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自研核心部件是风电整机商的突围之战

   2022-08-05 中国能源报16770
核心提示:从当初华为手机芯片遭遇卡脖子之痛,到眼下的字节跳动宣布自研芯片,一场技术大厂的供应链突围战正在打响。过去两年,新冠肺炎疫情的黑天鹅和从抢装过渡到平价的灰犀牛,也同样使风电整机行业遭遇核心部件“紧缺”之痛。在应对平价甚至低价、保障供应链安全、

从当初华为手机芯片遭遇卡脖子之痛,到眼下的字节跳动宣布自研芯片,一场技术大厂的供应链突围战正在打响。

过去两年,新冠肺炎疫情的黑天鹅和从抢装过渡到平价的灰犀牛,也同样使风电整机行业遭遇核心部件“紧缺”之痛。在应对平价甚至低价、保障供应链安全、洞穿风机关键技术等多重挑战之下,越来越多的风电整机商将核心部件自研作为变被动为主动、化不确定性为确定性的有效方式。“集成自研部件和简单组装外购部件完全不同。研发人员足够强大,真正吃透技术,才能自研自制部件,进而挖掘系统集成过程中的效率优化空间。对叶片、齿轮箱、发电机等核心部件的理解程度,直接决定着整个风机系统效率和安全性的提升。”远景能源高级副总裁田庆军日前表示。

 

 用技术穿透产业链

放眼国际市场,维斯塔斯、GE等风电整机巨头都在不同程度上进行部件自研。部件自研的前提是对核心控制技术的深刻理解和掌握。在中国,远景能源是第一个打开核心技术“黑匣子”,把对风机系统技术的深刻理解穿透到零部件核心技术上做得最极致和认真的企业。
当前,国内风电招标电价日益走低,成本压力不断向整机、零部件等各个环节传导。通过风机大型化降本的方式正在遭遇天花板,必须寻找新的降本通道。

平价时代进一步促进和加速了整机商的风机大部件自研战略,但成本并不是唯一因素。

田庆军介绍,远景的部件自研,早在2009年就开始了,最初是从变频器起步,那时风电整机商没有如今的价格压力,但变频器与风机控制核心及可靠性安全密切相关,自研的初衷是为了用技术穿透产业链。
显然,远景不是将变频器仅仅定位成一个实现电能变换的独立子部件,而是更多地考虑如何使其帮助提高整机的系统性能和寿命,以全局来优化成本构成和提升整机的可靠性。

正是在这样的逻辑之下,十多年间,远景坚持做难而正确的事情,一路打开了变频器、变桨系统、发电机、叶片、齿轮箱、主轴承等关键部件设计与制造的“黑匣子”。

据介绍,平价时代风机产品迭代迅速,高塔筒、大风轮对大速比、高扭矩齿轮箱不断提出新需求,作为整机商的远景基于对应用场景的洞察,汇聚整合研发优势,更快更好地应对需求变化,设计出更高变速比和功率密度的齿轮箱,为结构件、叶片和发电机降本提供了可能性,也扩大了机组发电风速的区间,进而提升了低风速风电场的发电量。

从整机技术的演进趋势来看,部件核心技术穿透了风电供应链,被重塑的不只是产业链,风电整机性能和可靠性也随之提升到新高度。

 

 走出新的“微笑曲线”

在逆全球化、贸易保护主义抬头、新冠肺炎疫情等多重因素叠加影响下,全球产业链供应链安全稳定运行受到重大冲击。保障产业链供应链的安全和畅通成为首要考虑因素。

在风电行业,过去两年,齿轮箱、轴承等核心部件供应链卡住了风机交付的“最后一公里”,行业饱受供应链掣肘之痛。

田庆军表示,过去大部分风电整机企业只做集成,部件都是外购,这种便捷的“拿来主义”已经不适用于今天。如今,整机企业几乎都选择自研叶片,远景不仅自研设计,还建造工厂自制叶片、齿轮箱。

 周期震荡,更磨砺心性。尽管产业发展的逻辑正面临着调整,重压之下的中国风电整机行业要走出一条增长的“微笑曲线”,就要尽可能规避偶然的不确定性,识别出更具确定性的走向。

在田庆军看来,整机商自研风机核心部件就属于这种确定性的走向。这不是与部件商抢市场,而是在给产业链加上一道保险的同时,也带动供应链上的合作伙伴在国际市场上共同跃升。

远景能源风机产品首席专家高猛博士告诉记者,虽然远景2018年才开始自研主轴承,但短短4年时间,其设计已经达到了国际先进水平,同时帮助洛阳LYC轴承有限公司(以下简称“洛轴”)的工艺和质量水平达到世界一流,推动主轴承国产化前进了一大步,解决了风机核心部件一大卡脖子问题。

在业内看来,如果没有整机商牵头做,主轴承一直被国外品牌把握市场,在疫情等不确定因素下,整个风电行业存在无法按时交付的风险。

“远景在主轴承上的设计和工艺能力,使其和洛轴之间的关系不再是简单的采购商和供应商的关系,而是形成了技术创新的共同体,最终实现了产业链共赢。”田庆军说。
高猛认为,整机商要不要自己建工厂自制部件,取决于每家企业的战略定位。如果把设计和工艺做透了,即使是选择自研+代工,对产品可靠性和产业链安全性也大有裨益。

找到成本和性能的契合点
中国市场是世界最前沿风机技术的汇集地和练兵场。从低风速到高海拔,中国风电市场快人一步,同样需要在核心部件研发上敢为人先。

田庆军表示,中国风电市场目前推出的新机型,可能在全球范围内都找不到合适型号的齿轮箱和叶片,整机企业选择自研自制部件,才能保证新技术、新产品在市场上的引领地位,不被复制,不被超越。

在田庆军看来,风光资源“可再生”,而承载它们的土地、海洋资源却“不可再生”。在各地积极推动风能资源开发的当下,如果技术跟不上资源开发的脚步,对于“不可再生”的土地和海洋资源则是一种浪费,这也要求整机商以全局观打破核心部件之间的研发割裂,以全局观实现风机的系统性创新。

风机这两年成本的下降主要依赖容量增加,但大型化趋势存在天花板。风机制造业的属性也决定了其很难无止境地降低成本,塔筒、叶片、齿轮箱所用的钢材成本本身就构成了很高的“地板价”。

业内预测,材料革命可以带来颠覆性的技术创新,为越来越难降本的风电找到新的降本路径。但材料不仅关乎成本,更关乎整机性能。“只有具备技术穿透力,掌握核心部件的Know-how,才能找到成本和性能的契合点,实现风机材料的颠覆性创新。”田庆军说。

 
标签: 风机 资源 田庆军
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