风电机组大型化趋缓 产业链走向深度集成
证券时报记者 刘灿邦
今年以来，风电机组大型化放缓的趋势明显。在今年10月的北京风能展上，大型化机组也不再是业内竞相发布的技术焦点。多位受访人士向证券时报记者表示，大型化趋势放缓是由于风电技术进入“无人区”带来了一系列超经验问题新挑战，盲目大型化还会带来一系列安全风险。
与此同时，风电主机厂商开始将产业链条延伸到核心部件，在叶片、电机、齿轮箱传动等关键领域延链拓链。“主机+核心部件”的模式可以使部件与整机技术协同进步，对企业整体实力也提出了更高要求。
多位受访人士谈到，风电企业只有系统级的架构优化才能保持产品竞争力，风电机组技术创新的着力点将由纯粹追逐多发电转变为进一步提升机组可靠性，产业链走向深度集成将是主要方向。
大型化机组迭代放缓
中国可再生能源学会风能专委会秘书长秦海岩在接受证券时报记者采访时表示，风电机组大型化放缓主要有两方面原因。一是风电技术进入“无人区”带来了一系列超经验问题，导致出现很多无先例可循、无标准可依的新技术风险点。行业需要围绕新出现的问题，加强对其发生机理的研究，建立计算分析方法，提出评估要求，增加评估内容。
二是风电整机企业更加专注于设备的高性能，选择围绕已有平台进行优化，注重提升风电机组的可靠性、发电效率、并网性能等，并针对不同开发场景的风况、环境等条件，定制化开发风电机组。
“远景过去几年一直在呼吁，不要盲目、过度地推动大型化，业内将这种比拼形容为‘军备竞赛’，这是要不得的。”远景能源风机产品线总经理杨亚文向记者表示，小型风机的成功经验不能完全复制到大型风机上。
以风电叶片为例，现在很多叶片直径已经做到了230米、240米，甚至有270米产品，海上叶片也做到了310米；但实际上5年前，行业主流的还是150米、160米叶片。在杨亚文看来，风电叶片快速做长后，在设计原理、制造质量等维度上会有很多东西超出已有的经验和认知，如此“大跨越”式的发展必然会带来一些质量问题。
因此，风机技术的演进应着眼于使新能源更具竞争力，同时做好能源的稳定安全供应。“产品性能要经过一段时间稳定验证后，才能逐步向下一个台阶推进，而且下一个台阶也必须经过充分测试验证，确认完全可靠才能推向量产。”杨亚文表示。
“风机大型化是必然的发展趋势，尤其是海上风电更为明显，但2025年发展速度有所放缓。”三一重能董秘周利凯告诉记者，2024年招标及今年装机的大兆瓦机型以10MW为主，但今年招标的部分机型回调至8MW左右，大兆瓦机型集中到8MW―10MW区间。调整原因主要在于前期技术跨越提速，从6MW直接跃升至10MW，业主对机组可靠性和发电性能有所担忧，行业内部分在内蒙古、新疆地区投运的10MW机型项目表现不及预期。
周利凯认为，中国的大兆瓦风机在高风区的单机容量已进入“无人区”，预计“十五五”时期高风区的主力机型功率段将稳定在8MW―12.5MW，公司预计行业10MW机型的市占率在后续将回升，这对“十五五”时期行业降低成本、高质量发展有重要意义。
在秦海岩看来，风电机组大型化趋势有所放缓，有利于设备制造企业更好地利用生产设施，充分消化研发投入。“随着‘反内卷’工作取得阶段性成效，今年以来风电整机中标价普遍回升，各机型的中标价格已全部高于其最低成本价。这些因素促使设备制造企业的经营状况得到了一定程度改善。”
“主机+核心部件”模式兴起
近日，中国机械通用零部件工业协会齿轮与电驱动分会发布的2024年全球风电齿轮箱出货量排名显示，南高齿、远景能源与德力佳位列前三，远景能源是榜单中唯一一家风电整机制造商。
据了解，2016年之前，外资品牌主导风电齿轮箱市场，但高昂的价格和漫长的交货周期以及产能限制长期制约着中国风电产业的规模化发展；随着政策引导与产业链的快速成长，国产风电齿轮箱逐步突破外资品牌的技术壁垒，到2020年，南高齿、远景、德力佳、重齿、华健天恒等一批国产品牌相继崛起；2021年至今，风电齿轮箱与整个风电行业一同面临“新大快卷”的发展瓶颈。
“对于主机厂商而言，过去，齿轮箱就像是一个黑盒子。”谈到远景自研自制齿轮箱的初衷，杨亚文表示，风机制造应该有全局观和系统观，过去做风机和齿轮箱的企业各自为战，缺乏协同。“风机只给齿轮箱企业部分载荷数据，而齿轮箱企业只将最终产品直接给主机厂，不会交付过程数据，双方没有将技术、数据全部开放，无法实现风机的系统性优化。”
