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难国产化的风电轴承“大兆瓦”时代

2019-10-18 10:56:05  [  来源:今日头条  ]  作者:中崋轴承网

【中崋轴承网】

作为最难国产化的两大风机零部件之一,风电轴承的国内市场如今仍被外企占据半壁江山。不久前,当东方电气10MW海上风力发电机组下线时,这台叶轮直径达185米的“巨无霸”,将中国风电制造业带向一个新的高点。

但在福建三峡产业园现场的大部分见证者或许不知,尽管东方电气先后为其攻克大叶片和发电机难关,但这台“大国重器”的配套轴承依然来自国外。

东方电气内部人士透露,为其配套生产发电机轴承的是德国汽车轴承企业舍弗勒,变桨轴承和偏航轴承则由法国德枫丹(青岛)机械有限公司(下称“德枫丹(青岛)”)制造。

自中国风电行业起步以来,设备国产化成为伴随始终的主旋律。然而,作为最难国产化的两大风机零部件之一,中国风电轴承市场如今仍被外企占据半壁江山。更重要的是,高端风电轴承领域长期笼罩在SKF、FAG、罗特艾德、舍弗勒等外企的垄断阴云之下。随着大兆瓦风机时代拉开帷幕,原本基础薄弱的中国风电轴承行业或将面临新的冲击。

风电轴承-缺席大兆瓦

当下如火如荼的海上风电大兆瓦浪潮似乎还未真正波及风电轴承业。

即便有“中国轴承摇篮”之称的瓦房店轴承集团(下称“瓦轴”),其官方公布的目前能够生产的最大轴承仅为7MW。

今年5月,风电电价政策落地,平价时代即将到来。大兆瓦风机被认为是降低成本的法宝。

东方电气官方称,相较7-8MW机组,10MW风机可减少机位数量25%-30%,工程造价降低800-1400元/千瓦。

面对大势所趋,整机商掀起大兆瓦之战,试图抢占制高点。有业界人士将7兆瓦以上的风机定义为大兆瓦风机,也就是说,目前具备7兆瓦以上风机制造技术的整机企业才有加入大兆瓦之战的机会。

今年8月,上海电气在广东汕头下线首台8MW海上风机,刷新国内最大海上风机纪录。短短一个月后,在距离汕头仅400多公里的福建福清,东方电气10MW风机和金风科技8MW风机于同一天下线,为这场大兆瓦浪潮推波助澜。

上游供应商也积极响应。电缆巨头亨通光电于今年6月成功交付8MW风能电缆,在国内尚属首次。东方电气也于同月下线国内首款10MW功率等级B900A型叶片,以90米的长度创造国内叶片长度之最。

两个月后,东方电气又宣布国内首台10MW海上风力发电机研制成功。

但目前出产的大兆瓦风机,其风电轴承均采用国外企业产品。隐藏在中国风电行业的供应链问题随着海上风电兴起逐渐暴露出来。

“相对于国际品牌的轴承,国内的轴承确实不尽如人意。”明阳智能内部人士反应。中国轴承巨头们集体缺席海上风电大兆瓦风机轴承背后,技术难题是第一道鸿沟。

由于风电机组安装于高空,维护成本高,同时所处的工作环境较为恶劣,易受沙尘、水雾、冰冻等污染侵害,这要求其中的配套轴承需要具备高刚性和高可靠性,以满足其20年使用寿命要求。

