高新技術產業發展動態
第 3 期
湘潭市科學技術局、湘潭市發展和改革委員會、湘潭市經濟委員會、湘潭市信息化管理辦公室、湘潭市統計局聯合主辦
湘潭市高新技術產業發展領導小組辦公室 2008年11月6日編印
湘潭市風力發電產業發展調研報告
市高新技術產業發展領導小組辦公室
一、風力發電產業發展現狀
1、整體態勢
湘潭市風力發電產業以湘潭電機集團有限公司為龍頭企業，湘電集團風電產業化項目經過多年發展已初具規模。2007年，風電產業在公司高新技術產業產值中所占比重已達到15％；2008年年初，被國家發改委列為國家認定高技術（新能源）特色產業基地，全年預計完成整機和關鍵零部件總產值40億元。湘電風電產業在區域經濟發展的作用和地位日益凸現，已成為我省和長株潭城市群加快高新技術發展，推進新型工業化進程的標志性產業。
2、發展與布局
湘電集團有限公司風電產業化項目已經形成了以風電裝備產業集群為主，以關鍵核心技術研發和關鍵零部件配套制造為輔，一體兩翼、互促共進的產業發展態勢。目前，國內領先的兆瓦級直驅型永磁風力發電機組整機、直驅型永磁同步風力發電機、異步雙饋風力發電機等已初具產業規模，部分關鍵零部件配套生產企業正在向湘潭風電產業園聚集。
3、發展業績
一批關鍵核心技術取得突破 湘電集團自主研制生產的國內單臺功率最大的直驅式永磁同步風力發電機成功下線，自主研制生產的2兆瓦直驅式永磁同步風力發電機組整機成功安裝調試，上述項目，湘電集團有限公司全部擁有自主知識產權。公司承擔的省重大科技專項——2兆瓦及以上風力發電機組和關鍵部件研制及產業化項目課題，已按計劃超額完成了合同規定的技術任務，開發的產品具有國際領先水平。公司受風力機械標準化委員會委托主持編寫了國家標準《并網型風力異步發電機技術條件和試驗方法》，正在參與國家風力機械新標準的制定工作。
風電產業集群得到培育發展 湘電集團有限公司發揮主機企業引領帶動作用，繼湘電風能總裝基地落戶湘潭風電工業園之后，湘電股份永磁同步風力發電機制造基地、雙饋異步風力發電機制造基地也相繼投入生產。公司與美國鐵姆肯成立的軸承公司、與挪威公司合資成立的葉片公司江麓機械的偏航都將進入風電工業園，進一步培育和發展風電產業集群，為提升我市產業素質、促進經濟發展發揮了作用。
國內風電市場的開拓進展順利 截至2008年5月，湘電集團已承接1500多臺雙饋型風力發電機的生產訂單，直驅永磁同步風力發電機組整機合同30億元。目前，公司正在目前，湘電風能有限公司正在積極組織參與國家特許權項目--位于甘肅省酒泉市的總裝機容量380萬kW的“陸上風電三峽”的投標工作，有望獲得40～60萬kW的訂單，可形成產值26～39億元。
二、風電產業發展優勢
1、產業基礎優勢
湘電集團對風電裝備的研發起步較早，通過多年的努力與發展，2005年，湘電集團被國家發改委批準為國內兆瓦級風力發電成套裝備整機生產制造企業，同時湘電集團也是國家“863”計劃兆瓦級風電產業化基地，國家重大科技專項兆瓦級風電機組整機產業化項目牽頭制造單位，國家科技部風電16大項目等重大風電項目承擔單位。2006年，湘電集團2兆瓦機組成功實現并網發電，標志著湘電集團風電裝備產品整體技術走在了國內風電裝備市場的最前端。
湘電風能有限公司是由湘電集團有限公司與日本原弘產株式會合資成立，注冊資本3.1億元，該公司是湘電集團公司兆瓦級風力發電機組整機研制、生產的載體。公司總裝生產基地布局在湘潭風電產業園，總投資9.3億元、建筑面積150000平方米的2兆瓦級風力發電機組產業化生產基地已經投產。至2010年，將形成年產800套兆瓦級風力發電成套設備生產能力。目前，2兆瓦級風力發電機組和風力發電機訂貨已超過40億元。
