刘光德¹ 姚兴佳¹ 单超²

（1沈阳工业大学 辽宁 沈阳 110023，2沈阳工程学院 辽宁 沈阳 110161)

沈阳工业大学风能所虽有20多年的研究经历，但在2000年以前，兆瓦级风电机组也是朦胧的概念。1996年以前，仅研究15KW以下的永磁小型离网风电机组以及75KW的并网机组，在1996年真正自主开发200KW并网风电机组，运行于辽宁东岗风电场。虽然成就比较显著，但与国际风电行业的发展水平相比还有很大差距，特别是风电机组的基础研究、部件及整机设计和生产制造，一直是风电产业发展的瓶颈。

国内最早引进定桨距风电机组的3家企业分别为新疆金风、浙江运达、西安维德，都是NODEX的许可证600KW机组，每台设备支付很高的生产许可费，严重制约行业企业的发展。仅仅新疆金风集团在自治区政策的支持和企业自主本地化的努力下，进一步开发750，850机组，形成国内最高的市场占有率，也是最大的风电整机企业。稍后是西安维德，有一定的装机规模，其次是浙江运达。但是所有的欠缺都是核心设计技术、控制系统等，难以摆脱受制于人，企业发展缺乏自主知识产权，必然限制行业发展。

鉴于以上的限制，在2001年国家科技部立项863计划，开发自主知识产权自主设计的“兆瓦级变速恒频风电机组”，沈阳工业大学风能所一举中标，打响向大型变速风电机组进军的号角，向国际成熟风电行业学习并用5年时间赶超发达国家20年风电行业经验。

我国风电场设备目前主要依靠进口，850变距机组主要是VESTAS、GEMESA等，1500KW主要是美国GE能源。现在德国、美国、丹麦等几个世界级风机制造巨头订单已经排到两年以后，主要订货商都是中国的公司，这些设备价格昂贵，生产周期长，严重制约风电场的装机进度和发电质量。

现国内各个大风电场安装的商业运行风力发电机组中，100%是国外设计的产品，75%左右是进口产品。

1、我国风电企业无法与国际巨头抗衡

许多外国公司在风电研发方面已有十几年的经验，世界一流的风机制造商通过合并和收购方式日益壮大，占领了相当大的市场份额。但在我国，风电产业刚刚兴起，涉足风机产业的企业大多是小公司，并且多为民营企业。中国企业要在群雄林立的风电领域占有一定份额，困难非常大。目前的市场状况是超过3/4的风机产品主要由下列四大风机制造商供应：Vestas公司、GE风能公司、Enercon公司、Gamesa公司。Vestas和Bonus公司经过多年的发展已在世界上建立了良好的商业信誉；Enercon公司向客户提供其独特的无级变速风机；GE风能公司则依附于国际上知名公司，其母公司美国通用电气公司在国际上就享有极高的声誉。

近年来，外国大公司又大举进入我国，如已经进入风电行业的通用电气公司，以及2004年10月进入风电行业的德国西门子公司，使得我国风电企业在本国的市场占有率微乎其微。其中丹麦的Vestas公司和NEG Micon公司不断合并来壮大企业实力，他们在全球市场份额上分别位居第一和第二，两家公司在2003年底合并。西班牙最大的两家风机制造商Gamesa公司和Made公司也于2003年底完成合并。因此，刚刚起步的实力弱小的我国风电企业，根本无法同这些实力雄厚、在本行业享有极高声望的大企业竞争。

2、发展体系未建立，风电设备制造艰难起步

我国的风电发展大体可分为三个阶段：第一阶段是1986～1990年，是我国风电项目的探索和示范阶段，其特点是项目规模小、单机容量小；第二阶段是1991～1995年，为示范项目取得成效并逐步推广阶段；第三阶段是1996年后，为扩大建设规模阶段。截至2005年底，我国除台湾省外建成风电场62个，安装风电机组1864台，总装机容量为126.6万千瓦，排在世界第8位、亚洲第2位。与此同时，我国风电场建设和运行的成本也在逐步降低。初始投资从1994年的约12000元/千瓦降低到目前的约9000元/千瓦，风电的上网电价也从超过1.0元/千瓦时降低到约0.6元/千瓦时。截至2006年底，国内风电设备制造商在国内累计装机容量为296840千瓦，仅占全国总装机容量的22.7%；国外风电设备制造商累计装机容量为1010825千瓦，占全国总装机容量的77.3%，我国风电设备市场份额的3/4被国外设备厂商占据着。

3、设备设计和制造水平落后

风电机组的基础研究、设计和生产制造一直是我国风电产业发展的瓶颈。现国内安装的风力发电机组中，100%是国外设计的产品，75%左右是进口设备，且主要为600千瓦的产品。

