能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，要實(shí)現(xiàn)2020年我國(guó)GDP翻兩番的宏偉目標(biāo)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長(zhǎng)，僅靠常規(guī)能源難以解決能源和電力短缺。占電力供應(yīng)70%的煤電燃料-煤炭，探明的剩余開(kāi)采儲(chǔ)量為1390億噸，按2003年開(kāi)采速度16. 67億噸/年，僅能維持83年，并將帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染。我國(guó)的石油資源不足，天然氣資源也不夠豐富，天然鈾資源短缺。水能資源經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量為4.02億千瓦，年發(fā)電量1.7萬(wàn)億千瓦時(shí)，再經(jīng)過(guò)20～30年的開(kāi)發(fā)，70 %左右將被開(kāi)發(fā)完，僅靠水能解決不我國(guó)的電力短缺。
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| 圖1 |
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| 表1 |
我國(guó)的風(fēng)能資源十分豐富，根據(jù)國(guó)家氣象局估計(jì)，我國(guó)10米高度以?xún)?nèi)可開(kāi)發(fā)利用的地表風(fēng)電能源約為10億千瓦，其中陸地為2.5億kW，海上7.5億千瓦，如果擴(kuò)展到50～60米以上高度，風(fēng)力資源將有望擴(kuò)展到20～25億千瓦。因此，風(fēng)力發(fā)電是我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)而重要的選擇。風(fēng)電機(jī)組(主要指并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組) 是風(fēng)力發(fā)電的核心設(shè)備，其投資約占總投資的60 %～80 %。風(fēng)電機(jī)組的生產(chǎn)和制造水平也是反映一個(gè)國(guó)家風(fēng)電發(fā)展水平的重要因素，由進(jìn)口轉(zhuǎn)化為國(guó)產(chǎn)，可大大降低風(fēng)電廠的投資，從而有力地促進(jìn)風(fēng)電的快速發(fā)展。
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| 圖3 |
風(fēng)電將是一種重要的替代能源
近幾年來(lái)，世界風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展不斷超越人們預(yù)期的發(fā)展速度。到2003年末全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)40 GW，過(guò)去5年的年平均增長(zhǎng)率一直保持在33%。歐州風(fēng)能協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)，僅歐州到2010年就可達(dá)60 GW，占?xì)W州電力需求的10%；2020年將達(dá)150 GW。世界能源委員會(huì)預(yù)計(jì)，全世界到2020年可達(dá)180～470 GW。非政府組織預(yù)計(jì)2030年可達(dá)1.07～1.9 TW(T= 1012) 。
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2003年歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)與綠色和平組織簽署了《風(fēng)力12%：關(guān)于2020年風(fēng)電達(dá)到世界電力總量12%的藍(lán)圖》的報(bào)告，期望并預(yù)測(cè)2020 年全球的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到1.231 TW，年裝機(jī)容量達(dá)到150 GW，風(fēng)力發(fā)電量將占全球發(fā)電總量的12%?！帮L(fēng)力12 %”的藍(lán)圖展示出，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為解決世界能源不可缺的重要力量。風(fēng)力發(fā)電不再是一種可有可無(wú)的補(bǔ)充能源，已經(jīng)成為具有商業(yè)化發(fā)展前景的成熟技術(shù)和新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，有可能成為世界未來(lái)最重要的替代能源。
歐盟于1997年頒布了可再生能源發(fā)展白皮書(shū)，提出到2050年，可再生能源在整個(gè)歐盟國(guó)家的能源構(gòu)成中達(dá)到50% ，成為重要的戰(zhàn)略能源。德國(guó)和英國(guó)都承諾，2010年和2020年可再生能源發(fā)電量的比例，將分別達(dá)到10%和20%；西班牙表示，2010年其可再生能源發(fā)電的比例將達(dá)到29 %以上。世界風(fēng)電裝機(jī)容量發(fā)展趨勢(shì)如圖1所示。
表1給出了自2002年以來(lái)到2005期間主要地區(qū)的平均增長(zhǎng)率（累計(jì)裝機(jī)總量）。可以驚奇地發(fā)現(xiàn)中國(guó)在最近的三年里，平均增長(zhǎng)率最高，然后是印度；在歐洲，英國(guó)是增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)。在過(guò)去的三年里，前10個(gè)國(guó)家的平均增長(zhǎng)率達(dá)到了20.8%。
我國(guó)的風(fēng)電發(fā)展政策和趨勢(shì)
2006 年1 月1 日《可再生能源法》正式實(shí)施，該法的頒布和實(shí)施為我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的機(jī)遇，使風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展有了法律保證。為了貫徹落實(shí)這部法律，國(guó)家發(fā)展改革委正抓緊組織制訂有關(guān)的配套法規(guī)和實(shí)施細(xì)則，同時(shí)組織編制了《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要（2004~2020）》，明確了未來(lái)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的目標(biāo)和前景；其中并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量到2010年達(dá)到500萬(wàn)千瓦，2020年達(dá)到3000萬(wàn)千瓦。
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| 圖5 |
從1985 年在海南省東方縣安裝第一臺(tái)55千瓦并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開(kāi)始到2004年底，20年來(lái)我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量只有76.4萬(wàn)千瓦，未來(lái)15年我國(guó)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)如能達(dá)到3000萬(wàn)千瓦，將是前20年的40倍，任務(wù)非常艱巨，目標(biāo)也非常宏偉，對(duì)投資者來(lái)說(shuō)有很強(qiáng)的吸引力，也給風(fēng)電帶來(lái)了難得的機(jī)遇和發(fā)展空間。
