辽宁风电装备制造业的发展定位、问题与对策

2012-01-05 01:46王炳元
关键词:辽宁风电风机

张 弛,王炳元

(沈阳工业大学经济学院,沈阳 110870)

【装备制造业发展研究】

辽宁风电装备制造业的发展定位、问题与对策

张 弛,王炳元

(沈阳工业大学经济学院,沈阳 110870)

风力发电是现阶段技术最成熟、最具商业化发展前景的新能源产业,作为风力发电重要环节之一的风电装备制造业,其重要性不言而喻。在对国际和国内风电产业发展规律进行总结的基础上,根据辽宁省自身的发展基础,提出辽宁风电装备制造业的发展定位,并以此为出发点分析当前存在的主要问题——产业链条短与核心技术缺乏,针对这些问题从产业集聚与创新等方面提出相应对策。

装备制造业;风电装备;风电产业;产业链条;核心技术;产业集聚;产业创新

在化石能源资源日益紧张的情况下,清洁能源和可再生能源的开发与利用成为世界各国首先关注的问题。在过去的10年间,全球风电产业不断超越其预期的发展速度,而且一直保持着世界增长速度最快的能源的地位[1]。作为一个工业发达、常规能源严重不足而风力资源丰富的省份,辽宁也对风电产业的发展给予了高度关注。在辽宁9大新兴产业布局中,新能源排在第2位。辽宁在“十二五”规划中提出,将在新能源方面重点发展核电、风力发电等产业,推动智能电网、分布式能源系统建设,初步形成新能源产业集群。

近期有关风能产业重复建设、无序上马的议论颇多,已成为一个热点问题。风力发电作为一种清洁能源本身并不存在所谓过剩,过剩的是风力发电设备。但似乎与此相矛盾的是,风电设备制造能力仍是我国风电产业发展的瓶颈。一方面是产能过剩,一方面是供给不足,这就给辽宁的风电产业提出了一系列非常尖锐的问题,亟待研究解决。

一、辽宁风电装备制造业定位:经验与基础

风力发电产业包括2个方面:一是风场的建设及并网发电,二是风电装备研发与制造。二者的发展是一种相辅相成的关系,后者是前者发展的基础和前提。作为附加值高、产业链长、关联效应强的综合性高新技术产业,风电装备制造业对系统设计、零部件加工、风电施工、冶金建材、保险、金融等相关产业的发展均起到了一定的带动作用。可以说,在风电产业的发展中,风电装备制造业更具有关键意义,风电产业发展无一例外地以雄厚的技术实力和强大的风电设备制造业为支撑。

这一认识已被世界经验所证明。目前全球风力发电容量领先的国家同时都是风电装备的制造大国,风电技术成熟,产业链完整。作为长期以来世界最大的风电市场,欧盟的风力发电每年新增装机容量在过去的15年中稳步增长,从1994年的0.472GW增加到2009年的10.16GW,年均增长率为23%。目前,其累积装机容量已经达到74.77GW。与此相应,在全球风电装备制造业中欧洲也一直处于主导地位,是世界各国风电制造企业的重要技术供应商,我国大部分风电制造企业的原始技术均来自于欧洲。占据全球风机市场76.5%份额的6家公司中,欧洲公司就占了4家,分别是Vestas(丹麦)、Gamesa(西班牙)、Enercon (德国)和Siemens(德国)。在欧盟,风能发电容量居世界领先地位的德国早在20世纪90年代就展示出具有一定规模的、稳定的风机市场,云集了Enercon、Siemens、Repower等大型风机制造商,2009年这3家公司所占据的全球市场份额分别为12.4%、7%、3.1%(见表1)。

美国和印度在全球累计装机容量中的排名分别为第2、第5,它们均是风电装备的制造大国[2]。美国的Gewind是世界领先的风力发电机供应商之一,截止到2009年,其在全球拥有超过10 000台的风力发电机,整装容量达到23 GW,在德国、西班牙、中国、加拿大和美国都有生产和加工厂,而且自2003年以来就一直与Vestas把持着全球风电设备供应商的头两把交椅。Suzlon是印度最大的风电设备制造公司,其世界排名已从2009年的第6上升到2010年的第3,同时全球市场份额从6%上升到9.8%,并拥有亚洲地区30%的市场份额。该公司风力涡轮发电机年产能达到1 500 MW,是世界上利用风能技术发展最快的公司之一。上述老牌制造商主导了全球风机市场,2009年,世界排名前10的风机制造商占据了全球88%的市场份额,而其所在国家的风电发展无一例外都处于世界前列。

