风电设备产业链分析.doc

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1、风电设备产业链分析风力发电产业链主要为风力发电设备其零部件、风力发电整机、风力发电场、风力发电并网，其中风力发电机组设备投资约占风电场建设投资的70%，从成本看，叶片、塔架、齿轮箱、电控及传动装置占了设备投资的70%以上。一、 国际风电设备产业链分析1. 风电设备主要零部件1.1 叶片：盈利能力一般叶片为风机关键部件，其强度、空气动力性能直接影响风机出力。叶型设计与制造材料及工艺为该环节的关键。目前全球最大的独立风电叶片制造商丹麦的LMGlasfiber公司2006年全球市场占有率在27%左右；与本世纪初公司超过40%的占有率相比已经大大降低。主要原因是主要的风机制造商都逐渐开始建立自己的叶片

2、工厂，目前自己完全不生产叶片的主流风机总装商只有REpower和GEwind，而REpower在被Suzlon收购后必然逐渐转向部分采购后者的叶片。叶片生产环节盈利能力一般，LM六年的毛利率从未超过12%。从行业竞争态势变化趋势看，完全独立的叶片企业在行业发展初期可能依靠专业化的分析、测试和设计能力获得较大的市场份额，但随着总装环节竞争格局稳定，大的总装商多数会选择自建叶片厂或是收购，使得独立叶片制造商的份额下降。1.2 齿轮箱：目前供应紧张、利润率较高风机机舱中的齿轮箱是定制的，并非通用部件，包括刚性箱体、轴承、齿轮和转轴。转速只有二十转每分钟的风机叶片要带动转速上千的发电机，中间必须通过齿

3、轮箱调速。由于室外环境温差较大，且齿轮箱需要长期高速运转、磨损严重，对设计、制造工艺和材料要求较高。由于齿轮箱生产专业性较高，一直以来主要风电企业都将这一部件外包给专门的齿轮箱生产企业，主要有六家到七家。2005年，欧洲最大的齿轮箱供应商Winergy(前身为Flender)被Siemenswind收购，拉开了总装厂收购的序幕，接着，在2006年，市场份额高达30%的HansenTransmissions被Suzlon收购；由于被收购的Winergy和HansenTransmissions两家占据了齿轮箱市场的70%左右的份额，留给独立齿轮箱企业的空间已经不大。除了前面提到的Vestas、Si

4、emenswind、GEwind外，Gamesa和日本的三菱重工自身能够生产齿轮箱；从全球市场看，齿轮箱领域目前供应比较紧张。紧张主要由于以下原因导致。专业生产风电齿轮箱的生产商本就不多，加上前面两家也就六七家；其他齿轮生产商对进入风电齿轮箱的盈利前景不确定而心存疑虑；齿轮箱扩产资金需求很大，需要增加轴切削、表面处理等专用设备；另外，齿轮箱所需要的特种钢的供应也是个问题；制造齿轮箱所需的大型轴承供货紧张，现有机组维修齿轮箱和大轴的需求也在增长。1.3 大型轴承：大型轴承门槛较高轴承广泛使用在包括风机在内的各个工业场合。风机中轴承广泛使用在包括齿轮箱、发电机、调速和偏航系统在内各个部件中；风电使

5、用的大型轴承对制造工艺和材料要求很高，行业门槛较高；目前国际上最大的两家风机轴承供应商仍是欧洲传统轴承双雄：瑞典的SKF和德国的FAG；目前SKF利润来自风电部门的不到2%，但却是公司增长最快的部门；公司目前正积极扩充在瑞典、德国和美国的产能。1.4 电机：供应充足、多由传统电气巨头提供风电电机主要包括自产和传统电气巨头（GE、ABB和西门子等）供货；这当中半数企业电机自行生产，包括采用直驱电机规模最大的Enercon；主业生产风电电机的企业规模均较小，唯一例外的是Gamesa的配套公司Indar。目前新的直驱风机可以省略齿轮箱，Enercon已经开始产业化使用这一技术，国内的企业也投入了直驱

