風(fēng)力發(fā)電是指把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能。風(fēng)能是一種清潔無(wú)害的可再生能源,很早就被人們利用,主要是通過(guò)風(fēng)車(chē)來(lái)抽水、磨面,人們感興趣的是如何利用風(fēng)來(lái)發(fā)電。利用風(fēng)力發(fā)電非常環(huán)保,且風(fēng)能蘊(yùn)藏量巨大,因此日益受到世界各國(guó)的重視。
我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)始于1986年,30多年來(lái)經(jīng)歷了早期示范、產(chǎn)業(yè)化探索、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和大規(guī)模發(fā)展4個(gè)階段,從2007年開(kāi)始,中國(guó)能夠自主建設(shè)風(fēng)電場(chǎng),增長(zhǎng)成為世界第一,國(guó)內(nèi)風(fēng)電企業(yè)的市場(chǎng)占有率首次超過(guò)外資。2010年,中國(guó)新增和累計(jì)裝機(jī)量首次超過(guò)美國(guó),從此開(kāi)始連續(xù)12年穩(wěn)居世界第一。
2021年,我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量突破了3億千瓦大關(guān),風(fēng)電裝機(jī)量占全國(guó)總電源裝機(jī)總量的13.9%,占全球風(fēng)電裝機(jī)的40%,風(fēng)電利用率達(dá)到了96.9%。
目前,中國(guó)風(fēng)電事業(yè)已經(jīng)取得了巨大成就,在世界能源格局中占據(jù)了舉足輕重的重要地位。中國(guó)風(fēng)電年裝機(jī)總量已經(jīng)穩(wěn)居世界第一,而且從早期的整機(jī)進(jìn)口到如今風(fēng)機(jī)及其它部件,包括葉片、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、軸承等核心部件均已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化配套。
根據(jù)彭博能源公布的數(shù)據(jù)顯示,2021年全球前10大風(fēng)電整機(jī)排名中占據(jù)了6個(gè)席位。而且,作為全球最大的風(fēng)電裝備制造基地,中國(guó)風(fēng)電機(jī)組零部件及整機(jī)產(chǎn)量已經(jīng)占據(jù)了全球50%以上的市場(chǎng)份額。
雖然中國(guó)在風(fēng)電領(lǐng)域的發(fā)展取得了很大成就,但是,風(fēng)電的關(guān)鍵材料,葉片芯材、主軸承等部分零部件仍依賴(lài)進(jìn)口。突發(fā)疫情更是打亂了國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)節(jié)奏。由于受疫情沖擊,進(jìn)出口通道受阻,國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈“卡脖子”的問(wèn)題顯得愈發(fā)明顯。
疫情爆發(fā)以來(lái),部分風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)難以按計(jì)劃交付,導(dǎo)致下游的風(fēng)電場(chǎng)無(wú)法在規(guī)定時(shí)間節(jié)點(diǎn)前并網(wǎng)。
疫情逐漸平緩后,國(guó)內(nèi)風(fēng)電企業(yè)原來(lái)打算開(kāi)足馬力,加快生產(chǎn),以求能彌補(bǔ)前期被耽擱的訂單。然而卻難以如愿以?xún)敗T诠?yīng)鏈全球化的背景之下,各國(guó)政府為應(yīng)對(duì)疫情所采取的管控措施給中國(guó)風(fēng)電帶來(lái)了不確定性,而首當(dāng)其沖的就是對(duì)風(fēng)電供應(yīng)鏈的沖擊。
中國(guó)當(dāng)前已經(jīng)成為風(fēng)電大國(guó),但盡管如此,一些關(guān)鍵原材料仍需要從國(guó)外進(jìn)口,如葉片的夾芯材料、IGBT(電力電氣件)以及各類(lèi)軸承部件。而且由于中國(guó)每年的新增裝機(jī)規(guī)模巨大,再加上正處于市場(chǎng)需求高的搶裝特殊時(shí)期,疫情爆發(fā)前這些部件的供應(yīng)就已經(jīng)很緊張。
IGBT及軸承需要從歐洲進(jìn)口,當(dāng)前工廠并未停工,只要疫情不進(jìn)一步惡化,政府的防控措施不進(jìn)一步升級(jí),短期內(nèi)這些部件的供應(yīng),對(duì)于今年的新裝機(jī)還不至于造成致命打擊。與其相比,葉片芯材的供應(yīng)情況不容樂(lè)觀。
葉片芯材是風(fēng)電葉片的關(guān)鍵材料,一般采用夾層結(jié)構(gòu)來(lái)增加結(jié)構(gòu)剛度,防止局部失穩(wěn),提高整個(gè)葉片的抗載荷能力。最常用的芯材是巴沙輕木、PVC泡沫及PET。但從目前情況來(lái)看,這3種材料的供應(yīng)都難以得到滿足。
輕木是葉片芯材的首選材料,生長(zhǎng)于南美洲,全球90%以上的輕木都來(lái)自于南美洲的厄瓜多爾。然而,厄瓜多爾是目前南美洲禽流感疫情最嚴(yán)重的國(guó)家之一,11月30日,秘魯和厄瓜多爾政府分別宣布在本國(guó)實(shí)施為期3個(gè)月的衛(wèi)生緊急狀態(tài),以遏制禽流感疫情在這兩個(gè)相鄰南美國(guó)家的擴(kuò)散。
