第一章風電行業概述第一節風電介紹一、風電定義及結構（海洋風電、陸地風電，不同瓦數的風電）1、風電的概述要了解風電首先要了解風的幾個概念，風速、湍流、風切變。風速是指由于風速隨時變化，因此常用平均風速來衡量風攜帶能量的大小。極大風速和年平均風速對于風機設計而言很重要。湍流是用于描述風速是否平穩的指標。通常定義為I=σ/U，σ為風速值標準偏差，U為風速平均值。風切變是指由于地面障礙物對風有阻擋作用，因此風速會隨高度增加而增加。風電是風能發電或者風力發電的簡稱，屬于可再生能源，清潔能源。風力發電是風能利用的重要形式。風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度(微風的程度)，便可以開始發電。風力發電正在世界上形成一股熱潮，因為風能是可再生、無污染、能量大、前景廣的能源，大力發展清潔能源是世界各國的戰略選擇。2、風電的分類風電根據地域的不同可以劃分為陸地風電和海洋風電。陸地風電是指在陸地上使用風電設備把風能轉化為電能的過程。目前風電主要是指陸地風電。海洋風電是指在海洋（近海）上使用風電設備把風能轉化為電能的過程。現階段，由于技術和設備的限制，致使海洋風電的成本遠遠大于陸地風電。中國風能總儲量達32.26億千瓦，居世界第一位。其中可開發和利用的陸地上風能儲量有2.53億千瓦，近海可開發和利用的風能儲量有7.5億千瓦，共計約10億千瓦，大于中國的水能資源儲量。3、風電的優劣（1）風電的優點包括：第一、利用自然界的可再生能源，干凈無污染，無須燃料；第二、運行成本低，風電機組的設計壽命約為20-25年，運行和維護的費用通常相當于機組總成本的3%-5%；第三、建設周期短，若不計測風，快者一年左右可建成。（2）風電的不足之處包括三點：第一、選址時對自然環境(風速)要求較高，光測風階段就要歷時一年以上；風場占地面積通常在幾百畝到幾千畝，與火電相比，單位土地面積的發電出力相差較大(盡管風機塔架周圍的土地仍可進行其它利用)；風力大的地區通常人口稀少，離電力負荷中心較遠，對電網輸送要求較高；第二、出力不穩定(取決于不可控的風速)，利用小時數低(通常為2000小時/年左右)，通常認為風力發電量占電網總電量的比重不能過高(10-12%，也有人說是20%)，否則會影響電網穩定。第三、一次性投資較火電大，上網電價高于火電、水電。目前國內風電場的千瓦造價通常要8000-12000元，比西方還高，原因之一是進口設備價格較貴。2008年，采用當時先進的風電機組在最佳條件下，歐洲每千瓦裝機的投資成本為832歐元，每度電的成本為0.0388歐元。隨著技術的進步，風電成本將會下降。預期到2020年，降低至0.0234歐元/度(裝機成本為497歐元/千瓦)。屆時，風力發電的成本已跟燃煤機組的成本相近。二、風電發電設備1、風力發電設備概述風力發電設備就是把風力轉化為電力的裝置。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發動機。它主要由機艙、轉子葉片、軸心、低速軸、齒輪箱、高速軸及其機械閘、發電機、偏航裝置、電子控制器、液壓系統、風速計及風向標、塔和冷卻元件等構成。機艙：機艙包容著風力發電機的關鍵設備，包括齒輪箱、發電機。維護人員可以通過風力發電機塔進入機艙，機艙左端是風力發電機轉子，即轉子葉片及軸。轉子葉片：捉獲風，并將風力傳送到轉子軸心。