【科学新闻】解析风电产业的技术路线

　　近年来，中国风电产业发展迅速，不但装机总量攀升至世界第一，而且风机制造商的数量也增长迅速，据去年10月发布的《中国风电发展报告2010》显示，中国已有近80余家风电整机生产商。这些企业所采用风电发电机组的技术路线主要分为双馈式和直驱式两种。
　　
　　其中双馈式机组的生产者主要是华锐科技股份有限公司，直驱式机组又分为直驱永磁和励磁直驱机组，新疆金风科技股份有限公司和湘电风能有限公司采用该技术路线。

　　
　　中投顾问新能源行业研究员萧函说，目前世界上占据主导地位的是带齿轮箱的双馈技术，市场份额超过了85%。由于稳定性、可靠性等因素，双馈技术是目前风机企业采用的主流技术，采用直驱技术的风机制造企业数量较少。直驱技术在安全性、稳定性、维修等方面均较双馈技术有所不足。
　　
　　目前双馈机组和直驱永磁机组两者最大的差别，在于前者有齿轮箱而后者没有。由于省去了成本较高的齿轮箱，使得直驱永磁机组由于其低转速、高效率、高功率等近来备受关注。其中直驱永磁风机的主要部件——永磁发动机一般采用钕铁硼磁性材料，钕正是一种稀土元素。该材料占一台直驱永磁风机原材料的50%。
　　
　　中国稀土曾经低廉的价格是中国风机生厂商的一大优势。而目前随着稀土价格的飞速上涨，风机市场价格的不断下降，一些直驱永磁机组的生厂商即将面临巨大的考验。
　　
　　“因为稀土价格的变动影响的是直驱永磁风机的生产成本，故受到影响的也主要是生产直驱永磁风机的企业，例如金风科技、湘电风能等。主要的影响是增加了风机生产成本，企业利润空间受到压缩。部分中小厂商可能因成本上涨而出现停产现象，而金风科技、湘电风能等大企业由于储备较多，短期内影响相对较小，但是整体利润将会因此下跌。”萧函说。
　　
　　“稀土价格上涨对于金风科技的影响还在评估中。另外，我们可以看到，中国政府已经意识到稀土价格急速上涨给相关高新产业带来的压力，并表示会采取进一步措施稳定市场价格。同时，金风科技研发部门一直都致力于不断改善技术和工艺，在提高产品性能的前提下，降低工艺成本。”对于稀土价格上涨带来的影响，金风科技仅给予上述答复。
　　
　　早在2008年，作为风电整机生产行业的先行者，金风科技通过收购已经合作了五六年之久的德国Vensys公司，拥有了世界先进的直驱永磁机组技术。目前1.5MW直驱永磁风力发电机组为该公司主营业务。
　　
　　有不愿具名的业内人士透露，金风科技目前主要依靠库存原料维持生产。就在金风科技以存货维持生产的同时，另外一家以直驱永磁技术路线为主的企业已经撑不下去了。
　　
　　湘电风能董事长周建雄7月下旬对媒体发出停产宣言，称稀土原料价格高涨已经让风机企业难以承受。他表示，面对暴涨的原材料，公司一方面采取改进工艺等技术手段，试图降低在生产工艺上对钕铁硼的依赖，另一方面则是被动等待降价。
　　
　　8月20日，湘电风能半年报显示，上半年营业利润较去年同期降低19.67%。年报称在过去的半年间内，公司经营管理取得了较好成绩。但是，企业发展不确定性因素日趋多变，仍然面临诸多挑战。一是原材料价格暴涨、产品价格下降，市场竞争异常激烈。公司重点产品所需的主特材料价格成倍增长，利润空间被急剧压缩;二是资金压力巨大，公司批量产品生产需要大量的技改投入，对资金的需求也越来越大。下半年，公司在应对原材料价格上涨、制造业季节性矛盾以及其他不可预测因素方面，都面临着新的压力和挑战。
　　
　　在稀土价格一路狂飙的同时，走直驱永磁技术路线的风电生产商不得不纷纷寻求解决之道。
　　
　　同样使用直驱永磁技术的广东明阳风电，在今年6月15日宣布与江西省赣州市人民政府签订战略合作框架协议书。根据该协议，赣州市将向明阳优先提供稀土资源，且明阳享有在赣州市独家开发风电场的权利。广东明阳此举意味着该公司将成为第一个获得国家稀土战略资源配置的风电生产商，不用再犯愁稀土的供应问题。
　　
　　在萧函看来，明阳风电此举可以缓解稀土价格上涨的影响，他指出面对稀土问题风电企业可以采取的措施包括以下几个：第一，加大技术研发，改进生产工艺，降低直驱永磁风机对钕铁硼的依赖;第二，与稀土企业签订长期供货合同，借此降低钕铁硼价格波动对风机制造的影响;第三，入股稀土企业或是钕铁硼厂商，间接降低稀土价格上涨带来的影响。
　　
　　而就在直驱永磁机组的生产商忙得不可开交之时，除了双馈机组生产商高枕无忧之外，还有一些企业不但没有压力，反而乐观其涨。
　　
　　“我们的成本与他们的成本相差不多，如果稀土价格持续上涨，我们的市场优势会更加明显。”山东长星风电科技有限公司的工程师李伟冰说到。
　　
　　与金风科技和湘电风能不同，长星风电虽然也走了直驱机组的路线，但是他们选用了励磁直驱技术。据李伟冰介绍，励磁直驱技术不会受制于永磁体，且相比双聩机组具有切入风速小、方便实现电网的低电压穿越功能等优势，且不用担心永磁体退磁的问题。目前长星风电所生产的机组主要使用在三类风资源区。
　　
　　事实上，励磁直驱技术始于上个世纪末。其技术主要为德国ENERCON公司所掌握。目前，该公司所生产的风力发电机组最大功率高达7MW。据上述业内人士透露，由于早些时候ENERCON在中国进行了许多相关技术的专利注册，如果国内企业想使用励磁直驱而不进行自主研发，就要受制于ENERCON。目前国内已经开始使用直驱励磁技术的生厂商并不多。
　　
　　李伟冰说，因为看到双聩机组和直驱永磁机组的弊端，故在长星成立之初，他们便选定了励磁直驱技术并进行了大量的研发。
　　
　　事实上，一些直驱永磁生产商已经开始考虑换一种技术，走技术救局路线。从湘电风能了解到，早在2010年，湘电风能已经开始着手励磁直驱风机的研发工作。“目前湘电风能的直驱励磁机组已经下线，目前正在测试之中。样机安装大概要等到9月份进行。”一工作人员说。
　　
　　此外，上述业内人士也表示，金风科技投资参与永济新时速电机电器有限责任公司新疆风力发电机部件生产基地一举，也是在为励磁直驱技术做准备。
　　
　　虽然励磁直驱技术不用受控于永磁体，不用担心齿轮箱的问题，但是励磁直驱机组也有自己的不足。由于需要从电网里吸电来带动发电机，给发电机一个初始速度，故励磁直驱机组在电损耗上大于双馈机组和直驱永磁机组。与此同时，励磁直驱机组重量较大将会带来一定的装机难度。