我國風機葉片產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及問題

摘要：解決能源短缺和低碳經(jīng)濟的要求使得我國風電產(chǎn)業(yè)在近幾年大力發(fā)展，2010年我國風電裝機容量成為世界第一。作為風力發(fā)電機的重要組成部分--風機葉片，本文從三個方面介紹了該行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，并進一步說明我國風機葉片行業(yè)出現(xiàn)的問題并提出對策。

關鍵詞：風力發(fā)電葉片問題對策

1、我國風電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1我國風力發(fā)電裝機情況

解決能源短缺與可持續(xù)發(fā)展的要求使得可再生能源技術的開發(fā)得到了越來越多的關注。目前，風力發(fā)電已是新能源中技術最成熟、最具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一，2005年《中華人民共和國可再生能源法》正式實施以來，我國風電進入了快速發(fā)展時期。截至2010年底，我國（不包括臺灣地區(qū)）新增安裝風電機組12904臺，裝機容量18927.99MW，年同比增長37.1%；累計安裝風電機組34485臺，裝機容量達到裝機容量44733.29MW，年同比增長73.3%，首次超過美國躍居世界第一。圖1為2000~2010年中國風電裝機容量統(tǒng)計。

根據(jù)報告統(tǒng)計，截至2010年年末，內(nèi)蒙古、甘肅、河北分列中國風電新增裝機及累計裝機容量的前三位。其中，內(nèi)蒙古2010年新增風電裝機達4661.85兆瓦，甘肅達3756兆瓦，河北達2133.4兆瓦。

圖1：2000~2010年中國風電裝機容量統(tǒng)計

數(shù)據(jù)來源：中國風能協(xié)會

2011年經(jīng)過5年連續(xù)翻番發(fā)展，一季度風電發(fā)電188億千瓦時，同比增長60.4%。這一增速比火電、水電和核電高出了三、五十個百分點，居各大能源發(fā)電之首。風電發(fā)展已進入轉(zhuǎn)型期，大力發(fā)展海上風電、分散式開發(fā)成為新的趨勢。

1.2 我國風電企業(yè)簡介

我國風電市場的日益增長帶動了各風電企業(yè)快速發(fā)展，表1為2010年中國累計風電裝機前20機組制造商排名及市場份額情況。

表1：2010年中國累計風電裝機前20機組制造商

數(shù)據(jù)來源：中國風能協(xié)會

由上表可得在排名前20位的風電機組制造企業(yè)當中，華銳風電以4386兆瓦的新增裝機容量和10038兆瓦的累計裝機容量排名行業(yè)第一，新增裝機容量市場份額達到23.2%，累計裝機容量市場份額達22.4%。列前三位的華銳、金風、東汽的新增裝機容量和累計裝機容量市場份額超過全部市場份額的一半。

1.3 我國風電新趨勢—海上風電

根據(jù)“十二五”可再生能源規(guī)劃，風電將作為可再生能源的重要新生力量繼續(xù)獲得大力發(fā)展，規(guī)劃2015年我國海上風電裝機500萬千瓦，2020年海上風電裝機3000萬千瓦。

我國已建和在建的海上風電項目有上海東海大橋10萬千瓦項目、江蘇大豐潮間帶30萬千瓦示范項目以及去年政府首輪100萬千瓦海上風電招標項目。國內(nèi)外相關專業(yè)人士相信，至2020年，我國將是歐洲之外唯一一個快速發(fā)展的海上風電市場，未來5年，我國海上風電將進入加速發(fā)展期[1]。

2、我國風機葉片發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 我國葉片研究和生產(chǎn)商

葉片是風電機組的關鍵部件之一，其性能好壞直接影響風電機組的風能利用效率和機組所受載荷，在很大程度上決定了機組的整體性能，在風電設備零部件中，國產(chǎn)化率最高的也是風電葉片。

目前，中航惠騰的風電葉片產(chǎn)能最大，2010年市場占有率為10%左右，其主要配套廠商有金風、東汽、運達、上海電氣、湘電風能等。國內(nèi)實力強、潛力大的風電葉片外資企業(yè)制造企業(yè)主要有：以LM、VESTAS、GAMESA等，內(nèi)資企業(yè)有保定惠騰、中復連眾、中材科技、天津東汽、國電、上海玻鋼院等。

國內(nèi)第一個風電葉片自主研發(fā)機構—華翼風電葉片研發(fā)中心在2007年5月23日已落戶河北保定高新區(qū)，填補了我國風電行業(yè)沒有葉片自主研發(fā)機構的空白。

2.2 我國葉片行業(yè)生產(chǎn)狀況

目前國內(nèi)的主流機型仍然是1.5MW、2MW，未來更大單機容量的系列化產(chǎn)品如3MW、5MW、6MW已成為趨勢。 華銳風電5MW大功率風電機組已于2010年10月出產(chǎn)，而且由其自主研發(fā)的6兆瓦風電機組于2011年5月18日在其江蘇鹽城綜合產(chǎn)業(yè)基地正式出產(chǎn)。這是目前中國單機容量最大的風電機組。相應葉片的研發(fā)工作正在進行中[2]。