2005年中國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)了一倍多，達(dá)到498 MW，累計(jì)超過(guò)了1000 MW的大關(guān)，目前中國(guó)的裝機(jī)達(dá)到了1264 MW。國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造廠商金風(fēng)集團(tuán)穩(wěn)居第二，西班牙GAMESA Eolica公司位居第一。其它的主要國(guó)外供應(yīng)商有Vestas、Enercon和GE wind。
我國(guó)第四期風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)近日對(duì)外發(fā)標(biāo)。本期特許權(quán)招標(biāo)包括3個(gè)項(xiàng)目，分別為內(nèi)蒙古錫盟輝騰梁300 MW風(fēng)電場(chǎng)、內(nèi)蒙古包頭巴音200 MW風(fēng)電場(chǎng)和河北省張北單晶河200 MW風(fēng)電場(chǎng)，總裝機(jī)容量700 MW。這次風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)的最大特點(diǎn)是風(fēng)電設(shè)備制造商直接參與投標(biāo)，風(fēng)電設(shè)備制造商既可以作為投標(biāo)人單獨(dú)投標(biāo)，也可與一個(gè)投資人組成聯(lián)合體作為供貨商共同投標(biāo)，主要條件是設(shè)備制造企業(yè)必須提出完整的實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備制造國(guó)產(chǎn)化的方案和實(shí)現(xiàn)該方案的措施。
我國(guó)風(fēng)電發(fā)展始于20世紀(jì)80年代末，經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，現(xiàn)已取得了較大成績(jī)，到2005年底，全國(guó)已建成風(fēng)電裝機(jī)容量126萬(wàn)千瓦，但風(fēng)電設(shè)備主要從國(guó)外進(jìn)口，風(fēng)電建設(shè)成本高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，嚴(yán)重影響了我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。為了有效降低風(fēng)電建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備制造國(guó)產(chǎn)化，2003年推行了風(fēng)電項(xiàng)目特許權(quán)建設(shè)方式，通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)方式以上網(wǎng)電價(jià)最低為條件選擇投標(biāo)者，要求風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率不低于70%。通過(guò)風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)方式，風(fēng)電價(jià)格大幅降低，風(fēng)電建設(shè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，有力促進(jìn)了我國(guó)風(fēng)電設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化及風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
我國(guó)風(fēng)電資源豐富，具有發(fā)展風(fēng)電的良好條件，目前制約風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素是風(fēng)電技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造能力不強(qiáng)，還不能適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)電建設(shè)的需要。因此盡快提高我國(guó)風(fēng)電設(shè)備技術(shù)的研發(fā)和制造能力，是現(xiàn)階段風(fēng)電建設(shè)的重要任務(wù)。
風(fēng)電的規(guī)?；ㄔO(shè)，為國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造提供了穩(wěn)定的市場(chǎng)需求。這次特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)，就是要為設(shè)備制造企業(yè)提供可靠的市場(chǎng)，同時(shí)也加大設(shè)備制造企業(yè)的責(zé)任，促進(jìn)其高度重視設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化工作，盡快掌握風(fēng)電設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)技術(shù)。通過(guò)提出明確的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化要求，加快培育國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)，提高國(guó)內(nèi)零部件制造商的綜合實(shí)力，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)制造企業(yè)提高自主創(chuàng)新能力和引進(jìn)技術(shù)的消化吸收能力，推進(jìn)外商向國(guó)內(nèi)企業(yè)轉(zhuǎn)讓先進(jìn)成熟的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。這次招標(biāo)將把投標(biāo)者提出的實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化方案作為重要的中標(biāo)條件。
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| 圖5 |
目前，為能進(jìn)入我國(guó)風(fēng)電設(shè)備市場(chǎng)，很多國(guó)外優(yōu)勢(shì)企業(yè)來(lái)尋找國(guó)內(nèi)有潛力的合作伙伴。丹麥Vestas公司等紛紛在國(guó)內(nèi)設(shè)廠或與國(guó)內(nèi)企業(yè)合作。我國(guó)利用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)提高自身水平的努力也開(kāi)始顯現(xiàn)成效。例如，落戶(hù)上海的GE全球研發(fā)中心目前正與國(guó)內(nèi)一些風(fēng)能廠商合作，其中中國(guó)北車(chē)集團(tuán)永濟(jì)電機(jī)廠依托先進(jìn)的GE電機(jī)制造技術(shù)，就相繼研制成功了一批風(fēng)力發(fā)電機(jī)。2005年春季Nordex公司與中航（保定）惠騰風(fēng)電設(shè)備有限公司合作生產(chǎn)兆瓦級(jí)風(fēng)輪葉片；12月，Nordex同中國(guó)的本土公司二度結(jié)盟建立了合資公司，擬生產(chǎn)兆瓦級(jí)的大規(guī)模風(fēng)力機(jī)組，并已有了200 MW的訂單，合作方為寧夏電力公司（持股40%）和寧夏天凈電能開(kāi)發(fā)集團(tuán)（持股10%）。
