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    難國產化的風電軸承“大兆瓦”時代

    文章來源:今日頭條 | 發布日期:2020-06-15 | 作者: | 點擊次數:

    作為最難國產化的兩大風機零部件之一,風電軸承的國內市場如今仍被外企占據半壁江山。不久前,當東方電氣10MW海上風力發電機組下線時,這臺葉輪直徑達185米的“巨無霸”,將中國風電制造業帶向一個新的高點。

    但在浙江省福建三峽產業園現場的大部分見證者或許不知,盡管東方電氣先后為其攻克大葉片和發電機難關,但這臺“大國重器”的配套軸承依然來自國外。

    東方電氣內部人士透露,為其配套生產發電機軸承的是德國汽車軸承企業舍弗勒,變槳軸承和偏航軸承則由法國德楓丹(青島)機械有限公司(下稱“德楓丹(青島)”)制造。

    自中國風電行業起步以來,設備國產化成為伴隨始終的主旋律。然而,作為最難國產化的兩大風機零部件之一,中國風電軸承市場如今仍被外企占據半壁江山。更重要的是,高端風電軸承領域長期籠罩在SKF、FAG、羅特艾德、舍弗勒等外企的壟斷陰云之下。隨著大兆瓦風機時代拉開帷幕,原本基礎薄弱的中國風電軸承行業或將面臨新的沖擊。

    風電軸承-缺席大兆瓦

    當下如火如荼的海上風電大兆瓦浪潮似乎還未真正波及風電軸承業。

    即便有“中國軸承搖籃”之稱的瓦房店軸承集團(下稱“瓦軸”),其官方公布的目前能夠生產的最大軸承僅為7MW。

    2019年5月,風電電價政策落地,平價時代即將到來。大兆瓦風機被認為是降低成本的法寶。

    東方電氣官方稱,相較7-8MW機組,10MW風機可減少機位數量25%-30%,工程造價降低800-1400元/千瓦。

    面對大勢所趨,整機商掀起大兆瓦之戰,試圖搶占制高點。有業界人士將7兆瓦以上的風機定義為大兆瓦風機,也就是說,目前具備7兆瓦以上風機制造技術的整機企業才有加入大兆瓦之戰的機會。

    2019年8月,上海電氣在廣東汕頭下線首臺8MW海上風機,刷新國內最大海上風機紀錄。短短一個月后,在距離汕頭僅400多公里的福建福清,東方電氣10MW風機和金風科技8MW風機于同一天下線,為這場大兆瓦浪潮推波助瀾。

    上游供應商也積極響應。電纜巨頭亨通光電于今年6月成功交付8MW風能電纜,在國內尚屬首次。東方電氣也于同月下線國內首款10MW功率等級B900A型葉片,以90米的長度創造國內葉片長度之最。

    兩個月后,東方電氣又宣布國內首臺10MW海上風力發電機研制成功。

    但目前出產的大兆瓦風機,其風電軸承均采用國外企業產品。隱藏在中國風電行業的供應鏈問題隨著海上風電興起逐漸暴露出來。

    “相對于國際品牌的軸承,國內的軸承確實不盡如人意。”明陽智能內部人士反應。中國軸承巨頭們集體缺席海上風電大兆瓦風機軸承背后,技術難題是第一道鴻溝。

    由于風電機組安裝于高空,維護成本高,同時所處的工作環境較為惡劣,易受沙塵、水霧、冰凍等污染侵害,這要求其中的配套軸承需要具備高剛性和高可靠性,以滿足其20年使用壽命要求。