6、风机的研制；直驱式风机使用永磁发电机，而永磁发电机则需要铁酸盐和稀土磁体，铁酸盐制备属于常规化工产品，稀土元素的获取却相对较难，中国的稀土储量居全球之首，直驱永磁电机在中国的前途不可限量。二、中国风电设备产业链分析目前中国风电机组整机开发和研制的内外资企业有40多家，其中内资企业主要有新疆金风、华锐风电、东方汽轮机厂等；合资企业主要有南通航天万源安迅能、瑞能北方、恩德（银川）、湘潭风能等；外资企业有美国GE、西班牙Gamesa、丹麦Vestas、印度Suzlon等。不仅如此，也还有更多的企业正在研发具有自主知识产权的风电机组，零部件制造商更是开足马力迅速扩大产能。中国风电制造业开始形成“百花齐

7、放”之势。2.1 中国风电机组情况中国目前风电场装机大都属于兆瓦级以下的定桨定速型风机，但市场需求趋势已向兆瓦级以上风电机组发展，其中主力机型是1.5MW风电机组。在兆瓦级风电机组研制上，金风公司的1.2MW直驱型的样机于2005年4月完成吊装投入试运行，并请外国有关机构对其功率曲线进行检测，在产品升级换代方面迈出了重要一步，2007年上半年开始投入市场。沈阳工大风能所的科技部“863”项目研究成果，1MW变桨双馈变速机组也于2005年7月投入试运行，2006年又研制出1.5MW机组投入市场。东方汽轮机公司、华锐风电等公司的兆瓦级变桨变速技术的产品则已经开始批量生产，并安装到风电场调试运行。其

8、中华锐风电2006年完成7.5万kW，并形成了上百台的年生产能力，有望成为中国风电设备供应的有力竞争者。此外，外国独资和合资企业，如南通航天万源安迅能公司、恩德（银川）公司、苏司兰、通用电气、维斯塔斯都分别在2006年和2007年开始批量生产兆瓦级机组。主要的风电机组制造商情况见表3。表3：国内主要的风电机组制造商情况类别制造商机 型技术来源机组成熟性内资企业新疆金风科技股份有限公司金风50/750德国REpower许可证生产批量生产金风70/1500金风与德国Vensys公司联合开发国外批量生产国内样机生产金风70/1500金风与德国Vensys公司联合开发国外批量生产国内样机生产东方汽轮机

9、厂FD70B/1500KW德国REpower许可证生产国外批量生产国内样机生产FD77B/1500KW德国REpower许可证生产国外批量生产国内样机生产华锐风电科技有限公司70/FL1500与德国Fuhrlander联合开发，具有自主产权国外批量生产国内样机生产77/FL1500与德国Fuhrlander联合开发，具有自主产权国外批量生产国内样机生产浙江运达风力发电工程有限公司WD49/750德国REpower许可证生产批量生产WD54/800运达公司开发样机试制WD77/1500运达公司开发设计保定惠德风电工程有限公司55/FL1000德国Fuhrlander许可证生产国外批量生产国内样机

10、生产北京北重汽轮电机有限公司80/D8-2000-80英国EU集团De Wind许可证生产国外批量生产国内样机生产上海电气风电设备有限公司SEC64-1250英国EU集团De Wind许可证生产国外批量生产国内样机生产SEC82-2000KW上海电气与德国Aerodyn设计公司联合开发设计合资企业恩德（银川）风电设备制造有限公司S70/1500KW德国REpower许可证生产国外批量生产国内样机生产广东明阳风电技术有限公司83/MY1.5明阳与德国Aerodyn设计公司联合开发样机试制湖南湘电风能有限公司Z72-2000KW日本原弘产公司拥有荷兰Lagerway技术与湘电合资国外批量生产国内样

11、机生产南通航天万源安迅能风电制造有限公司AW77/1500西班牙Acciona与航天万源合资批量生产瑞能北方风电设备有限公司变桨变速2000KW德国REpower公司国内样机试制独资企业维斯塔斯风力发电设备（中国）有限公司变桨变速2000KW丹麦VESTAS独资国外批量生产国内样机生产歌美飒风电（天津）有限公司G52-850KW西班牙Gamesa国外批量生产国内样机生产G58-850KW西班牙Gamesa国外批量生产国内样机生产通用电气能源（沈阳）有限公司变桨变速1500KW美国GE国外批量生产国内样机生产苏司兰能源（天津）有限公司S64/1250KW印度Suzlon批量生产综上所述，中国已经