不難發(fā)現(xiàn)，在中國(guó)，風(fēng)電行業(yè)作為朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，正在迅速崛起。中國(guó)的風(fēng)力資源豐富，隨著近期政府各項(xiàng)相關(guān)扶植政策的逐步到位，中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)更將生機(jī)勃勃。風(fēng)電設(shè)備制造雖然剛剛起步，但是不少跨國(guó)企業(yè)已經(jīng)注意到了這塊誘人的蛋糕，相信不久的將來(lái)會(huì)有更多企業(yè)進(jìn)駐。另一方面中國(guó)風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化水平亦不斷提高，已對(duì)中國(guó)的風(fēng)電市場(chǎng)產(chǎn)生很大影響——風(fēng)機(jī)的價(jià)格從8000～10000元/千瓦降到了4500～5000元/千瓦，還培育出了幾十家零部件制造商，但兆瓦級(jí)的大型機(jī)組及其采用的高新技術(shù)的研發(fā)能力，仍然有待加強(qiáng)。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)人才的儲(chǔ)備和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前期準(zhǔn)備。
復(fù)合材料在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展趨勢(shì)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片和機(jī)艙罩都使用了復(fù)合材料，葉片重量的90%是復(fù)合材料。
從90年代初期到現(xiàn)在，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的容量從150 kW到2 MW，增加了十幾倍。葉片的長(zhǎng)度也隨之增加。風(fēng)力機(jī)葉片以玻璃纖維強(qiáng)化樹(shù)脂材質(zhì)為最多，主要是利用其質(zhì)輕、價(jià)廉、易成型及耐腐蝕、耐疲勞等特性。E.C.公司資助的研究計(jì)劃中說(shuō)明，在直徑120 m葉片轉(zhuǎn)子中添加碳纖維能有效減少總體質(zhì)量達(dá)38%。另外，亦可使得玻璃纖維設(shè)計(jì)成本減少14 %。但是，因?yàn)槟壳疤祭w維的供應(yīng)短缺一直困擾著其在葉片上的應(yīng)用推廣。多數(shù)葉片生產(chǎn)廠家采用了先進(jìn)的玻璃纖維縫編材料，局部采用碳纖維，結(jié)合優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法，滿(mǎn)足葉片長(zhǎng)度增加以后對(duì)重量、強(qiáng)度和剛度的要求。圖4給出了風(fēng)機(jī)葉片直徑和重量的關(guān)系。
風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)和材料
風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是一個(gè)復(fù)合材料制成的薄殼結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)上分三個(gè)部分。
◆根部：材料一般為金屬結(jié)構(gòu)。
◆外殼：一般為玻璃鋼，通常為樹(shù)脂復(fù)合的雙/多軸織物?？椢锟梢跃哂胁煌慕Y(jié)構(gòu)，和不同的材料進(jìn)行復(fù)合，再用樹(shù)脂進(jìn)行連接，模塑成半個(gè)外殼。一對(duì)半外殼粘在一起形成一個(gè)承載外殼。圖5所示為風(fēng)機(jī)葉片的輪廓圖和葉片截面圖。
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◆龍骨（即加強(qiáng)筋或加強(qiáng)框）：一般為玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
目前風(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)電能已可輸出介于1.5～3.0 MW之間的能量，生產(chǎn)的風(fēng)葉片直徑已可達(dá)到80 m，此外也有數(shù)個(gè)風(fēng)葉片開(kāi)發(fā)公司具有生產(chǎn)直徑達(dá)到90～120 m葉片的能力。而隨著風(fēng)力機(jī)的大型化，勢(shì)必尋求葉片的大型化、輕量化及長(zhǎng)壽化，而玻纖增強(qiáng)樹(shù)脂（GFRP）有其強(qiáng)度等物性上的限制，因此加入物性較強(qiáng)之碳纖維是必然趨勢(shì)，碳纖維主要被應(yīng)用于改善風(fēng)葉片的質(zhì)量和成本。 ■
德固賽（中國(guó)）投資有限公司上海分公司；
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圖片說(shuō)明：圖1. 世界風(fēng)電裝機(jī)容量發(fā)展趨勢(shì)（數(shù)據(jù)來(lái)源：BTM Consult Aps，2006 年3月）
表1：前十個(gè)國(guó)家的增長(zhǎng)率
圖2. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
圖3. 風(fēng)機(jī)葉片的發(fā)展過(guò)程和廠家
圖5. 風(fēng)機(jī)葉片的輪廓圖和葉片截面圖
《可再生能源法》的正式實(shí)施為我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的機(jī)遇，使風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展有了法律保證，中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)更將生機(jī)勃勃。德固賽（中國(guó)）投資有限公司上海分公司的胡培先生在本文介紹了我國(guó)風(fēng)電行業(yè)及復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片的發(fā)展情況。
能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，要實(shí)現(xiàn)2020年我國(guó)GDP翻兩番的宏偉目標(biāo)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長(zhǎng)，僅靠常規(guī)能源難以解決能源和電力短缺。占電力供應(yīng)70%的煤電燃料-煤炭，探明的剩余開(kāi)采儲(chǔ)量為1390億噸，按2003年開(kāi)采速度16. 67億噸/年，僅能維持83年，并將帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染。我國(guó)的石油資源不足，天然氣資源也不夠豐富，天然鈾資源短缺。水能資源經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量為4.02億千瓦，年發(fā)電量1.7萬(wàn)億千瓦時(shí)，再經(jīng)過(guò)20～30年的開(kāi)發(fā)，70 %左右將被開(kāi)發(fā)完，僅靠水能解決不我國(guó)的電力短缺。
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我國(guó)的風(fēng)能資源十分豐富，根據(jù)國(guó)家氣象局估計(jì)，我國(guó)10米高度以?xún)?nèi)可開(kāi)發(fā)利用的地表風(fēng)電能源約為10億千瓦，其中陸地為2.5億kW，海上7.5億千瓦，如果擴(kuò)展到50～60米以上高度，風(fēng)力資源將有望擴(kuò)展到20～25億千瓦。因此，風(fēng)力發(fā)電是我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)而重要的選擇。風(fēng)電機(jī)組(主要指并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組) 是風(fēng)力發(fā)電的核心設(shè)備，其投資約占總投資的60 %～80 %。風(fēng)電機(jī)組的生產(chǎn)和制造水平也是反映一個(gè)國(guó)家風(fēng)電發(fā)展水平的重要因素，由進(jìn)口轉(zhuǎn)化為國(guó)產(chǎn)，可大大降低風(fēng)電廠的投資，從而有力地促進(jìn)風(fēng)電的快速發(fā)展。