現代600千瓦風力發電機上，每個轉子葉片的測量長度大約為20米，而且被設計得很像飛機的機翼。齒輪箱：齒輪箱左邊是低速軸，它可以將高速軸的轉速提高至低速軸的50倍。塔：風力發電設備機塔上載有機艙及轉子。通常來說，高的塔具有優勢，因為離地面越高，風速越大。現代600千瓦風汽輪機的塔高為40至60米。它可以為管狀的塔，也可以是格子狀的塔。管狀的塔對于維修人員更為安全，因為他們可以通過內部的梯子到達塔頂。格狀的塔的優點在于它比較便宜。2、發電機的種類發動機按不同的劃分標準有不同的種類，如下表：分類標準按照風輪形式分類垂直軸風力發電機組水平軸風力發電機組按照有無齒輪箱分類直驅型風力發電機雙饋式風力發電機按功率調節方式分類定槳距風力發電機變槳失速型風力發電機組第二節國內風電產業發展概況隨著《可再生能源法》的實施和京都議定書協議的生效，國家加大了對可再生能源支持的力度，風力發電產業得到了連續快速發展，出現了風電熱。我國風電增長速度已連續三年超過100%。2011年中國新增風電裝機容量接近1800萬千瓦，總裝機容量達到6500萬千瓦，中國已經是世界上風電設備制造大國和風電裝機容量最多的國家，成為名副其實的風電大國。風電行業迅猛發展將拉動相關投資快速增長。根據GWEA的預測，2012-2020年間，全球風電累計裝機容量將達150萬MW，新增126萬MW，按每千瓦投資1萬元的常規計算，新增裝機需要12.6萬億元的投資額！相當2010年中國全年GDP的三分之一。在這九年中，我國新增19萬MW的風電裝機容量，這些新增裝機容量需要1.9萬億元的投資額！未來5-10年風電發展勢頭仍強勁，尤其是在對”核風險”較為謹慎之下。2010年風電領域的投資與2009年相比增長了31%，達到創紀錄的960億美元，足見風電投資市場依然火爆。據預測，全球風電市場規模將從目前的194GW增長至2015年的449GW。2015年的全球新增風電裝機容量將達到60.5GW，相較2010年的35.8GW會有明顯增長。亞洲、北美洲和歐洲將成為未來5年風電發展較快的主要地區，亞洲的風電增長速度會在全球范圍內遙遙領先，中國仍將成為風電增長的主要動力。印度、日本和韓國都將出現不同程度的增長。雖然中國的風電發展面臨眾多難題，但風電行業國家標準的制定、智能電網的運用、控制風電行業投資等使得諸如電網瓶頸、穩定性較差、產能利用率低等問題將逐步改善。GWEC預測，中國新增風電裝機容量到2015年將達到20GW(2010年新增為18GW)，在經濟快速增長和電力需求增加的大背景下，風電在中國的迅猛發展是必然結果。風電產業的迅速崛起在中國應對能源結構多樣化、環境保護和節能減排挑戰等問題上都能發揮極大作用。因此，GWEC認為中國仍將是未來5年全球風電市場的生力軍。第三節全球風電產業發展概況風電行業的真正發展始于1973年石油危機，美國、西歐等發達國家為尋求替代化石燃料的能源，投入大量經費，用新技術研制現代風力發電機組，80年代開始建立示范風電場，成為電網新電源。在過去的20年里，風電發展不斷超越其預期的發展速度，一直保持著世界增長最快的能源地位，一直保持著世界增長最快的能源的地位。近10年的年均復合增長率超過20%，截止2010年末，全球累計裝機容量達到240GW(1GW合1000MW)，增長幅度為21%，依然維持較高的增速。就新增裝機容量而言，從2005年開始，每年新增裝機容量開始大幅增加，2005年新增裝機容量達到了11331MW，比2000年增加了近5049MW，增加幅度達到80.37%。