中国从20世纪70年代开始研制大型并网风电机组，但直到1997年在国家“乘风计划”的支持下，才真正从科研走向了市场。由于国家和企业投入的资金较少，缺乏基础研究积累和人才，我国风力发电机组的研发能力严重不足，总体来说还处于跟踪和引进国外先进技术的阶段。

目前，我国所掌握的750千瓦及以下容量的风电机组制造技术，只相当于国际上20世纪90年代中期的水平。而国际厂商提供的主要机型为单机850千瓦和1.5兆瓦机组，丹麦Enercon公司可提供2兆瓦的机组。此外，由于我国风电机组的测试和认证体系尚未建立。风电机组配套零部件的研发和产业化水平较低，增加了整机开发的难度。特别是对于变桨变速型风电机组，国内相关零部件研发、制造方面处于起步阶段。如变桨距系统、低速永磁同步发电机、双馈式发电机、交直交变流器及电控系统，都需要进行科技攻关和研发。

4、购买制造许可证，造成缺乏自主知识产权

2005年以来，国内多家企业采取高价购买国外已有的1.0～1.5MW机组的制造技术，在国内生产机械零部件，国外采购控制系统、高精密零部件，最后在国内总装的方式，准备生产满足市场需求的产品。

按照这种引进方式，一般首期须付几千万元的技术转让（限许可生产）费，以后每生产一台，须交纳几十万的技术提成费，使得机组生产成本居高不下，市场竞争能力弱。更重要的是，外方在协议中提出，引入方不能自我设计、生产与引入机型功率相近的产品，这必然限制了引入方持续发展能力。技术引进、消化吸收和掌握，是一个耗时很长的过程，从技术引进到形成大批量生产能力，至少也要1～2年的时间。

5、国内设备制造商面临较大挑战

面对巨大的风电设备市场，加上国家政策的鼓励，国内风电设备制造商纷纷加大投入，对外寻求合作，以稳固并扩大自己的地位。此外，还有30余家公司摩拳擦掌，准备通过自主研发、购买生产许可证或者合资合作的方式获得风机技术，进入风机制造业，来分取市场份额。但在众多的国内厂商中，除了金风科技外，其他厂商只占有5.2%的市场份额。即使是金风科技也远未达到行业领先者的水准，而国内不少企业的风机产品还处在研发阶段，距离商业化尚有时日。

6、不断进步的技术使强弱差距越拉越大

当前，推动风电行业技术进步的因素包括：期望开发大型陆上和离岸风机技术、降低成本、提高效率、改善对电网的干扰等。这些不断进步的技术也为新进入该领域的中国企业设置了门槛，使它们从一开始就要努力达到先进技术。这种情况下，就要考虑是与一种目前技术成熟的机型竞争，还是寻找另外的竞争优势。于是，后进入的企业只能停留在追赶的阶段，要想超越或取得重大技术突破非常困难，导致强弱差距越拉越大的结果。

缺乏技术工人和科技人员是我国风机本地化面临的又一重大障碍。在一个缺乏风机生产经验的国家建立一个新的风机生产企业，这个风机公司就要肩负着风电技术开发的重任，制造商要么自行生产，要么进口整个风电系统的全部零部件。此外，为了保证及时的维修，要备齐全部零部件，而且要有技术熟练的机械师来进行维修。但目前我国的风电企业极其缺乏经过良好训练的技术工人和科技人员。

7、知识产权问题阻碍我国引进先进技术

对于国内刚刚进入风电企业的新公司来说，直接从国外先进制造商引进技术是尽快获得先进技术并开始生产的最佳途径，它们普遍采用“引进消化吸收再创新”的模式。但是由于国外知名风机生产企业担心转让技术会培养出自己的竞争对手。所以，技术上对我国购买的企业实行封锁，使得我国的风机生产商只能从二流或三流风电公司才能购买技术，虽然购买方付出高额的技术转让费，但知识产权仍归出售方所有。

此外，为了防止成员之间可能产生的贸易壁垒，世界贸易组织(WTO)制定了严格的贸易法规。一些国家为了鼓励进口风机零部件，将进口整机系统的税率提高，设置的贸易壁垒，贸易保护主阻碍了我国这样的国家引进技术。

8、外商垄断市场带来巨大的威胁

目前,国际风电设备市场基本为几大国际风电巨头所垄断。这些国外风电制造商已纷纷在我国建厂,丹麦的VESTAS、西班牙的GAMESA和印度的Suzlon在天津建厂,美国的GE Wind在沈阳建厂。这四巨头在我国的年生产能力已经超过300万千瓦，威胁我国进入风电设备制造的企业。