厄瓜多爾農(nóng)業(yè)部11月30日發(fā)表聲明說(shuō),當(dāng)?shù)卮蠹s18萬(wàn)只禽類(lèi)將被撲殺,“今后90天內(nèi),受疫情影響的農(nóng)場(chǎng)所產(chǎn)禽類(lèi)以及相關(guān)肉蛋產(chǎn)品不得外運(yùn)“。
此外,葉片所需的另一芯材PVC泡沫也依賴(lài)于海外進(jìn)口,PVC泡沫不等同于PVC,PVC是PVC泡沫的原材料之一,除此之外,PVC泡沫還需要其他原材料比如發(fā)泡劑、交聯(lián)劑等塑料助劑等,經(jīng)過(guò)投料、共混、模壓、后處理等復(fù)制的工序制成。
受限于技術(shù)水平和加工工藝,國(guó)內(nèi)PVC泡沫工廠目前只能從事后加工環(huán)節(jié),在原板方面,國(guó)內(nèi)基本上不具備相應(yīng)的制造能力。
PVC泡沫原板供應(yīng)商分別為瑞典的戴鉑DIAB公司和意大利的Maricell公司,由于戴鉑在意大利擁有一家大工廠,因此國(guó)內(nèi)PVC泡沫芯材供應(yīng)高度依賴(lài)于意大利。
作為巴沙輕木和PVC泡沫替代材料的PET,現(xiàn)在雖然可以實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)供應(yīng),但由于生產(chǎn)線較少,所以產(chǎn)能有限,要滿足供應(yīng),需要擴(kuò)建生產(chǎn)線。
除了葉片芯材外,中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)還面臨主軸承供應(yīng)的難題,風(fēng)電軸承中,偏航軸承和變槳軸承的技術(shù)門(mén)檻相對(duì)較低,因此國(guó)內(nèi)風(fēng)電軸承企業(yè)的產(chǎn)能主要集中在偏航軸承和變槳軸承上,而主軸承和增速器軸承基本上依賴(lài)進(jìn)口。
由此可見(jiàn),雖然我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入了爆發(fā)期,但在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力卻并非世界第一。我國(guó)風(fēng)電業(yè)之所以在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足,難以取得絕對(duì)領(lǐng)先地位,根本原因就是,國(guó)產(chǎn)風(fēng)電機(jī)仍不能完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
事實(shí)上,早在10年前,我國(guó)風(fēng)電機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化率就已經(jīng)達(dá)到了近90%,然而10年后,我們的風(fēng)電仍然不能達(dá)到100%國(guó)產(chǎn)化。主軸承和葉片芯材依舊面臨卡脖子風(fēng)險(xiǎn)。由于核心技術(shù)被壟斷,所以我國(guó)風(fēng)電制造業(yè)不得不面臨高成本的局面。
海外企業(yè)在對(duì)我國(guó)出口風(fēng)電主軸承上所賺的毛利率達(dá)到了30-40%,而我國(guó)風(fēng)電機(jī)成品的毛利率卻僅能達(dá)到24%左右。
在高端風(fēng)電軸承領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)風(fēng)電軸承幾乎沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力,高端軸承市場(chǎng)已被瑞典SKF、日本NSK、德國(guó)Schaeffler等8大巨頭所壟斷。實(shí)際上,近些年來(lái)我國(guó)已經(jīng)有廠家能夠生產(chǎn)出高端風(fēng)電軸承,但是風(fēng)電企業(yè)還是會(huì)選擇進(jìn)口軸承。
原因在于,國(guó)產(chǎn)風(fēng)電主軸承在可靠性上,也就是質(zhì)量上不如進(jìn)口產(chǎn)品,因此被貼上了低端標(biāo)簽,雖然國(guó)產(chǎn)主軸承比進(jìn)口主軸承價(jià)格低30倍左右,但是國(guó)內(nèi)風(fēng)電企業(yè)仍不愿意冒風(fēng)險(xiǎn)去采購(gòu)。
高端軸承的背后,涉及力學(xué)、摩擦學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科,需要考慮設(shè)計(jì)、加工等實(shí)際技術(shù)問(wèn)題,對(duì)于可靠性、使用壽命、安全性的要求很高,要生產(chǎn)出高質(zhì)量軸承,需要攻克這些技術(shù)壁壘。
在中國(guó)高端風(fēng)電軸承領(lǐng)域,進(jìn)口產(chǎn)品占據(jù)了近60%的市場(chǎng),因此,我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)要完成國(guó)產(chǎn)替代,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電產(chǎn)品100%國(guó)產(chǎn)化,必須集中力量、聚集人才刻苦攻關(guān),去突破這一技術(shù)難點(diǎn)。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,中國(guó)風(fēng)電要想解決”卡脖子“問(wèn)題,需要不斷提高自身研發(fā)實(shí)力,徹底實(shí)現(xiàn)高端軸承和葉片芯材的國(guó)產(chǎn)化。事實(shí)證明,只有將核心技術(shù)掌握在自己手中,中國(guó)才能最終實(shí)現(xiàn)從制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的跨越!
責(zé)任編輯: 李穎