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風(fēng)電將是一種重要的替代能源
近幾年來(lái)，世界風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展不斷超越人們預(yù)期的發(fā)展速度。到2003年末全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)40 GW，過(guò)去5年的年平均增長(zhǎng)率一直保持在33%。歐州風(fēng)能協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)，僅歐州到2010年就可達(dá)60 GW，占?xì)W州電力需求的10%；2020年將達(dá)150 GW。世界能源委員會(huì)預(yù)計(jì)，全世界到2020年可達(dá)180～470 GW。非政府組織預(yù)計(jì)2030年可達(dá)1.07～1.9 TW(T= 1012) 。
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2003年歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)與綠色和平組織簽署了《風(fēng)力12%：關(guān)于2020年風(fēng)電達(dá)到世界電力總量12%的藍(lán)圖》的報(bào)告，期望并預(yù)測(cè)2020 年全球的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到1.231 TW，年裝機(jī)容量達(dá)到150 GW，風(fēng)力發(fā)電量將占全球發(fā)電總量的12%?！帮L(fēng)力12 %”的藍(lán)圖展示出，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為解決世界能源不可缺的重要力量。風(fēng)力發(fā)電不再是一種可有可無(wú)的補(bǔ)充能源，已經(jīng)成為具有商業(yè)化發(fā)展前景的成熟技術(shù)和新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，有可能成為世界未來(lái)最重要的替代能源。
歐盟于1997年頒布了可再生能源發(fā)展白皮書(shū)，提出到2050年，可再生能源在整個(gè)歐盟國(guó)家的能源構(gòu)成中達(dá)到50% ，成為重要的戰(zhàn)略能源。德國(guó)和英國(guó)都承諾，2010年和2020年可再生能源發(fā)電量的比例，將分別達(dá)到10%和20%；西班牙表示，2010年其可再生能源發(fā)電的比例將達(dá)到29 %以上。世界風(fēng)電裝機(jī)容量發(fā)展趨勢(shì)如圖1所示。
表1給出了自2002年以來(lái)到2005期間主要地區(qū)的平均增長(zhǎng)率（累計(jì)裝機(jī)總量）?？梢泽@奇地發(fā)現(xiàn)中國(guó)在最近的三年里，平均增長(zhǎng)率最高，然后是印度；在歐洲，英國(guó)是增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)。在過(guò)去的三年里，前10個(gè)國(guó)家的平均增長(zhǎng)率達(dá)到了20.8%。
我國(guó)的風(fēng)電發(fā)展政策和趨勢(shì)
2006 年1 月1 日《可再生能源法》正式實(shí)施，該法的頒布和實(shí)施為我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的機(jī)遇，使風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展有了法律保證。為了貫徹落實(shí)這部法律，國(guó)家發(fā)展改革委正抓緊組織制訂有關(guān)的配套法規(guī)和實(shí)施細(xì)則，同時(shí)組織編制了《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要（2004~2020）》，明確了未來(lái)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的目標(biāo)和前景；其中并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量到2010年達(dá)到500萬(wàn)千瓦，2020年達(dá)到3000萬(wàn)千瓦。
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| 圖5 |
從1985 年在海南省東方縣安裝第一臺(tái)55千瓦并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開(kāi)始到2004年底，20年來(lái)我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量只有76.4萬(wàn)千瓦，未來(lái)15年我國(guó)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)如能達(dá)到3000萬(wàn)千瓦，將是前20年的40倍，任務(wù)非常艱巨，目標(biāo)也非常宏偉，對(duì)投資者來(lái)說(shuō)有很強(qiáng)的吸引力，也給風(fēng)電帶來(lái)了難得的機(jī)遇和發(fā)展空間。
2005年中國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)了一倍多，達(dá)到498 MW，累計(jì)超過(guò)了1000 MW的大關(guān)，目前中國(guó)的裝機(jī)達(dá)到了1264 MW。國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造廠商金風(fēng)集團(tuán)穩(wěn)居第二，西班牙GAMESA Eolica公司位居第一。其它的主要國(guó)外供應(yīng)商有Vestas、Enercon和GE wind。
我國(guó)第四期風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)近日對(duì)外發(fā)標(biāo)。本期特許權(quán)招標(biāo)包括3個(gè)項(xiàng)目，分別為內(nèi)蒙古錫盟輝騰梁300 MW風(fēng)電場(chǎng)、內(nèi)蒙古包頭巴音200 MW風(fēng)電場(chǎng)和河北省張北單晶河200 MW風(fēng)電場(chǎng)，總裝機(jī)容量700 MW。這次風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)的最大特點(diǎn)是風(fēng)電設(shè)備制造商直接參與投標(biāo)，風(fēng)電設(shè)備制造商既可以作為投標(biāo)人單獨(dú)投標(biāo)，也可與一個(gè)投資人組成聯(lián)合體作為供貨商共同投標(biāo)，主要條件是設(shè)備制造企業(yè)必須提出完整的實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備制造國(guó)產(chǎn)化的方案和實(shí)現(xiàn)該方案的措施。