12、基本掌握了兆瓦级风电机组的制造技术，并初步形成了规模化的生产能力，主要零部件的制造和配套能力也有所提高，中国开始步入批量生产风电机组的国家行列，生产批量不断增加，并形成一定的市场竞争格局。虽然国产12MW容量的风电机组仍需要在野外运行考核，加以改进，但已经有不止一家企业已经具有批量生产不同型号兆瓦级风电机组的能力，这为中国风电产业今后的大规模发展提供了有力的技术保障。而且，目前的整机制造企业（包括内外资企业）都在不断扩大产能，还有20多家企业正在进行整机的研发试制，预计在12年后，中国风电整机在产量、产能方面将会有较大提高，可以很大程度地改变目前整机供不应求的局面。2.2 中国风电零部件发展状

13、况国内有关专业制造厂按照风电主机生产企业的要求，已经研制出风电机组的关键部件，详细见表4。2.2.1 叶片目前中国对风电机组中叶片的研制技术已经基本掌握，能批量生产1.5MW以下各系列化叶片，具有代表性的有保定惠腾、中复连众、上海玻璃钢研究院等。国内风电叶片企业也可以分为两大类，一是集成商建立的叶片厂，如东方电气、大连重工等；二是独立叶片商，如中航惠腾以及原生产复合材料的中国复才、北京玻璃钢研究院、上波院等。中航惠腾是目前国内叶片领域的领先者，公司由中航二集团保定螺旋桨制造厂、中国航空工业燃机动力（集团）公司和美国美腾能源集团三方投资，之前占据了国内600KW和750KW以下叶片市场的绝大部分

14、市场，目前1.2MW和1.3MW产品已经下线；1.5MW的技术已经引进在吸收学习中。目前年产400副600kW叶片，1000副750kW叶片，200500副MW级以上叶片，2006年收入超过5亿元；东方电气与天津机电控股在天津成立合资天津东汽叶片公司，一期计划产能600套1.5MW风机叶片；中材科技是北玻院的技术，目前其40.25米的1.5MW叶片已经下线，预计2008年200套叶片的产能基本释放。2007年11月7日，东方汽轮机与德国EUROS公司联合开发设计的1.5MW风电机组叶片，在东汽树脂公司新建厂房正式下线。保定华翼风电由中国科学院工程热物理研究所、保定国家新能源设备产业基地、中国风

15、能协会等共同发起成立，是国内首个风电叶片自主研发机构，日前国内最大级别的2MW级预弯式风力发电机叶片在其厂房下线。另外国际知名的叶片制造商丹麦LM公司早在2002年就在天津设立了生产工厂，为国内外整机企业配套生产叶片；外资整机制造企业，如维斯塔斯、歌美飒和苏司兰公司，考虑本土化需求和降低运输成本，也都在国内设有自己的叶片生产厂，均把工厂设在天津。2.2.2 齿轮箱齿轮箱中国可实现风电齿轮箱批量生产企业主要有三家，分别是南京高速齿轮制造有限公司、重庆齿轮箱有限责任公司、杭州前进齿轮箱有限公司，此外大连重工、四川二重等企业也开始齿轮箱的生产。其中南高齿和重齿两家主宰了国内齿轮箱市场，两者合计的市场

16、份额超过70%；南高齿国内份额40%以上，2006年生产齿轮箱500台左右，预计2007年生产1300台，2008年产能可以达到2400台，居国内齿轮箱领先地位；公司与华锐风电及GEwind目前都有较多合作；重齿目前市场份额接近30%，公司2006年生产360台。2.2.3 轴承风电机组主轴承在国内还没有专业制造厂，目前几乎全部依赖进口，主要的国外厂商有SKF、FAG等；其他部位的轴承，如偏航轴承和变桨轴承，徐州罗特艾德公司可以生产。此外，瓦轴和洛轴可以生产变桨轴承，洛轴为金风科技生产了多套风电轴承并起草了滚动轴承风力发电机轴承行业标准。湘潭电机股份有限公司于2007年12月10日与铁姆肯(香

17、港)控股有限公司签署合资经营企业合同，双方拟合资成立铁姆肯湘电(湖南)轴承有限公司，注册资本1300万美元，其中公司出资260万美元，占注册资本金20%。铁姆肯香港是美国铁姆肯(Timken)公司的全资子公司，铁姆肯公司是全球第三大、北美地区最大的轴承制造企业。通过本次合作，可以部分解决湘电风能有限公司风机主轴承供应的瓶颈问题。2.2.4 电机发电机相对于齿轮箱制造企业，中国发电机制造企业数量较多，主要有北车集团山西永济电机厂、兰州电机厂、上海电机厂、大连天元、湘潭电机、株洲时代、四川东风电机厂等企业，也都开始为国内整机制造企业提供产品。兰州电机厂是我国较早进入风力发电机设计制造领域的公司，曾