而在全球金融危機低谷時，2009年和2010年新增裝機容量分別達到了38312MW和37642MW，2009年新增裝機容量增速高達43%。隨著國際原油價格的高企，WWEA預計，2011年新增裝機容量增加45000MW，仍將保持20%的增速。分國別來看，2010年總裝機容量方面，中國、美國位居前列，分別為44733MW和40180MW，比2009年有顯著的提升。超過1萬MW的國家有德國、西班牙和印度，意大利、法國、英國、加拿大等相對較小。總之，中、美、歐的風電行業發展迅猛。圖標5裝機容量新增與累計比較圖世界各國的風電發展也是不一樣的，不同的國家，不同的地區差別巨大。歐洲目前仍為市場的領頭燕，亞洲排名第二，北美洲排名第三，至于其他區域目前則無足輕重。風電設備制造商方面，全球形成了由數家風電制造企業控制或壟斷的局面。2009年世界前十位風電機組供貨廠新增裝機容量在市場所占份額為81.5%，VESTAS、GEWIND排前兩位，市場占有率分別為12.5%、12.4%，國內的華銳風電從08年的排名第七躍居全球第三，市場占有率為9.2%。圖表6裝機容量世界前十名第四節風電行業發展相關政策一、國內對于風電行業發展的相關政策為了促進風電建設，中國原電力部頒布了關于風力發電場建設和管理的若干意見，要求各地電網應收購各地風電場發出的上網電力，風電上網電價按照還本付息加合理利潤的原則確定。1、中國現行的主要風電激勵政策(1)價格優惠政策政府文件明確要求電網允許風電就近上網，并收購全部電量，上網電價按”發電成本+還本付息+合理利潤”的原則確定，并規定高于電網平均電價的部分采取全網共同承擔的政策。(2)稅收優惠政策增值稅優惠，關稅優惠，減免所得稅2007年初，財政部、發展改革委、海關總署和稅務總局四部委聯合發布了《關于落實國務院加快振興裝備制造業的若干意見有關進口稅收政策的通知》，決定對16個重大技術裝備關鍵領域調整進口關稅政策。2008年4月23日，財政部發布了《財政部關于調整大功率風力發電機組及其關鍵零部件、原材料進口稅收政策的通知》，通知內容如下：自2008年1月1日(以進口申報時間為準)起，對國內企業為開發、制造大功率風力發電機組而進口的關鍵零部件、原材料所繳納的進口關稅和進口環節增值稅實行先征后退，所退稅款作為國家投資處理，轉為國家資本金，主要用于企業新產品的研制生產以及自主創新能力建設。(3)投資補貼政策貼息貸款我國政府從1987年起設立了農村能源專項貼息貸款，主要用于大中型沼氣工程，太陽能的利用和風電技術的推廣應用。補貼政策，在可再生能源方面，中央政府的補貼主要用在研究開發和試點示范上，地方政府的補貼除一部分用于支持可再生能源的科學研究外，主要用于太陽能和風電技術的推廣和應用。(4)研究與發展投入政策中央政府的可再生能源研究開發政策主要體現在兩個方面：一方面資助可再生能源的研究和開發，給予大量的補貼；另一方面支持可再生能源的發展計劃，制定并實施了一批大型的發展計劃。2、中國風電產業的主要政策措施(1)支持風能資源評價，編制風電發展規劃“十一五”期間，國家將根據已有的風能資源普查資料，在風能資源豐富區域內，選擇部分條件具備的區域建立風能資源專業觀測網，并利用風能資源數值模擬方法建立中尺度風能資源分布圖譜(水平分辨率1×1km，垂直分辨率10m)，建立全國風能資源數據庫。在此基礎上，綜合考慮各區域內資源、電網、氣候、氣象災害、地質環境以及交通等因素，編制風電發展規劃，防止一哄而上，盲目建設風電。