我國(guó)風(fēng)電發(fā)展始于20世紀(jì)80年代末，經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，現(xiàn)已取得了較大成績(jī)，到2005年底，全國(guó)已建成風(fēng)電裝機(jī)容量126萬(wàn)千瓦，但風(fēng)電設(shè)備主要從國(guó)外進(jìn)口，風(fēng)電建設(shè)成本高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，嚴(yán)重影響了我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。為了有效降低風(fēng)電建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備制造國(guó)產(chǎn)化，2003年推行了風(fēng)電項(xiàng)目特許權(quán)建設(shè)方式，通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)方式以上網(wǎng)電價(jià)最低為條件選擇投標(biāo)者，要求風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率不低于70%。通過(guò)風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)方式，風(fēng)電價(jià)格大幅降低，風(fēng)電建設(shè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，有力促進(jìn)了我國(guó)風(fēng)電設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化及風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
我國(guó)風(fēng)電資源豐富，具有發(fā)展風(fēng)電的良好條件，目前制約風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素是風(fēng)電技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造能力不強(qiáng)，還不能適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)電建設(shè)的需要。因此盡快提高我國(guó)風(fēng)電設(shè)備技術(shù)的研發(fā)和制造能力，是現(xiàn)階段風(fēng)電建設(shè)的重要任務(wù)。
風(fēng)電的規(guī)?；ㄔO(shè)，為國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造提供了穩(wěn)定的市場(chǎng)需求。這次特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)，就是要為設(shè)備制造企業(yè)提供可靠的市場(chǎng)，同時(shí)也加大設(shè)備制造企業(yè)的責(zé)任，促進(jìn)其高度重視設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化工作，盡快掌握風(fēng)電設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)技術(shù)。通過(guò)提出明確的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化要求，加快培育國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)，提高國(guó)內(nèi)零部件制造商的綜合實(shí)力，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)制造企業(yè)提高自主創(chuàng)新能力和引進(jìn)技術(shù)的消化吸收能力，推進(jìn)外商向國(guó)內(nèi)企業(yè)轉(zhuǎn)讓先進(jìn)成熟的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。這次招標(biāo)將把投標(biāo)者提出的實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化方案作為重要的中標(biāo)條件。
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| 圖5 |
目前，為能進(jìn)入我國(guó)風(fēng)電設(shè)備市場(chǎng)，很多國(guó)外優(yōu)勢(shì)企業(yè)來(lái)尋找國(guó)內(nèi)有潛力的合作伙伴。丹麥Vestas公司等紛紛在國(guó)內(nèi)設(shè)廠或與國(guó)內(nèi)企業(yè)合作。我國(guó)利用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)提高自身水平的努力也開(kāi)始顯現(xiàn)成效。例如，落戶(hù)上海的GE全球研發(fā)中心目前正與國(guó)內(nèi)一些風(fēng)能廠商合作，其中中國(guó)北車(chē)集團(tuán)永濟(jì)電機(jī)廠依托先進(jìn)的GE電機(jī)制造技術(shù)，就相繼研制成功了一批風(fēng)力發(fā)電機(jī)。2005年春季Nordex公司與中航（保定）惠騰風(fēng)電設(shè)備有限公司合作生產(chǎn)兆瓦級(jí)風(fēng)輪葉片；12月，Nordex同中國(guó)的本土公司二度結(jié)盟建立了合資公司，擬生產(chǎn)兆瓦級(jí)的大規(guī)模風(fēng)力機(jī)組，并已有了200 MW的訂單，合作方為寧夏電力公司（持股40%）和寧夏天凈電能開(kāi)發(fā)集團(tuán)（持股10%）。
不難發(fā)現(xiàn)，在中國(guó)，風(fēng)電行業(yè)作為朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，正在迅速崛起。中國(guó)的風(fēng)力資源豐富，隨著近期政府各項(xiàng)相關(guān)扶植政策的逐步到位，中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)更將生機(jī)勃勃。風(fēng)電設(shè)備制造雖然剛剛起步，但是不少跨國(guó)企業(yè)已經(jīng)注意到了這塊誘人的蛋糕，相信不久的將來(lái)會(huì)有更多企業(yè)進(jìn)駐。另一方面中國(guó)風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化水平亦不斷提高，已對(duì)中國(guó)的風(fēng)電市場(chǎng)產(chǎn)生很大影響——風(fēng)機(jī)的價(jià)格從8000～10000元/千瓦降到了4500～5000元/千瓦，還培育出了幾十家零部件制造商，但兆瓦級(jí)的大型機(jī)組及其采用的高新技術(shù)的研發(fā)能力，仍然有待加強(qiáng)。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)人才的儲(chǔ)備和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前期準(zhǔn)備。
復(fù)合材料在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展趨勢(shì)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片和機(jī)艙罩都使用了復(fù)合材料，葉片重量的90%是復(fù)合材料。
從90年代初期到現(xiàn)在，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的容量從150 kW到2 MW，增加了十幾倍。葉片的長(zhǎng)度也隨之增加。風(fēng)力機(jī)葉片以玻璃纖維強(qiáng)化樹(shù)脂材質(zhì)為最多，主要是利用其質(zhì)輕、價(jià)廉、易成型及耐腐蝕、耐疲勞等特性。E.C.公司資助的研究計(jì)劃中說(shuō)明，在直徑120 m葉片轉(zhuǎn)子中添加碳纖維能有效減少總體質(zhì)量達(dá)38%。另外，亦可使得玻璃纖維設(shè)計(jì)成本減少14 %。但是，因?yàn)槟壳疤祭w維的供應(yīng)短缺一直困擾著其在葉片上的應(yīng)用推廣。多數(shù)葉片生產(chǎn)廠家采用了先進(jìn)的玻璃纖維縫編材料，局部采用碳纖維，結(jié)合優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法，滿(mǎn)足葉片長(zhǎng)度增加以后對(duì)重量、強(qiáng)度和剛度的要求。圖4給出了風(fēng)機(jī)葉片直徑和重量的關(guān)系。
風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)和材料