表1 2009年全球10大风电设备供应商在国际市场上的累计装机份额

我国风电产业的发展也深刻地受到风电装备制造业的影响。近年来,我国的风电装备制造业成为成长最快的装备制造领域。目前,我国已基本掌握了大型风电机组制造技术并具备整机生产能力的企业达92家,涌现出大连华锐、新疆金凤及东方电气等知名企业。这些企业已经具备了1.5MW风电机组的批量生产能力,金风科技股份有限公司研制的2.5MW和3MW风电机组已在风电场投入试运行,华锐风电科技股份有限公司研制的3MW风电机组也已经成功下线。此外,我国华锐、金风、东汽等企业已开始研制单机功率为5MW的风电机组。与此同时,风电核心零部件专业化生产也快速发展,基本形成了完整的产业链,叶片、齿轮箱、发电机及轴承等已开始大批量生产和交付使用。中航惠腾、南高齿、重齿、永济电机及瓦轴等专业化企业成为知名品牌,开始为国内外电机制造企业配套生产[3]2-18。

风电装备制造业的快速发展推动了我国风电产业的发展。从2005年开始,中国风电总装机容量连续4年实现翻番。2009年,中国以2 580万kW的累计装机总容量超过德国,成为世界第2,以1 380万千瓦的新增装机容量超过美国,居世界第1位。2010年,中国风电延续了其迅猛的发展势头,总装机数比上年增长约62%,风电累计装机容量达到4 273万kW,跃居全球第1[4]。中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会、国际环保组织绿色和平及全球风能理事会两家机构发布的《中国风电发展报告2010》预测:2020年,中国风电累计装机容量可以达到2.3亿kW,相当于13个三峡电站;总发电量可以达到4 649亿kWh,相当于取代了200个火电厂。

国内外经验分析表明,在发展风电产业的过程中,应将风电装备制造业作为突破口。作为东北老工业基地,辽宁省是能源消耗大省,能源供应以煤炭火力发电为主,近年来能源紧缺、环境污染等问题日渐突出。为了解决这些问题,辽宁省开始加快风电事业的发展,在国内是起步较早的省份。目前,辽宁已建设了26座70~100m高的测风塔,织就了涉及22个县区的风能资源观测网,风电能源储量达0.89亿kW[5]。1993年,辽宁第1个风电场建成发电,但初期发展较慢,直到2005年底,全省风电场的装机容量也只有12万kW,占全国累计装机总容量的10.1%,位列全国第4[6](见表2)。此后,辽宁风电发展加速,2006—2010的5年时间里,风电装机容量增长了16倍(见图1),2010年累计装机容量达407万kW,在全国仅次于内蒙古、甘肃。按照这个增长幅度,2012年辽宁风电装机容量将突破300万kW。

图1 2001—2010年辽宁风电累计装机容量及增长率

在这种背景下,辽宁显然有必要推动风电装备制造业的发展。事实上,辽宁也具备发展风电装备制造业的条件。辽宁制造业竞争力在全国排名第9,是竞争力较强的省份之一,而装备制造业一直以来都是辽宁制造业的主力,已形成了很强的研发、制造等综合加工能力。在2010年辽宁全部工业增加值的8 684.7亿元中,装备制造业的比重达到31.8%,比上年增长27%;在装备制造业的8大领域中,通用设备制造业、专用设备制造业、金属制品制造业的竞争力在全国均排名前4[7]。目前,辽宁拥有风机制造所需的铸钢铸铁制造基地、关键部件锻造基地、大型结构件加工基地等。在配套方面,如电机、轴承等核心部件,也都可以实现就近取材。

