的产业化技术实力。另一方面，由于风力发电装备是一项跨学科、跨领域、跨部门的系统工程，加上国内在相关领域基础薄弱，我国风电产业的自主发展也存在基础技术研究和自主创新实力匮乏、产业化程度低等问题，还远远不能满足风力发电发展的要求，加快自主风电产业的建设是当前和未来一段时期风力发电发展的核心任务。      （1）风力发电装备企业大多仍处于产业化初期阶段我国风电产业呈现迅猛发展的势头，但由于涉足时间比较短，除少数几家企业外，大多数企业的产业化程度仍比较低，产品大多仍还处在样机研制和实验考核阶段。而即使是国内领先的风电机组企业，其总体产业规模相对来说仍然比较小，大多处于产业化初期阶段，风电装备产业整体竞争实力距离世界先进水平还有较大差距。      （2）体系逐渐健全但仍需解决瓶颈问题在国家政策以及各级政府科研项目的支持下，经过企业、高校和科研单位的共同努力，我国风电产业的技术水平已经有了大幅度的提高，风电整机、叶片、齿轮箱和发电机等领域的产业规模和技术水平基本能够满足我国市场的需要；但另一方面，在偏航轴承、变桨电机、主轴、电控系统和变流器等一些关键零部件领域，技术和规模还远远不能满足我国风电产业发展的要求，特别是风电机组电控系统和变流器，目前仍主要依赖进口。风电产业链中关键零部件技术的缺失，使得我国的风力发电发展受到了很大的影响。一方面，关键零部件受制于人在一定程度上威胁着我国风电整机企业和风力发电产业的战略安全；另一方面，大量的进口部件直接抬高了风电机组的造价，对国内风电产业的整体效益和健康发展产生非常不利的影响。      （3）基础技术研究和自主创新实力还比较薄弱目前国内风力发电装备企业的技术（特别是关键核心技术）绝大多数是通过引进、许可证以及联合开发等形式获得，大多没有完全自主的知识产权，国内企业基本不具备自主设计、自主开发的实力。受此影响，我国风电产业的发展存在“重产品和市场推广、轻设计和研发”的问题。自主设计技术的缺失，使得我国的风电产业存在“空心化”的危险，核心技术、关键装备的主动权和主要利润目前仍都掌握在国外企业手中。受市场压力等因素的影响，我国前期风力发电技术的研究更多关注具体装置和产品的研制和开发，但在风力发电基础技术研究领域的投入严重不足。我国风电产业今后在技术竞争、市场开拓、提高经济效益等方面仍面临巨大的国际竞争压力和挑战。二、中国风电产业发展面临的问题    由于相关领域研究起步晚基础差，我国风电产业在超常规快速发展的同时，也存在许多亟待解决的问题，主要表现在：     风电整机设计技术落后。国内风电企业在整机设计技术上仍主要依赖国外。由于国内外风资源特点上的差异，很多国外的整机设计技术在国内都“水土不服”；另外，风电装备系统性强，风电机组整机设计技术的落后，将直接影响对零部件技术和市场的控制，从根本上制约了我国风电技术和产业的健康发展；     风电产业的系统配套能力还有待进一步提高。虽然国内在零部件技术上已经取得了较大的进步，但仍没有形成从风电场仿真和设计、风电机组整机设计、风电机组装备直到风电场运营调度管理完整的技术和产业链条，风电成套技术研究和产业化力量薄弱，能够对行业发展提供支撑的体系化自主技术和产品还比较落后；     国际上各种新的风电技术发展非常活跃和迅速，而我国对这些新技术（特别是大功率风电系统的新技术）的跟踪明显滞后国际先进水平。如无法在自主创新实力和新技术产业化应用上有所跨越，在国际先进风电技术快速滚动发展的形势下，我国很容易陷入“引进落后再引进再落后”的恶性循环；     随着风电装机容量的增长，风电在电网中的作用越来越大，确保风电场正常运行以及避免与电网相互间不利影响的风电场并网调度技术，越来越受到人们的重视，但是由于我国风电产业的发展速度太快，相关研究严重滞后；     随着产业规模的扩大和装备技术水平的提高，传统的风电机组检测和维护技术也面临严峻的挑战。基于在线检测和状态评估等先进技术的现代风电场运营保障技术，在我国的研究还仅仅处于起步阶段。