(2)將風電的電網建設納入國家電網建設規劃為滿足風電大規模建設的需要”十二五”期間，國家將支持開展與風電發展相適應的電網建設規劃和與風電特性相適應的風電接入電網技術研究和試驗；調動電網積極性，研究對風電上網的接入費用建立分攤機制，加快風電接入系統建設。(3)建立有效的風電價格和稅收政策國家已經出臺了包括風電在內的可再生能源價格分攤辦法，對風電上網電價高于火電的部分實行全國分攤。此外，在風電稅收政策上，將對風電企業給予定期減免所得稅和增值稅先征后退的優惠政策，支持風電發展。(4)支持風機制造國產化和培育自主品牌”十二五”期間，國家將建立符合中國環境、資源條件的風電設備標準、檢測和認證體系，并積極準備實施強制性認證制度；以技術開發能力較強的研究機構和企業為依托，建立國家風電機組整機和零部件技術研究開發中心，加強風電技術開發能力建設；對具有自主知識產權和自主品牌的兆瓦級風電機組的整機制造企業和零部件制造企業給予資金補助，鼓勵企業開展新產品的研發、工藝改進和試驗示范。3、陸上風電上網價格新政策出臺按風能資源狀況和工程建設條件，將全國分為4類風能資源區，相應制定風電標桿上網電價。4類資源區內電標桿電價水平分別為每千瓦時0.51元、0.54元、0.58元和0.61元。今后新建陸上風電項目，統一執行所在風能資源區的風電標桿上網電價。海上風電上網電價今后根據建設進程另行制定。同時規定，繼續實行風電費用分攤制度，風電上網電價高出當地燃煤機組標桿上網電價的部分，通過全國征收的可再生能源電價附加分攤解決。2003-2007年由中央政府推動的每年一期的五期風電特許權招標中，上網電價一直是重要的評判標準之一。據興業證券新能源、電力設備研究員王雪峰統計，由于第一、二期的招標規定上網電價最低的投標商中標，致使平均中標上網電價為0.47元/千瓦時，其中，第一期的江蘇如東風電場上網電價僅0.4365元/千瓦時；第二期的內蒙古輝騰錫勒風電場上網電價也才0.382元/千瓦時，運營商無利可圖；第三、四期的招標將非價格標準納入考慮因素，上網電價有所提高，但中標者大多仍為電價最低的投標商；從第五期開始，采用與平均競標電價最接近的投標者中標，當期平均電價為0.52元/千瓦時，比一期增長了10.6%。二、國際上對于風電行業發張的相關政策雖然各國的具體政策不盡相同，但都主要通過“推動力”和“引導力”的有機結合來促進風電產業的發展，形成世界風電發展政策實施與發展的脈絡框架。1、推動政策各國對風電的推動力表現為政策的“強制性”，如規模限定政策、強制性市場準入政策、強制性購電政策等。規模限定政策是對風電發展規模的宏觀調控，主要對風機裝機容量和風電份額做出限定，是保證目前經濟性不具優勢的風電在電力市場上占有足夠份額的有效手段。如，日本政府制定到2010年風機裝機容量達到300萬kW的目標；德國規劃，到2010、2020、2050年風電比例分別上升到10%20%和50%。丹麥政府曾計劃到2005年風能的利用達到10%，后調整為2005年達到16%，2006年又進一步提高到2030年總電能的40%～50%。強制性市場準入政策是通過法律法規強制電力供應商購買一定數量或比例的風電產品，為風電的市場需求提供保障，以降低生產商的市場風險、保障經濟收益。最典型的是可再生能源配額制。這一政策結合綠證交易制度適度地將市場機制引入風電發展，有利于提高風電自生能力，對世界風電的發展產生極大的促進作用。