風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是一個(gè)復(fù)合材料制成的薄殼結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)上分三個(gè)部分。
◆根部：材料一般為金屬結(jié)構(gòu)。
◆外殼：一般為玻璃鋼，通常為樹(shù)脂復(fù)合的雙/多軸織物。織物可以具有不同的結(jié)構(gòu)，和不同的材料進(jìn)行復(fù)合，再用樹(shù)脂進(jìn)行連接，模塑成半個(gè)外殼。一對(duì)半外殼粘在一起形成一個(gè)承載外殼。圖5所示為風(fēng)機(jī)葉片的輪廓圖和葉片截面圖。
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◆龍骨（即加強(qiáng)筋或加強(qiáng)框）：一般為玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
目前風(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)電能已可輸出介于1.5～3.0 MW之間的能量，生產(chǎn)的風(fēng)葉片直徑已可達(dá)到80 m，此外也有數(shù)個(gè)風(fēng)葉片開(kāi)發(fā)公司具有生產(chǎn)直徑達(dá)到90～120 m葉片的能力。而隨著風(fēng)力機(jī)的大型化，勢(shì)必尋求葉片的大型化、輕量化及長(zhǎng)壽化，而玻纖增強(qiáng)樹(shù)脂（GFRP）有其強(qiáng)度等物性上的限制，因此加入物性較強(qiáng)之碳纖維是必然趨勢(shì)，碳纖維主要被應(yīng)用于改善風(fēng)葉片的質(zhì)量和成本。 ■
德固賽（中國(guó)）投資有限公司上海分公司；
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圖片說(shuō)明：圖1. 世界風(fēng)電裝機(jī)容量發(fā)展趨勢(shì)（數(shù)據(jù)來(lái)源：BTM Consult Aps，2006 年3月）
表1：前十個(gè)國(guó)家的增長(zhǎng)率
圖2. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
圖3. 風(fēng)機(jī)葉片的發(fā)展過(guò)程和廠家
圖5. 風(fēng)機(jī)葉片的輪廓圖和葉片截面圖
《可再生能源法》的正式實(shí)施為我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的機(jī)遇，使風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展有了法律保證，中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)更將生機(jī)勃勃。德固賽（中國(guó)）投資有限公司上海分公司的胡培先生在本文介紹了我國(guó)風(fēng)電行業(yè)及復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片的發(fā)展情況。
能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，要實(shí)現(xiàn)2020年我國(guó)GDP翻兩番的宏偉目標(biāo)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長(zhǎng)，僅靠常規(guī)能源難以解決能源和電力短缺。占電力供應(yīng)70%的煤電燃料-煤炭，探明的剩余開(kāi)采儲(chǔ)量為1390億噸，按2003年開(kāi)采速度16. 67億噸/年，僅能維持83年，并將帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染。我國(guó)的石油資源不足，天然氣資源也不夠豐富，天然鈾資源短缺。水能資源經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量為4.02億千瓦，年發(fā)電量1.7萬(wàn)億千瓦時(shí)，再經(jīng)過(guò)20～30年的開(kāi)發(fā)，70 %左右將被開(kāi)發(fā)完，僅靠水能解決不我國(guó)的電力短缺。
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| 圖1 |
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| 表1 |
我國(guó)的風(fēng)能資源十分豐富，根據(jù)國(guó)家氣象局估計(jì)，我國(guó)10米高度以?xún)?nèi)可開(kāi)發(fā)利用的地表風(fēng)電能源約為10億千瓦，其中陸地為2.5億kW，海上7.5億千瓦，如果擴(kuò)展到50～60米以上高度，風(fēng)力資源將有望擴(kuò)展到20～25億千瓦。因此，風(fēng)力發(fā)電是我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)而重要的選擇。風(fēng)電機(jī)組(主要指并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組) 是風(fēng)力發(fā)電的核心設(shè)備，其投資約占總投資的60 %～80 %。風(fēng)電機(jī)組的生產(chǎn)和制造水平也是反映一個(gè)國(guó)家風(fēng)電發(fā)展水平的重要因素，由進(jìn)口轉(zhuǎn)化為國(guó)產(chǎn)，可大大降低風(fēng)電廠的投資，從而有力地促進(jìn)風(fēng)電的快速發(fā)展。
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| 圖3 |
風(fēng)電將是一種重要的替代能源
近幾年來(lái)，世界風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展不斷超越人們預(yù)期的發(fā)展速度。到2003年末全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)40 GW，過(guò)去5年的年平均增長(zhǎng)率一直保持在33%。歐州風(fēng)能協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)，僅歐州到2010年就可達(dá)60 GW，占?xì)W州電力需求的10%；2020年將達(dá)150 GW。世界能源委員會(huì)預(yù)計(jì)，全世界到2020年可達(dá)180～470 GW。非政府組織預(yù)計(jì)2030年可達(dá)1.07～1.9 TW(T= 1012) 。
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2003年歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)與綠色和平組織簽署了《風(fēng)力12%：關(guān)于2020年風(fēng)電達(dá)到世界電力總量12%的藍(lán)圖》的報(bào)告，期望并預(yù)測(cè)2020 年全球的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到1.231 TW，年裝機(jī)容量達(dá)到150 GW，風(fēng)力發(fā)電量將占全球發(fā)電總量的12%?！帮L(fēng)力12 %”的藍(lán)圖展示出，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為解決世界能源不可缺的重要力量。風(fēng)力發(fā)電不再是一種可有可無(wú)的補(bǔ)充能源，已經(jīng)成為具有商業(yè)化發(fā)展前景的成熟技術(shù)和新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，有可能成為世界未來(lái)最重要的替代能源。