9、外商高额投资对我国风力发电设备自主研发构成威胁

前一个时期，国家和企业在这方面投入的资金较少，研发起步较晚，致使我国目前没有成型的产品；各地普遍缺乏基础研究积累和人才，所以我国在风力发电机组的研发上处于跟踪和引进国外的先进技术阶段。表现为国内引进的产品，多是国外淘汰技术，偶有引进先进的技术，但是图纸先进，国内配套厂的技术、工艺、材料跟不上，由于国产化百分比的要求，使风力发电设备长时间不能达到预期的运行目标。部分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，其机组性能价格比在运行初期无法体现。近两年美国、丹麦、印度、德国等风力发电设备生产大国的生产厂家在国内广泛寻求合作，严重影响了国内的自主研发，使得我国风力发电设备这一幼稚产业受到严重冲击。国内风电企业数以百亿、千亿计的投资，扶持了国外风电设备产业的发展，对我国风力发电设备的自主研发构成严重威胁。

10、研发中对设备配套重视不够，造成产品系列性、连续性不强

在研发风电机组过程中注重于产品本身，风电机组配套零部件的研发和产业化水平较低，这样增加了整机开发的难度，降低了开发的速度。由于试验和测试手段的不完备，有些零部件不能在实验室内实验，零部件必须在装配后到风电场现场才能运行调试，风电机组的测试和认证体系尚未建立。产品系列性不强，缺乏标准件，适用性强的零部件，特别是部件的生产设计技术和时间受到限制。

11、风电机组整机制造业和部件制造业缺乏宏观调控，发展不协调

目前，我国20多家国有制造企业和一些民营企业采用“总装模式”制造风电机组，整机进入风电产业，而采用“配套模式”制造风电机组零部件的企业则很少。还有一些制造零部件的企业也准备进入制造整机行列。在风电场特许权项目建设时，采用国外风电机组必须有70%的零部件要在本地生产的要求，因此，存在零部件配套满足不了风电发展的要求的问题。风电机组零部件，如叶片、齿轮箱等，其技术含量很高，产品制造质量将直接影响风电机组的可靠性，可利用率和运行成本。

12、国内近年装机过快，技术不成熟

截至2006年上半年，我国除台湾省外建成风电场近70个，安装风电机组两千余台，总装机容量为近150千瓦，排在世界第8位、亚洲第2位。为加快推进风力发电设备国产化，上海电气、上海申新风力发电设备有限公司、上海交通大学等单位已经筹划在上海着手大型兆瓦级风力发电机（尤其是海上兆瓦级发电机组）的开发和生产。目前国家规划的主要项目有广东省沿海和近海示范项目31万千瓦；福建省沿海及岛屿22万千瓦；上海市12万千瓦；江苏省45万千瓦；山东省21万千瓦；吉林省33万千瓦；内蒙古50万千瓦；河北省32万千瓦；甘肃省26万千瓦；宁夏19万千瓦；新疆22万千瓦等。目前各省的地方政府和开发商都要求增加本省的风电规划容量。同时增加这么多的装机，国产设备从数量到质量都跟不上要求，这就给国外产品以可乘之机。

 

由沈阳工业大学负责产业化的国家“８６３”计划项目之一的兆瓦级变速恒频风力电机组，符合世界先进风电技术的发展趋势，代表自主知识产权的风电产业，在竞争中具有明显的技术优势、成本优势与价格优势，标志着中国在风电这一绿色朝阳产业方面再进一步，它的研制成功使中国风电产业的发展开始摆脱了受制于人的局面，极大地促进了中国风电产业的发展。优势已经凸现：

1、具有完全的自主知识产权。该机组技术先进、性价比高，可在变化风速条件下获取最大能量，在风速达到每秒4米的风况下即能发电。该机组在发电机齿轮相等四个核心部件方面，而且几大部件生产已经完全成熟，齿轮箱有南高齿和重齿，双馈发电机有兰电集团和永济电机，叶片有上玻所和保定惠腾，轮毂为一汽锡柴，主轴为太重，控制器为自主设计，完全拥有自主知识产权。

2、国产化设备价格较低。国产化风电机组一般比进口的价格低20%～30%，而且省去了5%～10%国际运输费用，零备件价格也较低，降低了买方的成本。据有关部门估计，随着该国产风机机组的上市投运，中国风力开发的总投资将在现有的基础上下浮动20%左右。该机组不仅为风力发电场建设采用国产设备提供了优质廉价的选择，同时也迫使国外同类产品参与中国市场竞争时，价格大幅降低。