随着风电机组数量的急剧增加，相关技术的研究与推广迫在眉睫；     我国海上风能储量丰富，与陆上风能相比，海上风能的开发利用具有很多优点。对于海上风电技术，目前的投入力度远不能满足我国可再生能源中长期发展规划中对于海上风电的预期要求（到2020年建成100万kW的海上风电）。受科技发展水平的限制，我国风电技术相对比较落后，虽经努力已经取得了长足的发展，但仍远远无法满足我国风电市场的需要，大量的国外技术和产品乘机抢占我国市场，快速形成技术、装备和市场的垄断。我国风电产业大多还不得不依靠国外的核心技术和装备，包括引进技术、联合设计和许可证等方式，国内很多风电企业工作的实质仍是简单的加工生产和组装。我国风电市场的迅猛发展，对于我国风电产业而言，既是一个难得的发展机遇，更是一个严峻的挑战。三、亟待解决的科技支撑问题    “科学技术是第一生产力”，自主创新是解决我国风电产业发展瓶颈问题的关键。     1、持续加大对自主创新的扶持力度为了给自主创新创造一个更宽容的发展环境，国家应及时出台相关政策，通过向自主技术和装备倾斜的方式，鼓励相关单位的投入，促进自主创新能力的发展。为了给自主创新提供更广阔的发展空间，国家应建立促进自主技术创新和产业化发展的政策激励环境，对拥有自主知识产权的国产风力发电装备给予财政补贴，并通过示范项目等方式促进自主研发产品和技术的推广。考虑到问题的紧迫性，在发改委和各地政府研究制定政策和措施的同时，科技部可以充分发挥自身优势，以“项目促研发”的模式，利用“风能核心技术研究和规模化推广应用”等项目的规模化示范，直接拉动社会投资促进风电产业的自主创新。     2、加大对风力发电技术基础技术研究和人才培养的支持力度为了实现我国从“风电大国”向“风电强国”的转变，国家应加大对风力发电技术基础技术研究的支持力度，重点扶持高校和有实力的科研单位，对于包括风电场选址、风能预测、风电场调度、风电机组空气动力学、风电机组动静态强度分析、风电机组高性能控制、关键原材料和生产加工工艺等基础理论和工程技术问题开展深入研究。需要加快培养建立我国风能人才培养体系，应利用国家技术研发中心、公共试验设施及检测认证能力体系的建设机会，通过国际交流以及产学研联合等方式，加快风力发电基础技术研究领域专业人才的培养，为我国风电产业自主创新能力的发展奠定坚实的人才基础。     3、建设国家级技术研究中心，开展风电机组整机设计技术攻关风电机组的整机设计技术是一项复杂的系统工程，在我国现有的风电技术水平下，任何一个单位都很难完全胜任。为此国家应组织国内有实力的单位，组成“产学研”联合团队，开展技术攻关。为增强我国风电技术基础技术研究能力，我国应尽快建立国家级风电技术研发机构（国家重点实验室和工程技术研究中心等），整合国内现有的技术资源，进行基础性和公共性技术研发，为风电技术研究、标准制定、检测认证等工作创造条件，为产业的快速发展提供技术保证。     4、重点支持关键零部件产品开发与产业化我国风力发电装备的健康发展，离不开完整的零部件技术和产业链。针对我国在风电机组零部件领域现状，重点支持偏航轴承、变桨电机、主轴、电控系统和变流器产品的开发与产业化，尽快弥补我国在相关领域与国际先进水平的差异，支持风电产业的健康快速发展。     5、加强公共服务平台和支撑环境建设部门联动、社会支持，营造风电产业的良好创新环境；落实人才、标准、专利三大战略，建立能够长期支撑风电产业自主创新的人才团队，形成对自主创新的知识产权和政策保护体系，以及一批研发、示范与产业化基地；建设风力发电装备实验检测基地，为自主创新创造有利的条件。     政策与战略研究由国家级科技计划引导，促进风电产业政策、技术政策和经济激励政策的研究与制定；持续研究风电产业发展战略，提出我国风电产业中长期发展规划建议；形成倡导风电产业自主创新能力发展的良好市场和舆论氛围，共同促进风电产业的发展。     标准规范与检测评价建立健全风电设备的技术标准、检测和认证体系是推动风电技术进步、保证风电产品质量、促进风电成本降低、保障产业健康发展和开拓国际市场的重要技术手段。