長期來看風電設備是進入門檻較高、學習曲線較長、集中度較高的市場。國外市場上，前5家整機廠控制的市場份額接近80%，葉片等零部件市場的集中度也比較高（LM一家占據(jù)近30%的葉片市場份額），目前中國市場相對分散，但是集中是大勢所趨。

2.3 我國風電行業(yè)的國家政策規(guī)劃

“十二五”可再生能源規(guī)劃提出鼓勵發(fā)展以風電整機制造為龍頭的產(chǎn)業(yè)集群，防止制造產(chǎn)業(yè)布局的分散化和低級化，對符合國家產(chǎn)業(yè)布局原則的產(chǎn)業(yè)集群，以龍頭企業(yè)為紐帶，對自主創(chuàng)新的新技術和裝備給予財政扶持。到2015年，進一步提高風電設備制造的產(chǎn)業(yè)集中度，形成5家左右的大型風電設備制造企業(yè)，其國內(nèi)市場份額占到60％左右，批量化生產(chǎn)的風電設備制造企業(yè)不超過15家，對外資風電設備制造企業(yè)要提出技術先進性要求，通過檢測認證和現(xiàn)場運行比對等措施，抑制落后技術設備進入市場。而目前這一規(guī)劃正在逐步進行，葉片廠單獨很難生存，很多葉片生產(chǎn)廠家已被整機廠家收購。這也有利于零部件廠商自身發(fā)展和整機廠家的資源的合理利用、減少成本以及整個風電產(chǎn)業(yè)的管理。

3、我國風機葉片行業(yè)的問題及對策

3.1葉片生產(chǎn)廠商利潤下降

風電設備制造商發(fā)布的2010年度和2011年一季度財報顯示，凈利潤增長率逐年下降、經(jīng)營活動現(xiàn)金流凈額持續(xù)緊張、產(chǎn)品毛利率不斷下滑，成為風電設備行業(yè)的基本現(xiàn)狀。原因有以下三個方面：

其一，2009年以前，葉片行業(yè)利潤率高使得葉片生產(chǎn)廠暴增，供大于求的局面使得葉片供應商不得不降低價格拿到訂單。

其二，近年來風電價格的不斷下降。相關統(tǒng)計顯示，從2008年的6500元/千瓦降到2009年的5400元/千瓦，再到2010年底的低于4000元/千瓦[3]。葉片成本占比為風電整機的20-25%左右，必然遭到整機廠商的壓價。

其三，由于裝機階段普遍被忽視的技術、管理等缺陷的存在，2011年風機脫網(wǎng)事故頻繁發(fā)生，對風電場和電網(wǎng)的安全運行帶來了嚴重影響。這些事故的發(fā)生使得有關部門規(guī)定開始放慢風場的裝機速度，這必然影響到葉片廠商的生產(chǎn)和利潤。

整個行業(yè)利潤下降勢必會造成以下后果：一、雖然風機葉片價格逐步降低，但成本仍然很高，很多企業(yè)為了降低成本不得不要求原材料供應商降低價格，從而導致葉片質(zhì)量下降。二、以2010年為標志，各風電設備制造廠商普遍告別了以往業(yè)績的快速增長態(tài)勢，轉(zhuǎn)而進入到業(yè)績下調(diào)期，將告別產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期的高利潤時代，轉(zhuǎn)而回歸到理性增長期。這將一方面考驗龍頭企業(yè)保持業(yè)績持續(xù)增長、引領行業(yè)發(fā)展的能力，另一方面也將加速中小企業(yè)的退出進程。

要使得這一局面得到緩解還需要一段時間的調(diào)整。供大于求的局面只能隨著一部分實力較差企業(yè)的退出得以緩解，投資者也必須理性面對該行業(yè)的投資，不能盲目跟風。另外政府也應繼續(xù)從技術、資金等各方面加大政策扶持力度。

3.2 過度依賴國外技術

我國大型風機葉片產(chǎn)業(yè)起步較晚，缺乏專業(yè)的設計研發(fā)人員，總體技術較國外相對落后，而進口國外技術也是風電成本偏高的一個原因。

有關專家進行的成本比較分析結果顯示，國內(nèi)企業(yè)和國外企業(yè)原材料均占成本的80%，國內(nèi)企業(yè)勞動力成本占5%，其他成本占5%，而國外企業(yè)勞動力成本占20%。我國生產(chǎn)企業(yè)與國外生產(chǎn)企業(yè)相比只占有勞動力成本低的優(yōu)勢，如果與在華外商獨資企業(yè)相比，該優(yōu)勢并不明顯，計入購買技術所分攤的成本后，幾乎無法與其開展競爭[4]。