長株潭地區已形成強大的風電機組部件制造產業鏈，從發電機、風電葉片、復合材料、控制系統、主軸承、主框架到塔筒等所有關鍵部件和工序都有一套完整成熟的制造團隊。相關的配套企業包括江麓機械集團、江南機器集團公司、株洲時代電氣有限公司、湘潭平安電氣集團、長沙水泵廠、湖南海諾電梯有限公司、湖南崇德科技有限公司等一批重點企業。
2、產品技術優勢
湘電集團有限公司風電裝備產業包括雙饋型風電機組和直驅式風電機組等兩大國際市場的主流風電機組。其中，我國第一臺具有自主知識產權的2兆瓦直驅式永磁同步風力發電機研制成功，進入批量生產。目前，長株潭風力發電機市場占國內的70％。整機系統在內蒙卓資風場、福建彰州、六鰲風場成功安裝調試和并網發電。Z72-2MW直驅式風機的優勢主要體現在：（1）與目前大重華銳、東方汽輪機、運達等公司向市場提供的主流產品1.5MW雙饋式風機比較,取消了故障率較高的增速齒輪箱，直接驅動,可靠性高，20年設計壽命期內，運行維護費用少15％以上，噪音低。（2）與目前國內風機行業老大金風科技公司1.2MW/1.5MW直驅式外轉子永磁風機比較，Z72-2MW風機采用自然風冷，散熱效果好，機艙、發電機為內正壓結構，適宜于空氣中沙塵大的沙漠風電場、空氣中含有鹽份的沿海陸上風電場及近海風電場使用。
兆瓦級風力發電機的永磁化和直驅化是風力發電行業的趨勢，公司風電產業化項目，通過采用低速發電機省去了齒輪箱，減少了系統的噪聲和成本，提高了系統的發電效率；采用復合勵磁控制器解決了永磁電機調壓難的課題，省去了復雜的升壓斬波調壓裝置，提高了系統的穩定性；采用多相整流與逆變裝置，擴大了系統的容量，提高了單機的輸出功率；采用嵌入式的實時控制系統，提高系統的實時響應能力，通過與遠程中央控制機的以太網連接，可以實現整個風電場風力發電機的聯網運行、遠程監控，達到無人值守。相比于當前主流的雙饋風力發電系統，本項目開發的系統噪聲小、效率高、可靠性高；相比于常規的直驅型永磁風力發電機組，復合勵磁風力發電機組又有體積小、容量大、控制系統簡單、穩定性好等優勢，具有極大的產業化和市場發展前景，具有廣泛的推廣前景。
3、資源及合作優勢
湘電集團有限公司與日本原弘產合資成立了湖南湘電風能有限公司（湘電集團公司占73％，日本原弘產27％），合資公司2兆瓦直驅型永磁風力發電機組在臺灣、日本等地區和國家風場運行；湘電集團與美國鐵姆肯公司合作，在湘潭成立以風電主軸承生產為主的合資企業；與挪威Umoe公司已簽訂了風電葉片生產制造合作協議。目前，以上3家已入園，將迅速提升風電關鍵部件的生產制造能力與規模。
葉片研制方面，湘電集團有限公司與國防科技大學、株洲時代等已經掌握了風電葉片結構翼形設計、模具制造、成型工藝、材料改進等關鍵、核心技術，即將進入批量生產。塔架方面，江麓集團具備風電機組塔架、偏航及變槳傳動部件和電器部分的能力，公司已明確了將偏航和變槳傳統部件作為企業技術重點攻關的方向，同時計劃采取合作生產的方式，計劃生產塔架、傳動和電器部分。輪轂方面，湘電長沙水泵廠已建設了專業基地，具有風電輪轂研制實力。遠程監控系統方面，湘電電氣工程公司與海軍工程大學已完成聯合開發,具備產業化生產能力。
三、風電產業存在的技術難題和發展瓶頸
1、技術難題
缺乏風力發電機組整機設計核心技術 國內大部分風電企業由于進入風電領域較晚，除少數整機制造商情況較好外，大部分公司目前仍處于引進技術消化生產階段，無法做到自主研發整個風力發電機組。而整機研發能力決定了今后的發展，湘電集團有限公司早在進入風電整機行業之時就已認識到這一問題的重要性，組建了風電工程中心，吸納大量工程技術人員進行技術攻關，但由于國外對相關技術的封鎖，在攻克核心技術的過程中困難重重。