如美國可再生能源配額制(RPS)要求實施地區的電力消費中必須有規定比例的可再生能源電力，這個義務由供電公司承擔；日本可再生能源配額制規定，到2010年每個電力零售商銷售電量的1.35%必須來自再生能源；德國規定，電力公司必須允許風電就近上網并包銷電量；西班牙規定，能源供給企業必須收購可再生能源電力并給予合理的補償。強制性購電政策是保障風電消費的硬性措施。目前風電電價高于火電、水電電價，風電的自愿消費有限，使得許多國家制定了風電的強制性購電政策。如，美國1978年通過的公共電力管制政策(PURPA)要求公用電力公司每年必須按“可避免成本”購買合格發電設施所發電力(風電是其中之一)；日本1995年的“電力事業法”修訂案規定電力公司必須按當地售價收購風電。2、引導政策（1）激勵性引導政策激勵性引導政策涉及風電”生產前—生產—市場—消費4個階段，主要是采用經濟手段，吸引對風電的投資，大力支持風電發展。投資激勵政策旨在通過拓寬融資渠道、投資補貼、稅收減免等手段拓寬融資渠道，提高投資商的投資積極性。目前世界各國風電發展資金來源除政府財政出資和銀行貸款外，還有私有資本投資。丹麥大多數風機是由私人或專風能利用合作社購買的，超過15萬丹麥家庭或者是風機的持有者或者占有一定股份；德國政府對風電項目給予25%的投資補貼；比利時工業與貿易部給予近海風電25%～30%的投資補貼，同時返還風電0.6美分/(kW·h)的能源稅；印度政府為風電投資者提供多種優惠，包括扣除資本費用、免征消費稅和營業稅，風電項目在投產后的10年內免征80%風電生產所得稅。生產激勵政策主要是通過補貼、獎勵等措施提高生產商的積極性，提高風電總產出。如，德國1989年按電量給予稅收返還性質的補貼，支持風電示范項目，1991年起對風電上網提供0.06馬克/(kW·h)的補貼《可再生能源法》修訂后，對風況較好的海邊和海島前5年獎勵8.5美分(約0.144馬克)。以后為6美分(約0.102馬克)；對風況不好的地方，獎勵0.178馬克。加拿大從2003年開始執行風電激勵政策，為風電提供0.01美元/(kW·h)的補貼。風電電價直接影響風電的市場份額，是制約風電發展的本質問題。對電價進行調控是目前鼓勵風電發展的最有效手段。價格調控政策主要是通過政府定價降低風電實際消費價格，擴展風電市場。德國是利用價格調控政策促進風電發展比較成功的國家。他們在風電發展的不同階段采取不同的電價：1995年可再生能源購電法規定風電上網電價為0.176馬克(平均風力發電成本為0.07～0.12馬克/(kW·h))，風電建設投資一般5～10年即可全部收回。2000年通過的《可再生能源法》規定“保護價格”，并根據各地風力情況規定保護價收購時間。此外，德國還規定風電上網電價高于平均售電價的部分可上報政府批準后在全網分攤；丹麥曾執行政府補貼政策，即國家定價風電上網電價為0.6丹麥克朗/(kW·h)，其中電網付款0.33丹麥克朗，二氧化碳退稅0.10丹麥克朗，國家補貼0.17丹麥克朗。（2）公共服務性引導政策公共服務性政策通過宣傳教育、研發投入等引導投資商、生產者和消費者正確認識風電的高效性、戰略性與成長性，優化風電發展前景。宣傳教育是政府對風電等可再生能源進行信息發布、環保性宣傳，以提高消費者消費自覺性。風電具有明顯的生態效益。風電消費的普及應建立在公眾對這種優勢的充分了解之上，故一些國家和組織將宣傳教育列為風電發展的促進政策。