因此，目前應加快對風電技術人員的培養(yǎng)以實現(xiàn)風電技術的自主研發(fā)，一方面可以降低風力發(fā)電成本，滿足人們生產(chǎn)生活的需要，緩解煤、石油等不可再生資源的緊缺；另一方面，也將擺脫關鍵零部件、核心技術等對外的依存，打破國外企業(yè)的技術壟斷和壁壘，逐步提升自主研發(fā)能力和創(chuàng)新能力，同時也將迫使國外同類企業(yè)在參與我國市場競爭時能大幅度降低產(chǎn)品價格，讓利于國內(nèi)企業(yè)[5]。

3.3葉片回收問題

全球風機葉片的數(shù)量及尺寸都在迅速增長，這勢必會造成廢棄葉片產(chǎn)量的增多，而制造風機葉片的復合材料，其強度高、耐腐蝕性能好等材料特性導致廢棄物的處理和利用非常困難。

現(xiàn)有的處理廢棄風機葉片的方法有：垃圾掩埋、焚燒或回收。第一種方式在那些致力于減少垃圾掩埋數(shù)量的國家基本上已經(jīng)過時了(如，德國)。不過，目前中國采用最多的還是垃圾掩埋方式。

最常用的處理方式是焚燒。在所謂的熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)工廠內(nèi)，利用焚燒產(chǎn)生的熱來發(fā)電，為區(qū)域加熱系統(tǒng)供熱。但是，60%的廢料在焚燒之后只是變?yōu)榛覡a。由于復合材料中含有無機物質(zhì)，這些灰燼可能含有污染物質(zhì)，根據(jù)其類型和后處理方法的不同，灰燼要么進行掩埋要么回收后作為替代材料。無機物質(zhì)還會產(chǎn)生危險的廢氣，其中殘留的細小玻璃纖維可能會導致煙氣清潔過程出現(xiàn)問題，主要是在灰塵過濾設備中。

回收則是一種環(huán)保的處理方式。回收材料制成的新的更高效的葉片可以取代舊的葉片。但是目前成熟的風機葉片回收方法還很少，只有30%的纖維增強塑料(FRP)可以回收再用，制成新的FRP，而大多數(shù)則是作為水泥行業(yè)的添加材料[6]。

目前國內(nèi)外處理復合材料廢棄物的方法可以大致分為以下三種方法:化學回收、能量回收和物理回收，如表2所示[7]。

表2復合材料廢棄物回收方法對比

由于風電行業(yè)相對來講仍是一個新興行業(yè)，在風機葉片的實際處理方面經(jīng)驗很少。因此，風電系統(tǒng)如果想獲得足夠的拆除、分離、處理等方面的實際經(jīng)驗，可能需要20年以上的時間。

4、總結

2005年到2009年我國風機葉片行業(yè)迅速發(fā)展，由于較大的利潤吸引了眾多中小企業(yè)的加入而出現(xiàn)產(chǎn)能過剩，加上風電價格的下降以及2010年風電行業(yè)事故頻發(fā)造成葉片行業(yè)的利潤下降，使得各企業(yè)有其是中小企業(yè)處于較為艱難的階段。此外，風電技術過度依賴進口也成為制約我國風電產(chǎn)業(yè)的一大因素，隨著風電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，損壞及老化葉片的問題也逐漸凸顯。這些問題的產(chǎn)生給目前中國各風機葉片生產(chǎn)商一個巨大挑戰(zhàn)，只有盡快調(diào)整企業(yè)內(nèi)部結構，加快技術進步才能我國葉片行業(yè)重回生機。

參考文獻：

[1]未來5年我國海上風電將進入加速發(fā)展期[EB/OL]．(2011-7-28) http://www.gongkong.com/Common/Details.aspx?Id=

2011072817580800001%20Type=mknews.

[2]華銳風電出產(chǎn)首臺6MW風機，更適應海上環(huán)境[EB/OL]．(2011-05-31)http://www.chinanews.com/ny/2011/05-31/3077937.shtml

[3]三年價格腰斬，風電設備商洗牌在即[EB/OL]．(2011-7-18)

http://www.newenergy.org.cn/html/0117/7181141593.html

[4]譚果林，劉彥程，廣宇等．調(diào)整風機葉片產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結構[J]．高科技與產(chǎn)業(yè)化，2010，6:22-23.

[5]馮偉，李穎潔．基于產(chǎn)業(yè)鏈的中國風電裝備制造業(yè)發(fā)展策略研究[J]．中國科技論壇，2010，2:(10)66 .

[6]Kari Larsen．Recycling wind turbine blades[J]．Renewable Energy Focus，2009，9(7):70-73.

[7]孫超明，王嶸，柴紅梅．復合材料廢棄物的回收與再利用[A]．杜善義，肖加余.復合材料:創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展(上冊)[C]．北京：中國科技出版社，2003:250-252