歐盟于1997年頒布了可再生能源發(fā)展白皮書(shū)，提出到2050年，可再生能源在整個(gè)歐盟國(guó)家的能源構(gòu)成中達(dá)到50% ，成為重要的戰(zhàn)略能源。德國(guó)和英國(guó)都承諾，2010年和2020年可再生能源發(fā)電量的比例，將分別達(dá)到10%和20%；西班牙表示，2010年其可再生能源發(fā)電的比例將達(dá)到29 %以上。世界風(fēng)電裝機(jī)容量發(fā)展趨勢(shì)如圖1所示。
表1給出了自2002年以來(lái)到2005期間主要地區(qū)的平均增長(zhǎng)率（累計(jì)裝機(jī)總量）?？梢泽@奇地發(fā)現(xiàn)中國(guó)在最近的三年里，平均增長(zhǎng)率最高，然后是印度；在歐洲，英國(guó)是增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)。在過(guò)去的三年里，前10個(gè)國(guó)家的平均增長(zhǎng)率達(dá)到了20.8%。
我國(guó)的風(fēng)電發(fā)展政策和趨勢(shì)
2006 年1 月1 日《可再生能源法》正式實(shí)施，該法的頒布和實(shí)施為我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的機(jī)遇，使風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展有了法律保證。為了貫徹落實(shí)這部法律，國(guó)家發(fā)展改革委正抓緊組織制訂有關(guān)的配套法規(guī)和實(shí)施細(xì)則，同時(shí)組織編制了《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要（2004~2020）》，明確了未來(lái)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的目標(biāo)和前景；其中并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量到2010年達(dá)到500萬(wàn)千瓦，2020年達(dá)到3000萬(wàn)千瓦。
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| 圖5 |
從1985 年在海南省東方縣安裝第一臺(tái)55千瓦并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組開(kāi)始到2004年底，20年來(lái)我國(guó)并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量只有76.4萬(wàn)千瓦，未來(lái)15年我國(guó)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)如能達(dá)到3000萬(wàn)千瓦，將是前20年的40倍，任務(wù)非常艱巨，目標(biāo)也非常宏偉，對(duì)投資者來(lái)說(shuō)有很強(qiáng)的吸引力，也給風(fēng)電帶來(lái)了難得的機(jī)遇和發(fā)展空間。
2005年中國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量增長(zhǎng)了一倍多，達(dá)到498 MW，累計(jì)超過(guò)了1000 MW的大關(guān)，目前中國(guó)的裝機(jī)達(dá)到了1264 MW。國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造廠商金風(fēng)集團(tuán)穩(wěn)居第二，西班牙GAMESA Eolica公司位居第一。其它的主要國(guó)外供應(yīng)商有Vestas、Enercon和GE wind。
我國(guó)第四期風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)近日對(duì)外發(fā)標(biāo)。本期特許權(quán)招標(biāo)包括3個(gè)項(xiàng)目，分別為內(nèi)蒙古錫盟輝騰梁300 MW風(fēng)電場(chǎng)、內(nèi)蒙古包頭巴音200 MW風(fēng)電場(chǎng)和河北省張北單晶河200 MW風(fēng)電場(chǎng)，總裝機(jī)容量700 MW。這次風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)的最大特點(diǎn)是風(fēng)電設(shè)備制造商直接參與投標(biāo)，風(fēng)電設(shè)備制造商既可以作為投標(biāo)人單獨(dú)投標(biāo)，也可與一個(gè)投資人組成聯(lián)合體作為供貨商共同投標(biāo)，主要條件是設(shè)備制造企業(yè)必須提出完整的實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備制造國(guó)產(chǎn)化的方案和實(shí)現(xiàn)該方案的措施。
我國(guó)風(fēng)電發(fā)展始于20世紀(jì)80年代末，經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，現(xiàn)已取得了較大成績(jī)，到2005年底，全國(guó)已建成風(fēng)電裝機(jī)容量126萬(wàn)千瓦，但風(fēng)電設(shè)備主要從國(guó)外進(jìn)口，風(fēng)電建設(shè)成本高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，嚴(yán)重影響了我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。為了有效降低風(fēng)電建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備制造國(guó)產(chǎn)化，2003年推行了風(fēng)電項(xiàng)目特許權(quán)建設(shè)方式，通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)方式以上網(wǎng)電價(jià)最低為條件選擇投標(biāo)者，要求風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率不低于70%。通過(guò)風(fēng)電特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)方式，風(fēng)電價(jià)格大幅降低，風(fēng)電建設(shè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，有力促進(jìn)了我國(guó)風(fēng)電設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化及風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
我國(guó)風(fēng)電資源豐富，具有發(fā)展風(fēng)電的良好條件，目前制約風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素是風(fēng)電技術(shù)研發(fā)和設(shè)備制造能力不強(qiáng)，還不能適應(yīng)大規(guī)模風(fēng)電建設(shè)的需要。因此盡快提高我國(guó)風(fēng)電設(shè)備技術(shù)的研發(fā)和制造能力，是現(xiàn)階段風(fēng)電建設(shè)的重要任務(wù)。