不仅如此,辽宁风电装备制造业已初具规模。目前,辽宁风电整机制造企业已经达到22家,包括华锐、华创、沈阳中科等国内外知名风电企业,并形成了一条较为完整的风电产业链,各类零部件供应企业达到百余家。2010年,辽宁风电企业华锐风电新增装机容量从2009年的3 510MW增至4 386MW,超过GE位居全球第2,所占全球市场份额从9.2%跃至11.1%。此外,辽宁在风电科研、风电教育等方面也迅速崛起,技术创新能力和生产能力均在不断增强。沈阳工业大学、辽宁省风力发电技术工程研究中心、辽宁省风力发电技术重点实验室等高等院校和科研院所,使辽宁风电技术综合研发实力位居全国前3位,总体技术水平保持国内领先、国际先进。另外,辽宁的高校和辽宁省风力发电技术培训基地等人才培训机构为风电行业输送了大量人才。

《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》中明确了加快振兴装备制造业的目标。《意见》确定了16个关键领域,要求实现这些领域的重大突破,其中包括大功率风力发电机等新型能源装备及大型清洁高效发电装备。根据我国的“十二五”规划,截至2015年底,风电新增装机容量将达到90 000MW。根据BTM的预测,未来5年中国对风电装机容量的需求将超过18 000MW/年,到2015年,中国累计风电装机容量会达到105 000MW,年度新增装机容量将继续保持世界第一。这预示着辽宁风电装备制造业的发展将面临一个广阔的、潜力巨大的市场,也提示辽宁应将已具备一定竞争力的风电装备制造业作为战略性新兴产业给予扶持,将风电装备制造业定位为辽宁风电产业发展的引擎、装备制造业结构升级的重要方向以及新能源产业发展的侧重点。辽宁应以世界经验为鉴,立足现有基础,大力发展高端、高质、高效的风电装备,进一步扩大风电装备制造业的规模,争取在全国新能源发展中占领更大的市场份额,成为我国风力发电的产业基地。

二、辽宁风电装备制造业主要问题:产业链与技术

如果说辽宁在风电场建设上还存在风能资源开发利用程度不高、风电场规模普遍较小、平均装机容量偏低并且发展分散的问题(如阜新和盘锦作为辽宁风能资源最丰富的区域,在建和计划修建的风电场有限,目前在建的大部分风电场装机容量仍在十几万kW以下),那么在风电装备产业上辽宁面临的问题更具有挑战性,是决定辽宁风电产业竞争力的关键。

1.风电装备制造的经济规模尚未形成,整机和关键零部件供应能力薄弱,运行故障率较高

在风电产业链中,风电装备制造是最主要的环节,主要包括风电整机制造和关键零部件制造。目前,辽宁风力发电机生产制造产业发展迟缓,实现规模化生产的整机机组厂商只有大连华锐,至于风机设备中的关键零部件,如大型轴承、浆叶和永磁电机等,省内具备生产能力的企业也寥寥无几,生产供应能力明显不足。由于风力发电与其所处气候条件、风况等自然环境密切相关,目前世界上还没有任何一种风机能适应我国所有地区,大多数欧洲风电机组供应厂商提供的产品都是按IEC标准、Ⅱ级风况、-20℃ ~+40℃温度范围设计的,对辽宁的气候条件很难适应,造成较高故障率。虽然省外有企业生产相关设备,但是产品质量又难以保障。另外,从国外购买的零部件价格很高,导致辽宁风机整机生产成本较高,风电场运行的故障率偏高,存在比较严重的安全隐患。

2.风电设备核心技术多依赖引进,自主研发能力有待加强

据了解,目前国内风电整机制造商有90多家,但其中拥有自主知识产权的企业不多,拥有自主研发能力的企业更少。辽宁虽然有能够实现风电设备研发国产化的企业和科研院所(如大连重工集团、沈阳工业大学风能所等),但是大多数企业还处于对国外核心技术的跟踪和引进阶段,对于风电产业中的核心技术并未完全掌握,设备国产化程度不高,对风电新机型开发能力不足,关键部件如控制系统、关键轴承等仍然依赖进口[8]。辽宁省兆瓦级风电机组的国产化率还不到30%,商业化风电机组多通过采购零部件进行组装生产,缺乏深入的基础研究,没有形成产学研相结合的研发体系[9]。