建议尽早建立和完善风电设备标准、检测和认证体系和机构，完善相关检测评价和产品认证能力，确保风电产业有序发展。近期建立国家统一的风电整机、关键零部件以及风电项目资源性认证制度，适时实施强制性产品认证，从而规范市场，不断提高风电产业的技术水平，降低产业发展的整体风险。经过努力，争取到2010年完成风电和风电产业所需要的技术标准、检测条件和准入程序。     风力发电装备实验检测基地通过建设国家级风力发电装备实验检测基地，为我国的风力发电技术和装备研究生产单位提供良好的实验条件，减少产业化进程中非技术因素的阻碍，尽快实现相关核心的突破，支持我国风电产业的发展。     风电产业技术创新联盟:建立政府有关部门、金融投资机构、行业骨干产学研实体单位参与的“风电产业技术创新联盟”。研究建立产业联盟运作机制，促进国家发展战略与资本、市场、产业和技术之间的有机结合，形成有利于风电产业健康、快速发展的环境。四、对风电产业发展方向和政策的建议      风电在资源分布、开发利用成本以及技术成熟度方面的优势，使得风电在世界范围内受到了越来越大的关注，风电领域的研究方兴未艾，新技术、新装备不断涌现，影响着风电技术和产业未来发展的方向和格局。自然条件、国民经济、技术和产业基础以及能源结构等方面的差异，使得各国风电产业的发展呈现出不同的特点，结合我国风电技术和产业的现状及发展趋势，为实现我国风电产业长期快速健康发展，为国民经济发展和节能减排做出更大的贡献，建议关注并借助政策的支持促进风电产业在以下方向的发展：      1、尽快突破风电机组整机设计技术瓶颈获得并掌握WM级大型风电机组整机设计技术是关系我国未来风电产业持续健康发展的关键所在。由于风电整机设计技术自身的复杂性，单凭个别风电企业或是科研单位的努力很难有所突破。因此，依靠国家和各级政府的支持，在技术引进消化吸收的基础上，借助“风电机组整机设计及制造技术研究与推广”等项目，联合国内有实力的企业、科研机构和高校共同展开技术攻关，成为攻克风电机组整机设计技术壁垒最有效的方式之一。      2、加大新型风电技术研究力度由于种种原因，我国在传统风电技术领域与国外先进水平存在较大的差距，受制于知识产权保护以及国外企业的垄断，在今后相当长一段时期可能都很难形成真正有意义的突破。为了从根本上扭转我国风电产业发展的不利局面，有必要积极开展对新型风电技术的研究，以期尽快冲破国外企业的封锁，通过增强自主创新实力，寻求我国风电技术和产业良性发展的突破口。      3、开发适合我国自然环境特点的风电技术风资源等气象条件直接影响着风电机组的性能，随着风电装机容量的持续增长，风电机组的应用范围也越来越广，海岸和近海地区、高寒地区和低风速地区等，未来都将逐渐成为风电开发的重要组成部分。我国应尽早开展相关技术的研究，结合自然环境特点，在前期工作的基础上，有针对性地设计开发风电整机，提升综合竞争实力，扩展我国风电装备和风力发电产业未来的发展空间。      4、促进产业整合，提升整体竞争实力我国风电产业整体规模虽然不小，但资源和力量过于分散，不但产业健康发展所必需的规模化优势无法形成，还存在恶性竞争的风险。促进产业资源和产业链整合，在全国范围内促进形成若干个有较大规模化和竞争实力的整机生产制造企业，对于提升我国风电产业整体竞争实力具有举足轻重的作用。      5、扶持可以为全行业提供支持和服务的专业零部件制造企业由于种种原因，我国基本上还没有能够为全行业提供支持和服务的专业风电零部件制造企业。风电整机企业对零部件技术和市场的过度控制，不利于相关技术的交流和验证、经验的积累和性能的提升，在一定程度上也对我国风电产业的长远发展产生了不利的影响。依靠各级政府的政策和资金支持，扶持起几个有实力的专业零部件制造企业，特别是在风电变桨装置、变流装置和整机控制装置等关键零部件领域，可以为整个风电行业提供支持和服务，将对我国风电产业的发展产生积极的促进作用。