风电行业唯一“国之重器”背后：大型机组国产化时代已经来临

　　2022年11月，南国的东海之滨依然阳光明媚。在福建福清市三峡海上风电国际产业园的车间里，气氛更是热火朝天。

　　在这里，三峡集团与金风科技合作研发的GWH252-16MW海上风电机组成功下线。该款机组刷新了全球最大单机容量、最大叶轮直径、单位兆瓦最轻重量三录，还荣登“2022年度十大国之重器”，成为“刷屏”整个风电圈的大新闻。

　　一个月前，同样在该产业园，金风科技GWH252-13.6MW机组刚刚成功下线。彼时，该机组也是全球范围内叶轮直径最大、同等容量机组风能转化效率最高、亚太地区单机容量最大的风电机组。

　　仅仅两个月，金风科技就接连下线两款刷新行业纪录的大型风电机组，业界无不为之侧目。更令人振奋的是，这两款机组不仅在大型化上创下多项纪录，更在国产化方面达到了新的高度。

　　金风科技海上产品线总监樊彦斌对华夏能源网（公众号hxny3060）表示，这两款大风机的国产化率皆达到了90%以上。

　　作为国内乃至全球风电整机商龙头，金风科技亮出了引领行业的产品，更向大众昭示——风电大型机组国产化时代已经来临。

　　在中国风电产业起步之初，风电技术大多由国外厂商和研究机构掌握，我国本土风电产业起步较晚。1998年，金风科技在这样的行业背景下成立，为了寻求更大发展，不断提高风电机组国产化率便成为了金风人持之以恒追求的目标。

　　2006年，金风科技40台750千瓦风机在新疆的一个国产化示范项目中投产发电，首次实现了国内国产化风机的大规模应用。

　　2007 年，金风科技又投运了中国首台在海洋环境上运行的风电机组，成为国内最早从事海上风电技术研发并完成实际应用的风电整机企业之一。以此为开始，金风科技不断积累海上风电机组的研发经验与技术，并接连产出重要成果，逐渐引领海上风电机组国产化发展潮流，直至实现了今日的非凡成绩。

　　作为超大型海上风电机组，金风科技此次推出的GWH252-16MW和GWH252-13.6MW机组均为公司深耕海上风电领域多年取得的重要阶段性成果，标志着我国大兆瓦海上风电机组国产化迎来了新的里程碑，同时表明我国海上风电机组关键核心技术水平已迈入世界领先行列。

　　樊彦斌对华夏能源网（公众号hxny3060）介绍道，叶片是风电机组的核心部件，其捕风能力的高低直接决定着发电性能。本次下线的两款机组均采用了轻量化超长柔性叶片，为公司自主研发，期间攻克了很多技术难关，包括高升阻比、高气动性能、高鲁棒、低粗糙敏感性翼型等，并通过流固耦合的方法开展仿真分析。

　　“在过去很长一段时间里，这些技术都是国外风电企业在做，国内很少涉及。但金风科技通过长时间研究，不断探索，取得突破，并在16MW大型机组的研制上进行了应用，取得了显著效果。”樊彦斌说道。

　　值得一提的是，想做出一款适用于大型机组的高性能叶片，一方面依赖技术，另一方面则取决于材料。为了实现高比例国产化，金风科技本次下线的两款机组的叶片，均采用了我国自主研发、生产的碳纤维材料。该材料不仅质量可靠，而且实现了量产，这意味着大型化叶片的国产化迈出了坚实的一步。

　　与叶片相似，主轴承也是大型风机国产化道路上的重大难关。为了实现主轴承的国产化，金风科技跟国内的轴承制造商深度合作，在16MW机组上率先应用国产主轴承，并在具体技术上做出了探索和突破，比如针对大尺寸滚子轴承进行保持架动态仿真和强度校核，确保保持架设计合理性等，提升了主轴承的自主技术含量。