對大風力發電機組的特性仍未研究透徹 我國很早就開始小風機的研制及使用了，但是大功率風力發電機組，特別是目前我國引入的最新MW級風力發電機組技術進入我國時間很短，國外對這些技術的掌握的時間也不長，而且MW級風力發電機組技術方面比原來的小功率風力發電機組要成倍地增加，因此，在這樣短的時間內想要徹底并快速地掌握其特性，還是有一定的難度的。
在關鍵高技術含量零部件的設計能力方面仍然欠缺，同時基礎工業能力較差 在進行主軸承及偏航變槳軸承國產化的過程中，湘電集團有限公司發現國內具有幾十年軸承生產研制能力的企業不敢進行相應技術的攻關，糾其原因，就是國內在象軸承這樣的關鍵零部件方面的生產制造的一直處于低速發展階段，對高技術含量軸承的設計能力仍然欠缺，而且在制造及工藝方面也無法保證風機20年運行無故障的要求，其根本原因就在于我國在基礎工業方面投入不是持續性的，而且在過去的幾十年也忽略了之方面的研究及投入。另外，象變頻器、電力電子器件方面，目前仍需要從國外進口，說明我國在精密電力電子器件方面與國外也有很大的差距。
2、發展瓶頸
發展相對較晚 2007年,有12家中國企業向市場已批量供貨或提供了樣機。雖然湘電集團早在上世紀就進入了配套風力發電機的制造領域，但進入風機整機制造領域的時間來看，大重華銳、東方汽輪機比湘電早1.5年，金風科技、浙江運達等公司則更早。按照中國風能協會統計的2007年度中國內資制造商的市場份額排序，湘電排第7名。
直驅型風機成本略高 與相同功率、相同轉速、相同葉片長度的雙饋式風機相比，成本高出約8-10％。 Z72-2MW直驅式風機的葉片長度僅34m，偏短,適用于風況好的1類、2類風區。而大重華銳、東方汽輪機、運達等公司的1.5MW雙饋式風機及金風科技1.5MW直驅式風機已大多采用37.5m葉片，用于內陸3類風區時，較Z72-2MW直驅式風機有更大的技術優勢。
配套供應鏈瓶頸 主軸承、偏航及變槳軸承、偏航及變槳驅動、變頻器、控制器等還不能滿足目前國際上先進的多兆級高性能風力發電機組的需要。湘電集團控股子公司湘電風能有限公司已承接XE72-2MW直驅式永磁風機訂單逾300臺，均要求在2009年前交付。目前，湘電風能有限公司正在積極組織參與國家特許權項目--位于甘肅省酒泉市的總裝機容量380萬kW的“陸上風電三峽”的投標工作，有望獲得40～60萬kW的訂單，可形成產值26～39億元。湘電風能有限公司在2008年初時，曾制訂了當年生產160臺的計劃，可實現產值20億元，但由于主軸承貨源的嚴重短缺，預計今年將只能完成約80臺風機的生產，實現產值10億元。實際上，公司早在2007年初就預見了零部件供應鏈瓶頸的問題，并采取了積極措施應對，包括與美國Timken成立合資公司，解決主軸承供應問題，以及與高校合作進行技術科研攻關，并且努力培養扶植國內變頻器、偏航及變槳軸承、偏航及變槳驅動、制動器等零部件制造廠商，加大加快零部件國產化步伐，并且已經取得了卓有成效的成果。但這些努力仍然沒有只能解決2009年公司產業化的需要，如：成立的主軸承合資公司要到2009年實現預計產能，致使公司2008年仍然面臨著零部件短缺的困難。
缺乏資金投入 根據湘電集團風電產業發展規劃，未來3—5年需要融資約20億元，才能實現2010年年產500臺以上大功率風機的規模，走在中國風力發電設備制造領域的前列。其融資路徑為：引入風險投資，給管理層及核心技術團隊以適當的股權及股期權激勵，風電整機業務單獨上市。
四、下一階段發展重點
1、指導思想