3.风电相关企业水平参差不齐,无序竞争,影响产业整体发展

由于国家和政府财政的支持,辽宁的风电设备制造企业和风电场运行企业大量涌现。一方面,出现了大批不具备风电设备制造能力的小企业,他们为了抓风电产业发展的商机,匆忙上马,盲目求快,从国外厂家拿来技术就进行批量生产,产品质量自然很难保证[10]。还有许多企业在利润的驱使下盲目追求风机产量,忽视质量,致使许多风机吊装完毕后在运行中频频出现故障,给项目业主造成额外损失。另一方面,这种现象导致产能过剩,使风电设备产业整体处于非良性生态之中。与诸多行业产品价格随产业发展自然走低不同,风电设备包括整机和零部件价格由于风电设备招标过程中“低价者中标”的规则而一次次“被降低”,各企业往往忙于价格战而无心挖掘企业成长的内生动力。

4.风电产业人才缺乏,影响风机产品质量

相关的数据显示,目前不仅在辽宁省,而且在全国范围内存在风电人才短缺的现象。风电产业虽然规模不小,但它仅仅是近几年才刚刚兴起的产业。也正因为如此,相关方面的教育体系尚不完善。辽宁省虽然也有一些院校开设了风能相关专业,但每年毕业的学生都远远满足不了市场需求,特别是系统掌握风电理论并具有风电工程设计实践经验的复合型人才更是匮乏,难以适应当前风电产业快速发展的需要。目前,辽宁省风电行业的工程技术人员多是从其他行业转行的,没有经过专业的技术培训。这既影响了风机产品质量,也使风机在生产过程中所出现的问题无法准确地反馈给设计人员,从而阻碍了对风机设备进一步的技术改造。不可否认,大量培养风电装备国产化急需的专业人才是辽宁省今后一段时期的迫切工作。

三、辽宁风电装备制造业发展对策:集聚与创新

从产业链角度分析,破解辽宁乃至我国风电装备制造难题的关键在于加强产业内分工协作,通过纵向一体化降低交易成本,实现产业集聚和提高自主创新的能力,为此,应着重做好4方面的工作。

1.统一规划、规制与引导,强化优势企业发展

辽宁应在充分掌握风能资源分布状况、自身风电机组设计制造能力及实际财政规划之后,制定合理的风电行业规划,明确阶段性目标、主要思路、重点任务和政策措施。针对当前风电装备制造企业规模小、实力弱等特征,通过产业规制与引导或兼并、收购等方式来减少风电装备项目的重复建设与盲目上马,提高风能产业的准入门槛,建立合理的技术标准,加快强制性检测和认证制度的建设[11]。要扶持有实力的企业集团,以便集中力量强化优势企业发展,使其形成规模经济,实现风电装备的规模化,降低风机成本、风电成本,延长风机运行时间、风电机组寿命,这样既可以为公司积攒雄厚的资金实力,又可以增强与下游风电开发商的议价能力。到那时,辽宁的风电设备制造产业才能真正既做大又做强。

2.实现产业合理布局,增强产业集聚度

辽宁应采取措施推动风电产业发展空间的合理布局,改善企业各自为战、独自进行风电设备研发、引进、消化、吸收、再创新,缺少合理分工协作的现象,通过主导产业或核心环节的前后向联系效应,建设一批特色风电装备产业基地;或通过建立以企业为主体、市场为导向、政产学研商相结合的风电装备产业技术创新战略联盟来打造产业链,吸引国内外配套企业向辽宁靠拢,在一定的时空范围内形成产业聚集,以推动风电装备制造业和新能源产业发展。同时,政府要发挥政策宏观导向和市场竞争机制的作用,鼓励以整机龙头企业为依托,通过建立产业联盟来整合行业资源,促进产业内部整合与合理布局,以市场促发展,以竞争促创新,着力培养几家跻身世界前列的大企业。应以发展有实力、有影响的整机为重点,通过整机企业的龙头辐射效应,带动相关配套零部件产业及测试检验平台、培训咨询中心等的发展,提高产业集中度,增强产业关联效应,形成功能完备的风电产业链,带动辽宁风电产业的整体发展,打造出技术起点高、规模效益显著的风电装备产业集群,使省内的风电产业形成整体优势,产业资源得到优化配置和充分利用。