　　除了叶片、主轴承以外，在本次下线的两款大型风电机组中，诸如发电机、齿轮箱等部件，也均实现了高比例国产化，是名副其实的“MADE IN CHINA”。

　　不断提升大型风电机组的国产化程度，这不仅是“争一口气”，更重要的是能够带来切切实实的效益提升。

　　有数据显示，风电机组大部件实现国产化可以降低20%以上的成本。事实也表明，随着我国风电机组国产化比例持续提高，机组成本一直呈下降趋势，价格不断下探也成了必然。这也是维斯塔斯等海外风电巨头相继放弃中国市场的一大原因，如今放眼看去，中国风电市场已被本土风机企业占据。

　　樊彦斌举例说：“2022年我们有个项目交付的时候，客户希望使用进口主轴承。而进口主轴承的生产基地在欧洲。俄乌战争的爆发，给欧洲的整个供应链带来不小的冲击，很多产品只能选择空运。但是，空运的成本不仅高，而且时间还不能保障，如果主轴承可以国产化，那么在及时交付上减少了制约，可以有效提高交付效率，降低交付风险。”

　　樊彦斌表示，国产化并不是一个简单的过程，背后必然会带来一些技术上的突破，比如先进的工艺，对一些材料性能的研究等。在这些方面取得一定的成果后，也会在很大程度上增强对自己研发能力的信心。

　　国产化成果推陈出新，也增强了开发商对中国风机产品的信心。开发商希望风机厂商在国产化上做更多尝试，研发出更符合国情的产品，以便于后期运维。因此在风电产业的供需关系上，风机国产化有助于建立一个良性循环。

　　“还有一点非常重要，在研制此次下线的两款高国产化比例的大风机过程中，金风科技并非单打独斗，我们联合了很多产业链企业一同攻关。对于国产化的共同追求，加强了我们中国风电产业链的协同能力。金风科技通过与产业链伙伴合作，不仅支撑了自身大兆瓦海上风电机组的研发和制造，同时也推动了国内风电产业链升级，达到了‘强链’、‘补链’的效果，产业链价值得以延伸。”樊彦斌说道。

　　金风科技的国产化进程之路，也是我国风电产业链趋于自主的一个缩影。如今，我国的风电产业，无论发电机、叶片，还是齿轮箱、轴承，均已基本实现国产化，并已经接近甚至超过了海外水平。

　　“百里路，九十半”。尽管我国风机国产化已经取得了很大的成就，但不可否认的是，在“高、精、尖”的零部件上，国产产品与国际先进水平还是存在一定差距。

　　展望未来风电机组国产化之路，樊彦斌认为，最大的难题还是在于如何认知到大型化带来的底层基础科学规律变化。

　　例如在长叶片的研发上，最初大家认为，即使叶片再长，也会在一个线性的弹性变形范围内。但实践表明，随着叶片长度的增加，出现了很多非线性现象，特别是叶片往百米级发展的时候，非线性问题就愈加明显，这就属于国内风机厂商需要不断突破的认知维度。

　　樊彦斌表示，要想在技术上有所创新、突破，首先要把基础的科学规律认知夯实，然后通过大量的运行数据、实验数据以及基础理论研究，洞察到有别以往的基础知识。只有做到这些，才能够形成新的认知并将之变成规律。

　　“在研制GWH252-16MW和GWH252-13.6MW两款大型风电机组的过程中，金风科技就是如此做的，最终获得了成果。”樊彦斌对华夏能源网（公众号hxny3060）说道。

　　在研制本次下线的两款大风机过程中，金风将其多年来基础科学研究成果应用到了机组开发设计过程中，并通过其完备的实验验证体系，印证了那些非线性的、复杂的物理和数学规律。然后通过不断对仿真试验模型里的一些参数进行二次修正，最终让仿真和实测结果趋于一致，由此解决了机组研发中遇到的诸多技术问题。

　　对此，樊彦斌表示：“技术创新是推进风机国产化、大型化的重要前提，更是中国风电产业领先全球的重要抓手。为此中国风电人都应有信心、有决心，只有不断进行产业升级，才能够实现跨越式发展。”