風(fēng)電的規(guī)?；ㄔO(shè)，為國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造提供了穩(wěn)定的市場(chǎng)需求。這次特許權(quán)項(xiàng)目招標(biāo)，就是要為設(shè)備制造企業(yè)提供可靠的市場(chǎng)，同時(shí)也加大設(shè)備制造企業(yè)的責(zé)任，促進(jìn)其高度重視設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化工作，盡快掌握風(fēng)電設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)技術(shù)。通過(guò)提出明確的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化要求，加快培育國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)，提高國(guó)內(nèi)零部件制造商的綜合實(shí)力，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)制造企業(yè)提高自主創(chuàng)新能力和引進(jìn)技術(shù)的消化吸收能力，推進(jìn)外商向國(guó)內(nèi)企業(yè)轉(zhuǎn)讓先進(jìn)成熟的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。這次招標(biāo)將把投標(biāo)者提出的實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組國(guó)產(chǎn)化方案作為重要的中標(biāo)條件。
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| 圖5 |
目前，為能進(jìn)入我國(guó)風(fēng)電設(shè)備市場(chǎng)，很多國(guó)外優(yōu)勢(shì)企業(yè)來(lái)尋找國(guó)內(nèi)有潛力的合作伙伴。丹麥Vestas公司等紛紛在國(guó)內(nèi)設(shè)廠或與國(guó)內(nèi)企業(yè)合作。我國(guó)利用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)提高自身水平的努力也開(kāi)始顯現(xiàn)成效。例如，落戶(hù)上海的GE全球研發(fā)中心目前正與國(guó)內(nèi)一些風(fēng)能廠商合作，其中中國(guó)北車(chē)集團(tuán)永濟(jì)電機(jī)廠依托先進(jìn)的GE電機(jī)制造技術(shù)，就相繼研制成功了一批風(fēng)力發(fā)電機(jī)。2005年春季Nordex公司與中航（保定）惠騰風(fēng)電設(shè)備有限公司合作生產(chǎn)兆瓦級(jí)風(fēng)輪葉片；12月，Nordex同中國(guó)的本土公司二度結(jié)盟建立了合資公司，擬生產(chǎn)兆瓦級(jí)的大規(guī)模風(fēng)力機(jī)組，并已有了200 MW的訂單，合作方為寧夏電力公司（持股40%）和寧夏天凈電能開(kāi)發(fā)集團(tuán)（持股10%）。
不難發(fā)現(xiàn)，在中國(guó)，風(fēng)電行業(yè)作為朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，正在迅速崛起。中國(guó)的風(fēng)力資源豐富，隨著近期政府各項(xiàng)相關(guān)扶植政策的逐步到位，中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)更將生機(jī)勃勃。風(fēng)電設(shè)備制造雖然剛剛起步，但是不少跨國(guó)企業(yè)已經(jīng)注意到了這塊誘人的蛋糕，相信不久的將來(lái)會(huì)有更多企業(yè)進(jìn)駐。另一方面中國(guó)風(fēng)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化水平亦不斷提高，已對(duì)中國(guó)的風(fēng)電市場(chǎng)產(chǎn)生很大影響——風(fēng)機(jī)的價(jià)格從8000～10000元/千瓦降到了4500～5000元/千瓦，還培育出了幾十家零部件制造商，但兆瓦級(jí)的大型機(jī)組及其采用的高新技術(shù)的研發(fā)能力，仍然有待加強(qiáng)。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)人才的儲(chǔ)備和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前期準(zhǔn)備。
復(fù)合材料在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中的發(fā)展趨勢(shì)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片和機(jī)艙罩都使用了復(fù)合材料，葉片重量的90%是復(fù)合材料。
從90年代初期到現(xiàn)在，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的容量從150 kW到2 MW，增加了十幾倍。葉片的長(zhǎng)度也隨之增加。風(fēng)力機(jī)葉片以玻璃纖維強(qiáng)化樹(shù)脂材質(zhì)為最多，主要是利用其質(zhì)輕、價(jià)廉、易成型及耐腐蝕、耐疲勞等特性。E.C.公司資助的研究計(jì)劃中說(shuō)明，在直徑120 m葉片轉(zhuǎn)子中添加碳纖維能有效減少總體質(zhì)量達(dá)38%。另外，亦可使得玻璃纖維設(shè)計(jì)成本減少14 %。但是，因?yàn)槟壳疤祭w維的供應(yīng)短缺一直困擾著其在葉片上的應(yīng)用推廣。多數(shù)葉片生產(chǎn)廠家采用了先進(jìn)的玻璃纖維縫編材料，局部采用碳纖維，結(jié)合優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法，滿(mǎn)足葉片長(zhǎng)度增加以后對(duì)重量、強(qiáng)度和剛度的要求。圖4給出了風(fēng)機(jī)葉片直徑和重量的關(guān)系。
風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)和材料
風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片是一個(gè)復(fù)合材料制成的薄殼結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)上分三個(gè)部分。
◆根部：材料一般為金屬結(jié)構(gòu)。
◆外殼：一般為玻璃鋼，通常為樹(shù)脂復(fù)合的雙/多軸織物?？椢锟梢跃哂胁煌慕Y(jié)構(gòu)，和不同的材料進(jìn)行復(fù)合，再用樹(shù)脂進(jìn)行連接，模塑成半個(gè)外殼。一對(duì)半外殼粘在一起形成一個(gè)承載外殼。圖5所示為風(fēng)機(jī)葉片的輪廓圖和葉片截面圖。
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◆龍骨（即加強(qiáng)筋或加強(qiáng)框）：一般為玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
目前風(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)電能已可輸出介于1.5～3.0 MW之間的能量，生產(chǎn)的風(fēng)葉片直徑已可達(dá)到80 m，此外也有數(shù)個(gè)風(fēng)葉片開(kāi)發(fā)公司具有生產(chǎn)直徑達(dá)到90～120 m葉片的能力。而隨著風(fēng)力機(jī)的大型化，勢(shì)必尋求葉片的大型化、輕量化及長(zhǎng)壽化，而玻纖增強(qiáng)樹(shù)脂（GFRP）有其強(qiáng)度等物性上的限制，因此加入物性較強(qiáng)之碳纖維是必然趨勢(shì)，碳纖維主要被應(yīng)用于改善風(fēng)葉片的質(zhì)量和成本。 ■
德固賽（中國(guó)）投資有限公司上海分公司；
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圖片說(shuō)明：圖1. 世界風(fēng)電裝機(jī)容量發(fā)展趨勢(shì)（數(shù)據(jù)來(lái)源：BTM Consult Aps，2006 年3月）
表1：前十個(gè)國(guó)家的增長(zhǎng)率
圖2. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
圖3. 風(fēng)機(jī)葉片的發(fā)展過(guò)程和廠家
圖5. 風(fēng)機(jī)葉片的輪廓圖和葉片截面圖
（轉(zhuǎn)載）