3.综合运用各种手段,培育自主创新能力,占据产业链高端环节

辽宁应充分利用在风电设备制造领域已有的技术创新优势和多年积累的宝贵经验,进一步发展和建立各级风电技术工程中心、实验室及技术转移机构,通过给予资金支持和税收优惠、构筑信息共享平台、国际合作等手段,促进产学研相结合和成果转化,避免由于技术落后而陷入被动局面。应将新能源的科学研究、技术开发及产业化纳入各类科技发展规划,在高技术产业化和重大装备扶持项目中安排专项,支持研究机构和企业在核心技术方面提高自主创新能力,加快风电机组关键零部件的研发工作,重点在兆瓦级风机总体设计、高效率能量转换叶片、高可靠性齿轮箱等重点技术方面加大研发力度和产业化力度,抓紧开发更加适合我国资源优势的特色技术,如海上风电技术,永磁直驱电机技术和抗风沙、抗台风、防腐蚀的电机技术等,以提高风电设备的国产化程度,打造具有自主知识产权的风电产品,使辽宁风电装备企业尽早占领产业链的高端环节。

4.加大产业培训力度,培养具有坚实知识基础和实际工作技能的技术人员

人力资源是一个产业发展的基础,这一点对于风机行业这样需要专业技术人员的大型设备制造行业尤为重要。相对于风力发电机组已经发展得非常成熟的欧洲企业来说,辽宁现在无异于还处于受制于人的位置,要想不永远步人后尘,唯一的办法就是培养一支优秀的技术团队。目前,辽宁几所具有风能专业培养资质的学校已经设立了相关专业,对于这样的学校,教育部门应该在政策、资金方面给予扶持。同时,在进一步巩固风能产业科技型人才培养优势的基础上,辽宁还应加快构建操作型技工的培训体系,以补充辽宁风机领域非常紧缺的技术人才,使辽宁的风电产业和技术人才培养实现相辅相成、共同发展。

[1]时璟丽.世界风电发展形势及我国风电制造业面临的机遇[J].可再生能源,2009(3):1-2.

[2]GlobalWind Energy Council.Globe wind report2010[EB/OL].[2010-09-20].http://www.gwec.net.

[3]李俊峰,施鹏飞,高虎.中国风电发展报告[M].海南:海南出版社,2010.

[4]罗宇凡.中国风电装机容量去年增幅超70%可再生能源发展加速[EB/OL].[2011-03-24].http://news.xinhuanet.com/2011-03/24/c_121228019.htm.

[5]辽宁风电能源储量达0.89亿千瓦[EB/OL].[2011-03-31].http://www.chinaero.com.cn/rdzt/qjny/zxdt/ 03/98080.shtm l.

[6]张蔷.东北地区风能资源开发与风电产业发展[J].资源科学,2008(6):897-903.

[7]万志华,宋连成,李裕丰.辽宁装备制造业竞争力研究[J].沈阳工业大学学报:社会科学版,2010(3):199-203.

[8]吴伟.辽宁风电产业发展中的问题和对策研究[J].辽宁省社会主义学院学报,2010(3):69-72.

[9]陈磊.风电制造业急需苦练内功[J].自动化博览,2009 (7):28-29.

[10]国务院发展研究中心“重点产业调整转型升级”课题组.新能源产业的发展思路和政策建议[J].发展研究,2009(12):43-46.

[11]周鹤良.风电产业面临新形势新任务[J].电气时代,2009(11):43-45.

Development positioning,problem s and countermeasures of wind power equipmentmanufacturing industry in Liaoning Province

ZHANG Chi,WANG Bing-yuan
(School of Economics,Shenyang University of Technology,Shenyang 110870,China)

Nowadays,wind power generation is a new energy industry which has themostmature technology and the best development prospect of commercialization.As an important link of wind power generation,

the importance of wind power equipmentmanufacturing industry goeswithout saying.Based on summarizing the development rules of wind power industries both home and abroad,the development positioning of wind power equipmentmanufacturing industry in Liaoning Province is proposed according to its own development basis.Taking it as starting point,the main problems nowadays are analyzed,namely,the short industrial chain and the lack of core technology.Countermeasures are brought forward from perspectives of industrial cluster andinnovation according to these problems.

equipmentmanufacturing industry;wind power equipment;wind power industry;industrial chain;core technology;industrial cluster;industriaLinnovation

F 416.61

A

1674-0823(2012)01-0030-05

2011-07-07

教育部人文社会科学研究青年基金项目(10YJCGJW019);辽宁省教育厅人文社会科学研究一般项目(W2010316)。

张 弛(1971-),女,辽宁沈阳人,副教授,博士,主要从事世界经济等方面的研究。

(责任编辑:吉海涛)

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