如，歐盟在專為增加可再生能源的使用和市場份額而實施的Altener項目(可再生能源項目)的2期項目中劃撥專項經費用于可再生能源信息的傳播；《2010年可再生能源歐洲共同體戰略和行動計劃》的“啟動方案”，通過發放宣傳材料、獎勵等手段吸引社會對可再生能源的投資；加強可再生能源的信息服務、信息傳播，并且將它們列為《歐洲共同體戰略白皮書》的重要行動計劃。研發投入政策通過加強財政投入支持國際技術合作，大力推進風電產業的技術進步和技術成熟，為風電發展提供技術保障。歐洲各風電公司每年投入到科研、技術開發的資金達到公司產值的10%～20%；丹麥政府在1976～1996年對風電的研發投入總計3.5億丹麥盾(3.5億元人民幣)；澳大利亞于1995～1997年花費數百萬美元進行風力發電試驗。環境屬性政策是要求常規能源支付污染造成的環境與衛生保健成本、促進電力行業公平競爭的政策，主要有征收生態稅、碳稅和氣候稅等，如英國征收的氣候費、丹麥對風電實行的二氧化碳稅返還政策、荷蘭對礦石燃料使用者征收的碳稅、瑞典的環境津貼等。第二章風電行業市場調查（海洋、陸地）第一節國際風電行業裝機容量分析第二節中國風電裝機容量狀況第三節中國風電行業區域市場分析第四節中國風電裝機容量預測分析第三章風電用鋼行業發展狀況調查第一節風電用鋼行業發展現狀（風電用鋼的特點，海洋、陸地）第二節陸地風電設備用鋼的規格和主要耗材情況（不同部件用鋼單耗，不同瓦數用鋼單耗）第三節陸地風電不同瓦數設備用鋼單耗（規格、型號）第四節海洋風電用鋼情況第四章風電用鋼行業市場情況分析第一節風電用鋼總量分析第二節不同品種鋼材風電用鋼量分析第三節不同區域風電用鋼量分析第四節風電用鋼量預測（總量、分品種鋼材）第五章風電用鋼行業技術發展研究第一節國內外風電用鋼技術發展現狀我國在風電設備用鋼技術上與國際上有一定的差距，尤其是軸承技術更是遠遠落后與國際，對進口軸承有一定的依賴，嚴重影響我國風電產業的可持續發展。一、國內風電用鋼技術發展現狀隨著國內風電市場需求的睜大，關鍵部件配套生產企業有了一定發展，風電產業制造和配套部件專業化生產鏈逐步形成。國內風電葉片主要采用玻璃纖維，而且生產企業較多，本地化落實情況較好，所用鋼材較少，但是要求卻非常高，韌性高、耐腐蝕，質量輕；發電機、塔架和齒輪箱等鑄件，生產技術比較成熟、技術含量相對較低，市場競爭比較激烈；控制系統雖是我國風電設備零部件中較為薄弱的環節，但是我國整體水平是處在研發試制階段。因此從風電機組的零部件來看，因風電軸承的技術壁壘比較高，軸承成為市場最為緊缺部件，此外主軸也是大型優質合金鋼鑄件，冶煉生產工藝基本同軸承，主要依賴進口，對我國風電產業的整體發展有一定的阻礙作用。二、國外風電用鋼技術發展現狀全球風電市場風電用鋼技術主要掌握在幾個發達國家，核心技術和專利被歐美國家和日本等壟斷，用鋼技術發展極為不平衡。歐美在風電領域的技術研發規劃,，風電技術的發展趨勢已經開始了對現有技術的全面升級，向著大型化、地域化、智能化的方向發展。2011年，全球十大風電設備制造商，丹麥企業維斯塔斯蟬聯冠軍寶座，市場份額達14.8%。美國GE風電為第3大風電企業，占9.6%。德國Enercon（第5位，7.2%）、印度蘇斯蘭（第6位，6.9%）、西班牙迦美莎（第8位，6.6%）和德國西門子（第9位，5.9%）。從中可以看出風電設備制造產業，國際幾家大公司占去一半以上的份額。