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自研核心部件是風電整機商的突圍之戰

2022-08-03 來源:中國能源報 瀏覽數:348

遠景的部件自研,早在2009年就開始了,最初是從變頻器起步,那時風電整機商沒有如今的價格壓力,但變頻器與風機控制核心及可靠性安全密切相關,自研的初衷是為了用技術穿透產業鏈。

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  從當初華為手機芯片遭遇卡脖子之痛,到眼下的字節跳動宣布自研芯片,一場技術大廠的供應鏈突圍戰正在打響。
  
  過去兩年,新冠肺炎疫情的黑天鵝和從搶裝過渡到平價的灰犀牛,也同樣使風電整機行業遭遇核心部件“緊缺”之痛。在應對平價甚至低價、保障供應鏈安全、洞穿風機關鍵技術等多重挑戰之下,越來越多的風電整機商將核心部件自研作為變被動為主動、化不確定性為確定性的有效方式。
  
  “集成自研部件和簡單組裝外購部件完全不同。研發人員足夠強大,真正吃透技術,才能自研自制部件,進而挖掘系統集成過程中的效率優化空間。對葉片、齒輪箱、發電機等核心部件的理解程度,直接決定著整個風機系統效率和安全性的提升。”遠景能源高級副總裁田慶軍日前表示。
  
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  用技術穿透產業鏈
  
  放眼國際市場,維斯塔斯、GE等風電整機巨頭都在不同程度上進行部件自研。部件自研的前提是對核心控制技術的深刻理解和掌握。在中國,遠景能源是第一個打開核心技術“黑匣子”,把對風機系統技術的深刻理解穿透到零部件核心技術上做得最極致和認真的企業。
  
  當前,國內風電招標電價日益走低,成本壓力不斷向整機、零部件等各個環節傳導。通過風機大型化降本的方式正在遭遇天花板,必須尋找新的降本通道。
  
  平價時代進一步促進和加速了整機商的風機大部件自研戰略,但成本并不是唯一因素。
  
  田慶軍介紹,遠景的部件自研,早在2009年就開始了,最初是從變頻器起步,那時風電整機商沒有如今的價格壓力,但變頻器與風機控制核心及可靠性安全密切相關,自研的初衷是為了用技術穿透產業鏈。
  
  顯然,遠景不是將變頻器僅僅定位成一個實現電能變換的獨立子部件,而是更多地考慮如何使其幫助提高整機的系統性能和壽命,以全局來優化成本構成和提升整機的可靠性。
  
  正是在這樣的邏輯之下,十多年間,遠景堅持做難而正確的事情,一路打開了變頻器、變槳系統、發電機、葉片、齒輪箱、主軸承等關鍵部件設計與制造的“黑匣子”。
  
  據介紹,平價時代風機產品迭代迅速,高塔筒、大風輪對大速比、高扭矩齒輪箱不斷提出新需求,作為整機商的遠景基于對應用場景的洞察,匯聚整合研發優勢,更快更好的應對需求變化,設計出更高變速比和功率密度的齒輪箱,為結構件、葉片和發電機降本提供了可能性,也擴大了機組發電風速的區間,進而提升了低風速風電場的發電量。
  
  從整機技術的演進趨勢來看,部件核心技術穿透了風電供應鏈,被重塑的不只是產業鏈,風電整機性能和可靠性也隨之提升到新高度。
  
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  走出新的“微笑曲線”
  
  在逆全球化、貿易保護主義抬頭、新冠肺炎疫情等多重因素疊加影響下,全球產業鏈供應鏈安全穩定運行受到重大沖擊。保障產業鏈供應鏈的安全和暢通成為首要考慮因素。
  
  在風電行業,過去兩年,齒輪箱、軸承等核心部件供應鏈卡住了風機交付的“最后一公里”,行業飽受供應鏈掣肘之痛。
  
  田慶軍表示,過去大部分風電整機企業只做集成,部件都是外購,這種便捷的“拿來主義”已經不適用于今天。如今,整機企業幾乎都選擇自研葉片,遠景不僅自研設計,還建造工廠自制葉片、齒輪箱。
  
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  周期震蕩,更磨礪心性。盡管產業發展的邏輯正面臨著調整,重壓之下的中國風電整機行業要走出一條增長的“微笑曲線”,就要盡可能規避偶然的不確定性,識別出更具確定性的走向。
  
  在田慶軍看來,整機商自研風機核心部件就屬于這種確定性的走向。這不是與部件商搶市場,而是在給產業鏈加上一道保險的同時,也帶動供應鏈上的合作伙伴在國際市場上共同躍升。
  
  遠景能源風機產品首席專家高猛博士告訴記者,雖然遠景2018年才開始自研主軸承,但短短4年時間,其設計已經達到了國際先進水平,同時幫助洛陽LYC軸承有限公司(以下簡稱“洛軸”)的工藝和質量水平達到世界一流,推動主軸承國產化前進了一大步,解決了風機核心部件一大卡脖子問題。
  
  在業內看來,如果沒有整機商牽頭做,主軸承一直被國外品牌把握市場,在疫情等不確定因素下,整個風電行業存在無法按時交付的風險。
  
  “遠景在主軸承上的設計和工藝能力,使其和洛軸之間的關系不再是簡單的采購商和供應商的關系,而是形成了技術創新的共同體,最終實現了產業鏈共贏。”田慶軍說。
  
  高猛認為,整機商要不要自己建工廠自制部件,取決于每家企業的戰略定位。如果把設計和工藝做透了,即使是選擇自研+代工,對產品可靠性和產業鏈安全性也大有裨益。
  
  找到成本和性能的契合點
  
  中國市場是世界最前沿風機技術的匯集地和練兵場。從低風速到高海拔,中國風電市場快人一步,同樣需要在核心部件研發上敢為人先。
  
  田慶軍表示,中國風電市場目前推出的新機型,可能在全球范圍內都找不到合適型號的齒輪箱和葉片,整機企業選擇自研自制部件,才能保證新技術、新產品在市場上的引領地位,不被復制,不被超越。
  
  在田慶軍看來,風光資源“可再生”,而承載它們的土地、海洋資源卻“不可再生”。在各地積極推動風能資源開發的當下,如果技術跟不上資源開發的腳步,對于“不可再生”的土地和海洋資源則是一種浪費,這也要求整機商以全局觀打破核心部件之間的研發割裂,以全局觀實現風機的系統性創新。
  
  風機這兩年成本的下降主要依賴容量增加,但大型化趨勢存在天花板。風機制造業的屬性也決定了其很難無止境地降低成本,塔筒、葉片、齒輪箱所用的鋼材成本本身就構成了很高的“地板價”。
  
  業內預測,材料革命可以帶來顛覆性的技術創新,為越來越難降本的風電找到新的降本路徑。但材料不僅關乎成本,更關乎整機性能。“只有具備技術穿透力,掌握核心部件的Know-how,才能找到成本和性能的契合點,實現風機材料的顛覆性創新。”田慶軍說。

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