按照國家“自主創新、著力應用、產業集聚、規模發展、國際合作”的高技術產業基地建設原則，實施“市場開拓、技術創新、產業集聚、國際合作”四大戰略，大力提升風電產業對長株潭“兩型”會建設與區域經濟的推動作用，促進長株潭經濟會全面協調可持續發展，力爭到2015年，實現風電產業年銷售收入400億元，建成我省“兩型”產業發展中的標志性產業。至2015年，實現年銷售收入400億元。通過基地建設，顯著提高新能源產業基地對長株潭兩型會建設與區域經濟的推動作用,促進長株潭乃至湖南經濟、會、全面、協調與可持續發展。
2、發展目標
2010年的發展目標 至2010年，新能源產業基地年銷售收入過 100 億元,配套產值50億元以上, 形成年產500臺兆瓦級風電整機與配套生產能力,具備生產3.6兆瓦級風電整機的制造水平；組建國家級風電工程技術中心，建成與新能源產業發展相適應的技術支撐體系。風電產業領域取得科技成果30項，各類專利授權數量達到60個以上，使產品的科技含量和企業的技術創新水平再上新的臺階，大大增強基地核心競爭力。
2015年的發展目標 至2015年，形成兆瓦級直驅式風力發電機組整機年銷售收入200億元,兆瓦級雙饋異步風力發電機組整機100億元,配套產值達100億元；形成年產500臺兆瓦級風電整機與配套生產能力，具備生產5兆瓦級風電整機的制造水平；建立完善的風電產業發展創新體系；取得風電科技成果達到50項以上，各類專利授權數量達到100個以上，基地成為我國新能源產業技術創新的源頭。
3、發展重點
進一步開發2.5MW、3MW、3.6MW乃至5MW沿海陸地和海上風力發電機組，開展大功率風電用發電機、變流器及控制系統、機組主要結構件、高性能復合材料葉片等關鍵部件的研制及產業化，在長株潭形成多兆瓦級風力發電機組與關鍵部件配套能力。
多兆瓦級風力發電機組整機系統研發及產業化 以湘電集團為龍頭,重點建設2MW～5MW直驅和半直驅型風力發電機組產業化基地，重點打造1.5MW～5MW雙饋型風力發電機組整機。以湖南大學、國防科技大學、中南大學、湘潭大學等高校形成風電整機設計研發基地，整合長株潭強大的風電產業配套能力，最終形成國內最大的兆瓦級風力發電機組整機研發及生產制造產業化基地。
風力發電機組零部件研制及產業化 充分發揮湘潭機電制造業優勢、株洲電氣傳動技術優勢、長沙科研開發能力的優勢，在湘潭風電產業園建設兆瓦級直驅型風力發電機組配套的包括葉片、主軸承、直驅永磁風力發電機等主要關鍵零部件生產基地，在株洲風電產業園建設兆瓦級雙饋型風力發電機組配套的包括葉片、主減速箱、雙饋型風力發電機、變流器等為主關鍵零部件生產基地，在長沙建設以湖南大學、國防科技大學、中南大學在電機、材料、電氣控制、機械等領域處于國內領先地位風力發電關鍵零部件研發團隊。
湘電集團建設2MW～5MW永磁同步風力發電機、1.5MW～5MW雙饋異步風力發電機產業化基地，建設兆瓦級風電機組變流及控制系統的產業化生產基地，為全國的風電機組整機企業配套。
湘電集團與挪威Umoe公司合作，在湘潭風電產業園生產2MW以上風電機組葉片，建設長株潭風電機組葉片生產基地，實現葉片20％以上出口。
湘電股份與美國Timken公司正式簽署成立合資企業的協議，合資成立鐵姆肯湘電（湖南）軸承有限公司，制造用于中國風力發電市場的高性能直驅式風力發電機的超大軸承及相關部件，至2015年，占到國內市場80％份額。
江麓機械集團公司開發與湘電風能配套的偏航變槳驅動減速機，在湘潭風電產業園建設偏航變槳驅動系統。
株洲市九洲四維實業有限公司和株洲齒輪有限責任公司實施風電齒輪箱項目，開發各類風電機組項目用齒輪箱。
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