18、参与国家863项目“兆瓦级变速恒频双馈异步风力发电系统”中关键部件的研发；早在2005年底，公司的1.5MW变速恒频双馈异步风力发电机就已经完成地面变速恒频试验。永济电机厂为目前国内最大的牵引电传动研发生产企业，也是主要的风力发电机制造企业之一，其西安永电基地建成后成为国内制造规模较大的企业之一。哈尔滨电机厂也是国内主要风力发电机制造企业，其1.2MW直驱式变速恒频永磁风力发电机是国内在这一领域第一次拥有完全自主知识产权，在无齿轮多极风力发电领域的技术研发有相当优势。湘潭电机厂也是863项目参与企业之一，也是风力发电机领域的主要参与者之一，其两台2兆瓦直驱永磁同步风力发电机于2007年11月3

19、日成功下线，发电机各项技术参数均达到设计要求。2.2.5 电控风电机组电控系统是国内风电设备零部件中较为薄弱的环节，目前基本依赖进口。现有的几家企业大都处于研发试制阶段，主要有中科院电工所（科诺伟业）、合肥阳光、许继电气、南瑞集团等。一些整机制造企业、发电机制造企业及科研院所也正在针对兆瓦级变速恒频风电机组引进或研制电控系统。风电机组的其他配套部件厂还有一汽锡柴（生产轮毂和变速箱箱体铸件）、东汽（生产轮毂和变速箱箱体铸件）、秦川机床厂（生产变速箱箱体铸件）、青岛武晓（生产塔筒）、无锡大昶重型环件有限公司(生产塔筒、法兰)、苏州天顺（生产塔筒）、上海泰胜（生产塔筒）等。经过多年努力，中国目前风电

20、机组关键零部件配套能力有了大幅提高，尤其是目前较为成熟的600kW和750kW机组的国产化率可以达到90%，1.5MW机组的国产化率也达到了70%。不过随着风电发展规模的迅速扩大，总体而言，中国风电机组零部件配套能力仍显不足，比较突出的是叶片、齿轮箱。目前国内叶片生产总能力在150万170万kW（包括各类机型）。齿轮箱的生产能力在1600台左右，约200万kW，而现在已经形成的整机制造能力（包括境内外资与合资企业）近400万kW，存在200万kW的缺口。风电机组用轴承的生产能力也比较薄弱，特别是主轴轴承，绝大部分依赖进口，SKF和FAG两家轴承企业对中国的供应能力已经达到极限，还不能满足国内的

21、生产需求。此外，在电控系统的设计和生产上，中国企业的经验也比较少，很多企业多处于研发阶段，当前已经面世的成熟产品较少。关键零部件生产能力的不足，将制约国产化风电设备的发展，须引起产业界足够的重视。表4：国内主要风电机组零部件制造企业情况部件企业名称技术来源进度齿轮箱南京高速齿轮制造有限公司自主研发批量生产重庆齿轮箱有限责任公司自主研发批量生产杭州前进齿轮有限责任公司自主研发批量生产发电机兰州电机有限责任公司自主研发批量生产哈尔滨哈电风电设备有限公司自主研发批量生产北车集团永济电机厂自主研发批量生产上海电气集团上海电机厂有限公司自主研发试制阶段；2007年第一季度批量生产山西汾西重工有限责任公司

22、自主研（1.5MW）；技术引进（2MW 从德国引进，许可证方式）批量生产叶片上海玻璃钢研究院联合设计（德国公司）批量生产中国复合材料集团有限公司引进技术（购买德国NOI公司技术）批量生产艾尔姆玻璃纤维制品（天津）有限公司外商独资自主研发批量生产中航（保定）惠德风电设备有限公司自主研发批量生产电控北京科诺伟业科技有限公司（中科院电工所）自主研发试制阶段合肥阳光电源有限公司自主研发2008年批量生产国网南京自动化研究院（南瑞集团）试制阶段塔架上海泰胜电力工程机械有限公司技术引进（消化吸收，按图加工）批量生产上海泰胜电力工程机械有限公司技术引进（消化吸收，按图加工）批量生产上海泰胜电力工程机械有限公司技术引进（消化吸收，按图加工）批量生产