3、可靠的技术支持和快捷的售后服务。完备及时的技术支持及服务，只有国产化设备生产厂家能为风电场用户提供。根据有关部门统计，进口风电机组中齿轮箱有15%损坏，更换齿箱不仅花费很长时间，影响发电量，而且要付出很高的代价。例如，新疆达坂城风电二场引进国外51台500千瓦机组，停放4年多不能发电。进口设备在过了保质期后，其维修维护成本相当高。国外维修维护人员费用约每人每天10000元人民币，此外，还有零备件的国际运输费、关税和人员的住宿费等。更主要的是，由于零备件供应不及时，造成停机带来巨大的发电损失。国内生产的机组，不仅价格低，其维修维护成本也大大降低，而且由于售后服务快捷，零备件供应及时，不会对发电量造成大的影响。

4、企业发展的市场潜力巨大。按照到2020年中国风能实际可开发量为2000万千瓦的需求预测，根据目前全国风力发电机组总装机容量不到一百六十万千瓦、仅占可开发量的千分之六的现状，风电设备市场的巨大潜力。

有了863计划的支持，国内部件厂在3年的配套基础之上，已经大大的成熟，而且对应的1.5MW，2MW风电机组配件逐步成熟，并批量定货，而且产能供应不上整机厂商。

目前，沈阳工业大学为首的自主研发团队有沈阳华创，已经装机2台1.5MW双馈风电机组于内蒙明安图风电场，常牵中心的1.5MW双馈风电机组正在组装测试，无锡宝南2MW双馈风电机组正在组装，现象表明自主设计技术逐渐得到认可和实践。

1、新疆金凤科技

1997年引进德国Jacobs公司600kW风力发电机技术，现已产100余台（2005年数据未统计入内）。2003年开发成功750kW风力发电机，于2004年投放市场。600kW机组已完全国产化，750kW机组已60%国产化。

2、浙江运达

与丹麦BONUS公司合作生产120kW风力发电机，独立开发200kW、250kW机组，国产化率达90%以上，拥有完全自主知识产权。2003年开发成功750kW机组并投入运行。

3、西安维德

1999年与德国NORDEX公司组建合资公司，组装600kW机组。但国产化率不高。

4、北京万电公司

引进奥地利600kW风力发电机技术，已生产6台。

5、东方汽轮机厂

2004年11月与德国REpower公司签定1.5MW机组生产许可证合同。正在开发、生产，预计2006年3月出第一批整机。

6、大连重工

2004年底与德国Fuhrlander公司签定1.5MW机组生产许可证合同。正在开发、生产。

7、保定惠阳

2004年底与德国Fuhrlander公司签定1.0MW机组生产许可证合同。正在开发、生产。

8、中国火箭运载发射院

2005年6月与西班牙EHN签定合资合同。

9、上海电气电站集团

重组原申新风电设备公司。

2005年与德国DEWIND公司签定1.25MW机组生产许可证合同。正在开发、生产。

10、哈尔滨哈飞威达风电设备有限公司

由哈尔滨飞机工业（集团）有限责任公司和芬兰WinWind共同出资，于2005年3月注册成立。主导产品为1MW和3MW变桨变速并网型风力发电组。其中，1MW机组已投入试运行。

11、重庆船舶工业公司

已于1月17日同德国Aerodyn公司签约，开发具有自主知识产权并适合中国国情的2兆瓦风力发电机组，首批样机将于2007年上半年在风场试运行。

12、明阳集团

同德国Aerodyn公司签约联合设计1.5MW风电机组。

还有很多正在起步的企业，但是目前，真正有1.5MW双馈风电机组产品装机的只有大连重型华锐风电公司和东方汽轮机风电公司。

在当前市场情况下，我国风能产业要立足国内市场，占领国内市场，并参与风能产业国际竞争，必须加快引进并吸收国外先进大型风电制造技术与自主知识产权的结合，加速风电建设国产化进程，降低设备生产和风场建设成本，迅速形成大批量、大容量、国产化、国际先进水平的风电成套设备研究制造基地和风电场建设队伍。

沈阳工业大学风能所用自己的实践证明，要想在竞争中立于不败之地，必须在自主创新上下功夫，增强自己的核心竞争力，积极推进风电科技进步，尽快建立有自主知识产权的先进设计体系及团队，为产业发展提供技术保障，为可持续发展不断提供充足的后劲。沈阳工业大学风能所在这一领域探索出的具有中国特色的风电设备研发、设计、生产的成功之路，在自主知识产权风电设备的产业化方面，为众多风电企业创立了一个典范。

作者简介：

1、刘光德（1967.1），男，山东潍坊人，沈阳工业大学风能技术研究所，总工程师，在读博士。主要研究方向为电机与电器、风力发电。

2、单超（1966.11），女，辽宁锦州人，沈阳工程学院管理学副教授。主要研究方向为企业管理、市场经济、市场营销等。