此外,风电轴承的受力和振动情况复杂,必须承受巨大的冲击负荷,大兆瓦风机更加要求其具备更好的抗疲劳性和载荷能力。

不过,对瓦轴来说,技术难题并非主要原因。

一台风机需要配备四套轴承:发电机轴承、主轴、变桨轴承和偏航轴承。其中,主轴是最为关键但国产化率最低的部分。

一位瓦轴内部人士透露,相对而言,主轴利润偏薄,而且作为风机关键部件,质量要求苛刻。

“卖出去一百台主轴,如果其中有一台坏了,这一百台就没有太多利润可言。所以,瓦轴不是很愿意做主轴。”上述人士说。

大兆瓦之战对于轴承企业而言无异于一次革命。以瓦轴为例,该公司在2005年时引进的设备多为2MW风电轴承生产设备,此后又陆续具备了5MW左右的产能。

但进击大兆瓦时代需要更换设备。风电轴承设备昂贵,引进一台设备需要四千万左右。

相对于其他轴承设备而言,风电轴承设备应用范围单一。如果该型号产能被市场淘汰,那么这些设备成本将很难收回。

这意味着,轴承企业受到利润趋薄与成本高企的双重夹击。

另一层顾虑来自政策波动。受政策影响,风电行业需求不稳定。这使得国内不具备大兆瓦轴承技术的玩家很难下定决心投入研发和更换设备。

事实上,作为国产化浪潮中最难被啃下的一块硬骨头,风电轴承在行业兴起之初就已历经波折。

我国风电轴承企业黄金时代

晚霞洒在福建龙源南日岛风电场,几个满身油污的运维工人正在为一台风机拆卸轴承。

服役第9年,这台风机需要更换一台新的变桨轴承。沾满油污的旧轴承上,德枫丹(青岛)机械有限公司的品牌标识清晰可见。

该风机服役当年,国家能源局取消“风电设备国产化率70%”的保护政策,包括德枫丹(青岛)在内的外资企业疯狂涌入,中国风电轴承行业形势剧变。

此前,中国风电轴承企业曾历过一段为时四年的黄金时代。

2006年,国家发改委出台“风电设备国产化率70%”的政策。在此背景下,瓦轴和洛轴等大型国企开始攻克风电轴承。

瓦轴于当年研制成功国内第一套变桨轴承,并获得2亿元订单。两年后,该公司又建成世界级风电轴承研发制造基地,获得国电联合动力3亿元订单。

另一家民营企业势头更劲。新政出台当年,成立仅4年的天马股份跨界入局。

一年后,该公司在深交所上市,并开始急剧扩张。同年10月,其精密大型轴承技术改造项目建成投产。

此时,中国风电行业正经历第一轮野蛮生长。这一年,中国新增风电装机量超过1300万千瓦,整机商一度多达80余家。

瓦轴集团生产的5兆瓦风机轴承

不过,本土企业唱主角的时代很快结束。

2010年1月12日,国家能源局新能源司副司长史立山对外称:应欧美要求,同时也是从自身现有发展考虑,中国已取消有关风电项目设备国产化率要达到70%以上的规定。

此时,大部分中国轴承企业仅实现变桨轴承和偏航轴承的国产化,关乎风机寿命的主轴市场仍被国外企业垄断。

政策放开后,外资疯狂涌入。SKF、FAG、铁姆肯、舍弗勒、NTN等世界轴承巨头相继在中国开办风电轴承厂。

当年6月,德国轴承巨头舍弗勒在中国推出风电轴承。一个月后,拥有124历史的铁姆肯获得中国第一大风机商金风科技2600万美元订单。

中国第三大风机商明阳智能则将其风电轴承供应商锁定在罗特艾德和FAG两家企业。

罗特艾德是国际上大型回转支承品牌商,中国第一大海上风机商上海电气和国际巨头西门子也在其客户名单之列。

上述明阳智能内部人士介绍,目前,国内整机商主轴基本采用SKF、FAG、罗特艾德等国际品牌。

今年2月,明阳智能7.25MW海上风机在广东完成吊装,成为明阳智能进击海上风电大兆瓦时代的拳头产品。这台明星风机配套的风电轴承便来自罗特艾德。

如今,明阳智能、上海电气、东方电气和金风科技先后拿到大兆瓦之战的入场券。令人遗憾的是,为这些大兆瓦风机配套生产轴承的无一例外都是国外公司。

“高端轴承研发涉及材料、油脂及润滑、制造、设计、轴承制造装备、检测与试验等一系列技术难题,还涉及接触力学、润滑理论、摩擦学、疲劳与破坏、热处理与材料组织等基础研究和交叉学科。必须在产业发展政策、技术发展规划等方面作出重点布局,解决装备制造业中高端轴承发展滞后的问题。”中国工程院院士卢秉恒说。

现实是,包括轴承在内的关键零部件长期受制于国外,使得隐藏在上游风电主装备制造环节的供应链问题凸显。大兆瓦风机时代狂奔的步伐也或将因此放缓。

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