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技術頻道

風力發(fā)電機葉片現(xiàn)狀分析及發(fā)展

據(jù)統(tǒng)計:隨著我國風能市場的擴大,風機制造業(yè)逐漸進入高速發(fā)展期。國內(nèi)外眾多制造企業(yè)開始進入我國風能市場。除已經(jīng)規(guī)模生產(chǎn)的新疆金風外,即將在我國建廠的企業(yè)不少于十家,其中包括Vestas、GE、Gamesa等國際風電巨頭,同時又有大連重型工業(yè)集團、東方汽輪機廠、北京萬源工業(yè)公司、哈爾濱電機廠、哈爾濱飛機集團等國有大型企業(yè)。部分企業(yè)情況如下:

大連重工起重集團有限公司計劃利用地理優(yōu)勢與企業(yè)已有生產(chǎn)能力優(yōu)勢發(fā)展風機制造業(yè)。該集團已經(jīng)購買德國Fuhelander1.5兆瓦MD70和MD77 型風力發(fā)電機組整機設計,并投巨資與部件生產(chǎn)商共同開發(fā)兆瓦級風機部件,計劃在2006年生產(chǎn)100臺1.5兆瓦風力發(fā)電機組,主要用戶將是華能集團。

中國火箭運載研究院下屬的北京萬源工業(yè)公司與西班牙納瓦拉能源水電集團公司(EHN)合資成立了江蘇南通航天萬源安迅風電設備制造有限公司,生產(chǎn)1.5兆瓦EHN70和EHN77型風力發(fā)電機組。該合資公司將在2006年6月立起33臺風力發(fā)電機組。

東方汽輪機廠是機械工業(yè)100強和全國三大汽輪機制造基地之一,該廠購買德國Repower1.5兆瓦MD70和MD77型風力發(fā)電機組整機設計,已經(jīng)獲得山東魯能集團首批七臺風力發(fā)電機組的訂單。

哈爾濱聯(lián)創(chuàng)集團計劃投資6.4億人民幣開發(fā)3兆瓦海上風場,同樣采用直驅永磁電機。3兆瓦低速電機是龐然大物,提高風輪轉速是降低發(fā)電機重量的有效辦法。聯(lián)創(chuàng)集團已經(jīng)與瑞爾科技達成潛在的合作意向,合作開發(fā)高尖速比、低實度的3兆瓦風輪。

新疆金風購買德國Vensys62,1.2兆瓦機型,并自行改進設計,首臺樣機已經(jīng)安裝并測試。由于其引入的發(fā)電機余量較大,完全適用于1.5兆瓦風機,金風公司已經(jīng)有意向與瑞爾科技合作開發(fā)1.5兆瓦風輪,采用木質復合材料葉片并力爭達到更高的尖速比與轉速,這種設計是其他葉片制造商在中國難以實現(xiàn)的。金風在我國擁有強大的技術團隊與良好的行業(yè)聲譽,同時自己擁有風場,發(fā)展前景可觀。

以上五家公司都在風機制造業(yè)投入巨大,從不同渠道買入歐洲主流技術或自行開發(fā),擁有良好的制造業(yè)基礎保障團隊的建設,擁有良好的行業(yè)關系保障后期市場,但都在尋求葉片的供應。

葉片是風力發(fā)電機的核心部件,造價約占整個設備的1/4到1/3。我國現(xiàn)有制造并銷售葉片的工廠僅天津LM與無錫中航惠騰兩家。和世界上絕大多數(shù)葉片制造業(yè)一樣,這兩家均采用以玻璃鋼為主要結構體的生產(chǎn)技術。LM主要為GE等自己不生產(chǎn)葉片的歐洲大型客戶提供1.5兆瓦葉片,年產(chǎn)可達百套葉片,目前在天津的生產(chǎn)已經(jīng)趨于飽和,將很難保證以上風機制造企業(yè)后期大規(guī)模的訂單。中航惠騰主要為金風提供660千瓦和750千瓦葉片,正在開發(fā)1.3兆瓦與1.5兆瓦葉片,2004年產(chǎn)葉片裝機約4萬千瓦。Vestas和Gamesa計劃近期在中國建廠,但僅為自身提供葉片。我國在未來四年計劃新裝風力發(fā)電機組超過 300萬千瓦,然而以上幾家葉片廠每年總共能提供葉片僅幾百套,可裝機約幾十萬千瓦。雖然LM與無錫中航惠騰都在籌劃擴建,但近期內(nèi)難以滿足市場的需求。此外,上海玻璃鋼研究所也與國外先進設計技術結合,準備進入風能工業(yè)。