在此背景下，远景决定自研自制齿轮箱，在行业内第一次将齿轮箱、轴承、风机、载荷、控制的专家全部聚在了一起。杨亚文表示称：“大家坐在一个屋子里面对面，无论是控制系统环节需要调整，轴承需要强化，还是风机性能提升对齿轮箱设计提出新的要求，大家都可以高效沟通，迅速达成一致。”
对于主机厂而言，核心部件的自研并非坦途。以远景为例，2018年开始自研齿轮箱，最初的四年时间都在投入资金、资源，直到第五年才逐渐看到成效。
除远景能源布局核心部件以外，中国中车依托轨道交通装备领域积累的核心技术优势，同样构建起了覆盖风电全产业链的产业格局。在今年的北京风能展上，中国中车展示了以风电整机为核心，涵盖发电机、叶片、塔筒、变流器、齿轮箱、变压器等关键零部件的完整产业链。
中国中车人士告诉记者，公司在核心部件领域持续突破，例如，公司推出的12MW级超大功率高速传动系统永磁风力发电机集双馈与中速永磁技术路线优势于一身。适用于深海风力发电系统的66kV海上风电机舱油浸式变压器可实现机舱内悬挂安装，可节省低压电缆和减少集电线损耗。此外，26MW级海上半直驱永磁同步风力发电机具有轻量化、耐低温等特点，传动系统减重约5%。
“选择何种发展模式，是企业对自身整体实力、协同创新、供应链管理、成本管控等因素进行综合考量后做出的决策。”谈到部分厂商选择“主机+核心部件”发展模式的情况，秦海岩认为，这种模式通过自研关键零部件，实现技术穿透产业链，形成部件与整机的协同技术进步，对企业整体实力提出了更高要求。其中，部分国企选择该模式，主要为了充分发挥集团层面在其他领域积累的技术优势。
产业链深度集成将成方向
“齿轮箱的任何一项创新，研发风险都比较大，因此很多企业不愿冒险参与。但是，从远景的角度而言，公司有耐心从齿轮箱等核心部件的自研自制起步，最终实现风机系统级的架构优化。”杨亚文认为，风电的竞争力绝不是靠压低供应商价格以及降低质量标准获得的，只有系统级的架构优化才能保持产品竞争力。
据了解，目前有很多厂商都和远景一样，尝试零部件的自研自制，其中有一些做叶片、电机的取得了成功，但在齿轮箱传动领域，也有很多厂家有过尝试，但成功者寥寥。
今年，新能源行业的最重要变化是，随着“136号文”的印发，风电产业步入全面市场化时代。秦海岩认为，面对开发和应用场景的日益多样化以及项目收益的不确定性增加，风电机组技术创新的着力点将由多发电，转变为进一步提升机组可靠性，以及其与电网及负荷的协同能力，并推动风电与多产业融合发展。
“这就要求风电整机企业从设备供应商转变为系统解决方案提供者，依托AI等数字化和智能化技术，从设计源头保障风电机组在全生命周期的稳定运行，并持续优化运行策略，确保在高电价时段提供稳定可靠的电力输出。”秦海岩认为，风电整机企业还需要加快推进多元化业务布局，针对绿色燃料、零碳园区、数据中心、风渔融合等新型应用场景，提供定制化的一揽子技术解决方案。
在秦海岩看来，大型化依然是风电机组技术创新的主要方向之一，这是风电行业持续降本增效的一条重要途径。但与此同时，数字化和智能化技术将与风电机组深度融合，在今年的北京风能展上，多家整机企业推出了加装AI模块的风电机组，旨在实现更灵活精准的发电策略、智能化运维等。
杨亚文称，自研自制既是打造高可靠、高性能风机的关键一环，也是更多技术创新的“入场券”，只有对风机所有大部件了如指掌，主机厂才可能设计制造出真正的智能风机乃至AI风机。“产业链整合肯定是好的，可以对叶片、齿轮箱、电气等大部件与载荷进行系统级优化。长远来看，深度集成化会是主要方向。”
中船科技副总经理张晓阳提出，当前，整机企业需要向上延伸、向下穿透，不仅对开发企业也要对供应商负起责任，尽力匹配两者的需求，才能实现协同发展。“设备价格、产品质量与创新速度三者之间并不存在不可调和的矛盾，而是一个可以通过战略引领与技术创新实现正向循环的动态系统。”
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