    此外,風電軸承的受力和振動情況復雜,必須承受巨大的沖擊負荷,大兆瓦風機更加要求其具備更好的抗疲勞性和載荷能力。

    不過,對瓦軸來說,技術難題并非主要原因。

    一臺風機需要配備四套軸承:發電機軸承、主軸、變槳軸承和偏航軸承。其中,主軸是最為關鍵但國產化率最低的部分。

    一位瓦軸內部人士透露,相對而言,主軸利潤偏薄,而且作為風機關鍵部件,質量要求苛刻。

    “賣出去一百臺主軸,如果其中有一臺壞了,這一百臺就沒有太多利潤可言。所以,瓦軸不是很愿意做主軸。”上述人士說。

    大兆瓦之戰對于軸承企業而言無異于一次革命。以瓦軸為例,該公司在2005年時引進的設備多為2MW風電軸承生產設備,此后又陸續具備了5MW左右的產能。

    但進擊大兆瓦時代需要更換設備。風電軸承設備昂貴,引進一臺設備需要四千萬左右。

    相對于其他軸承設備而言,風電軸承設備應用范圍單一。如果該型號產能被市場淘汰,那么這些設備成本將很難收回。

    這意味著,軸承企業受到利潤趨薄與成本高企的雙重夾擊。

    另一層顧慮來自政策波動。受政策影響,風電行業需求不穩定。這使得國內不具備大兆瓦軸承技術的玩家很難下定決心投入研發和更換設備。

    事實上,作為國產化浪潮中最難被啃下的一塊硬骨頭,風電軸承在行業興起之初就已歷經波折。

    我國風電軸承企業黃金時代

    晚霞灑在福建龍源南日島風電場,幾個滿身油污的運維工人正在為一臺風機拆卸軸承。

    服役第9年,這臺風機需要更換一臺新的變槳軸承。沾滿油污的舊軸承上,德楓丹(青島)機械有限公司的品牌標識清晰可見。

    該風機服役當年,國家能源局取消“風電設備國產化率70%”的保護政策,包括德楓丹(青島)在內的外資企業瘋狂涌入,中國風電軸承行業形勢劇變。

    此前,中國風電軸承企業曾歷過一段為時四年的黃金時代。

    2006年,國家發改委出臺“風電設備國產化率70%”的政策。在此背景下,瓦軸和洛軸等大型國企開始攻克風電軸承。

    瓦軸于當年研制成功國內第一套變槳軸承,并獲得2億元訂單。兩年后,該公司又建成世界級風電軸承研發制造基地,獲得國電聯合動力3億元訂單。

    另一家民營企業勢頭更勁。新政出臺當年,成立僅4年的天馬股份跨界入局。

    一年后,該公司在深交所上市,并開始急劇擴張。同年10月,其精密大型軸承技術改造項目建成投產。

    此時,中國風電行業正經歷第一輪野蠻生長。這一年,中國新增風電裝機量超過1300萬千瓦,整機商一度多達80余家。

    不過,本土企業唱主角的時代很快結束。2010年1月12日,國家能源局新能源司副司長史立山對外稱:應歐美要求,同時也是從自身現有發展考慮,中國已取消有關風電項目設備國產化率要達到70%以上的規定。

    此時,大部分中國軸承企業僅實現變槳軸承和偏航軸承的國產化,關乎風機壽命的主軸市場仍被國外企業壟斷。

    政策放開后,外資瘋狂涌入。SKF、FAG、鐵姆肯、舍弗勒、NTN等世界軸承巨頭相繼在中國開辦風電軸承廠。

    當年6月,德國軸承巨頭舍弗勒在中國推出風電軸承。一個月后,擁有124歷史的鐵姆肯獲得中國第一大風機商金風科技2600萬美元訂單。

    中國第三大風機商明陽智能則將其風電軸承供應商鎖定在羅特艾德和FAG兩家企業。

    羅特艾德是國際上大型回轉支承品牌商,中國第一大海上風機商上海電氣和國際巨頭西門子也在其客戶名單之列。

    上述明陽智能內部人士介紹,目前,國內整機商主軸基本采用SKF、FAG、羅特艾德等國際品牌。

    2019年2月,明陽智能7.25MW海上風機在廣東完成吊裝,成為明陽智能進擊海上風電大兆瓦時代的拳頭產品。這臺明星風機配套的風電軸承便來自羅特艾德。

    如今,明陽智能、上海電氣、東方電氣和金風科技先后拿到大兆瓦之戰的入場券。令人遺憾的是,為這些大兆瓦風機配套生產軸承的無一例外都是國外公司。

    “高端軸承研發涉及材料、油脂及潤滑、制造、設計、軸承制造裝備、檢測與試驗等一系列技術難題,還涉及接觸力學、潤滑理論、摩擦學、疲勞與破壞、熱處理與材料組織等基礎研究和交叉學科。必須在產業發展政策、技術發展規劃等方面作出重點布局,解決裝備制造業中高端軸承發展滯后的問題。”中國工程院院士盧秉恒說。

    現實是,包括軸承在內的關鍵零部件長期受制于國外,使得隱藏在上游風電主裝備制造環節的供應鏈問題凸顯。大兆瓦風機時代狂奔的步伐也或將因此放緩。

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