此外,從國際市場來看,仍存在較大的市場需求。例如美國計劃未來兩年內(nèi)裝機500萬千瓦,日本和澳大利亞也有與中國規(guī)模相當?shù)氖袌鲆?guī)劃。由于在中國生產(chǎn)的葉片運到美國西海岸以后,仍比在美國生產(chǎn)的葉片便宜。故以中國市場為基礎,公司產(chǎn)品亦可擴展到海外市場。

十、影響價格因素分析

一般認為影響技術價值的因素主要有以下幾個方面:

1、技術的先進性及對技術產(chǎn)品產(chǎn)生的影響

上世紀80年代,歐洲復合材料葉片工業(yè)的創(chuàng)始人,現(xiàn)英國瑞爾科技有限公司董事長兼首席技術官JimPlatts教授在英國懷特島創(chuàng)建了木質復合材料葉片生產(chǎn)基地,以芬蘭樺木復合材料為主要材料制造風力發(fā)電機葉片,并獲得的成功。經(jīng)過20多年的生產(chǎn)實踐,該產(chǎn)業(yè)基地積累了豐富的生產(chǎn)工藝經(jīng)驗,并將這些經(jīng)驗加以記錄和整理成一整套生產(chǎn)工藝文檔。

2004年,瑞爾科技開始調(diào)研適合作為風力發(fā)電機葉片主要材料的中國本土材料。經(jīng)過2年的大量測試數(shù)據(jù)的比較,發(fā)現(xiàn)在所有的材料中,唯一比芬蘭樺木具有更高力學性能且性價比更好的材料是中國的毛竹。所以,瑞爾科技最終決定利用竹質復合材料代替芬蘭樺木復合材料生產(chǎn)風力發(fā)電機葉片,并在國際竹藤網(wǎng)絡中心和大莊地板公司的協(xié)助下針對毛竹進行了更加詳細的試驗測試。現(xiàn)在,木質復合材料風力發(fā)電機葉片的制造工藝已經(jīng)與竹材的選材、測試和加工進行了充分的融合,最終成為竹質復合材料風力發(fā)電機生產(chǎn)技術。

委估技術包括設計技術、生產(chǎn)技術、原材料工藝要求和測試技術,貫穿產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程。

2、技術的壟斷與競爭

竹質復合材料風力發(fā)電機葉片在世界上尚屬首創(chuàng),之前從未有任何一家團體或個人將竹材引入風力發(fā)電機葉片的生產(chǎn)。其他機構目前不掌握上述技術。

3、技術的性能

與傳統(tǒng)制造技術相比,復合材料風機葉片制造技術降低了啟動工業(yè)的資金密集程度,提高了生產(chǎn)效率,提高了產(chǎn)品性價比。并且,采用木材作為主要結構材料,大大降低了生產(chǎn)能耗,使得風力發(fā)電機更加符合環(huán)保要求。

瑞爾科技通過近兩年的科學研究和試驗測試,證明中國毛竹優(yōu)于制作風力發(fā)電機樹脂增強復合木質槳葉的芬蘭樺木。與現(xiàn)有的木質材料和玻璃纖維材料相比,國毛竹竹材在以下關鍵參數(shù)中擁有更好的性能:拉伸強度/密度(拉密比)、壓縮強度/密度(壓密比)、彈性模量/密度、抗疲勞性能。同時竹質復合材料的引入可大量減少價格昂貴的碳纖維的用量,從而大大的降低了風力發(fā)電機葉片的制造成本。另外,與木材相比,竹材具有更好的性價比、能耗產(chǎn)出比和更快的生長速度,因此能夠進一步提高風槳的性能價格比。

4、技術的成熟程度

瑞爾科技擁有的木質復合材料風力發(fā)電機葉片的生產(chǎn)工藝文檔,是一個生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)20年的生產(chǎn)工藝經(jīng)驗的積累,同時還詳細的記錄了該生產(chǎn)工藝發(fā)展進步的歷程?,F(xiàn)在Vestas仍然沿用原有技術在懷特島生產(chǎn),并計劃依此在中國進行木質葉片的生產(chǎn),進一步說明了該技術的成熟度和先進性。

5、技術的保護措施及有效程度

技術保護從三個方面進行:①與技術團隊核心人員簽訂保密協(xié)議和離職非競爭協(xié)議;②不斷完善設計和制造技術,并不斷開發(fā)新技術。③擬申請注冊發(fā)明專利,對產(chǎn)品核心技術進行保護。

6、技術的經(jīng)濟壽命周期

技術的經(jīng)濟壽命主要受替代技術的出現(xiàn)時間影響。根據(jù)評估人員與瑞爾科技相關技術人員多次討論以及征詢風力發(fā)電業(yè)內(nèi)專家的意見,認為該技術的獲利能力在10年左右。本次評估我們?nèi)∑浣?jīng)濟壽命為10年,即自2006年至2015年。

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