風電設備制造中的并網技術和軸承技術掌握在世界SKF、AG、TIMKEN等公司手中，對國際風電產業的發展起到領頭羊的作用。在軸承用鋼技術和工藝方面SKF是世界領軍者。第二節主要風電用鋼技術分析一、齒輪箱用鋼技術風機機艙中的齒輪箱是定制的，并非通用部件，包括剛性箱體、軸承、齒輪和軸承。主要參照指標如下表：部件材質牌號結構特點原料狀態生產企業-剛性箱體一般都采用高強度球墨鑄鐵QT400-18AL拼裝結構或或焊接結構鍛造江陰吉鑫、臺灣永冠、大連重工、東方電汽、寧波日月、一汽鑄造軸承軸承鋼GCr15、GCr18Mo輪輻輪緣體鍛件鍛造主軸承主要依賴進口，國外：SKF、FAG、TLMKEN；國內：洛軸、瓦軸、徐州羅特艾德、浙江天馬、西北軸承齒輪齒輪鋼20CrMnMo、15CrNi6、17CrNiMo6輪輻輪緣體鍛件鍛造國內：南高齒、重齒、杭齒、大連重工、二重等。國外：弗蘭德、GE、力士樂、漢森、RENK、卓倫等軸合金結構鋼42CrMoA、34Cr2Ni2MOA輪輻輪緣體鍛件鍛造國內：興澄特鋼、東北特鋼、上鋼五廠；國外：SKF、FAG二、葉片用鋼技術葉片造價占整個風電機組成本的15%～20%，相當于每年形成近20億元的市場容量。世界上著名的風電設備制造企業維斯塔斯(Vestas)、西班牙Gamesa、丹麥LM葉片公司已在天津建立風電葉片廠。目前國內只有中航(保定)惠騰風力設備有限公司、中復連眾復合材料集團有限公司、上海玻璃鋼研究院、北京玻璃鋼研究設計院和天津東汽風電葉片工程公司等生產。雖然國內200～750千瓦風電機組葉片的設計、制造技術已經成熟，并可以實現規模化生產，但是具有市場主流產品兆瓦級葉片的國內企業并不多，生產總量還不能滿足國內市場的需求。隨著風電的高速發展，風電設備大型化發展，對于葉片的用材提出了更高的要求，鋼制葉片逐漸被高復合材料制葉片所取代。三、發電機用鋼技術發電機的工業基礎較好，整體技術比較成熟，制造企業較多。發電器設備領域的利潤率較低，技術含量相對來說也不高，國產化程度較高，而且能夠生產火力、水力發電機組的廠商均可以生產風能發電及，現有企業能夠滿足國內風電產業發展的需要。四、塔筒用鋼技術（1）塔筒用鋼材質要求塔筒主要材質為：Q345E、Q345D、Q345C的厚板材，法蘭材質為Q345D或Q345E，為環形鑄件。供應風電塔筒Q345鋼的生產企業主要有酒鋼、興澄特鋼、鞍鋼和寶鋼等，寶鋼2011年生產風電用鋼50.1萬噸，酒鋼25萬噸，生產技術難度不大，在國內一般大型厚板企業均具有生產能力。塔筒對鋼材質量的特殊要求主要與地域環境有關。在占全國風能裝機容量76%的“三北”地區，冬季最低溫度低于零下30度，低溫型塔架在選用低合金結構鋼材料時，要求對焊縫采用低溫脆斷的技術措施。對鋼材性能要求防止低溫脆斷裂，要求采取適當處理方法增強材料多次沖擊抗力，避免應力集中，避免在低溫情況下出現較大的沖擊載荷等。（2）塔筒用鋼技術工藝以某企業生產Q345E風電用鋼的案例介紹第一是從化學成分來分析Q345E作為低合金高強度結構鋼中級別不是很高的牌號，本身的技術要求并不是很高。但如何采用最經濟的手段生產出滿足標準及用戶要求的產品，是工藝設計根本出發點之一。Nb、Ti、V是最常用的微合金化元素，以上3種元素對晶界的釘扎作用是依次降低的。在低合金高強度鋼中，復合微合金化的作用大于單獨加入某種元素的總和。Nb、Ti、V這3種元素都可以在奧氏體或鐵素體中沉淀，因為在奧氏體中溶解度大而擴散率小，故在奧氏體中沉淀比在鐵素體中緩慢，形變可以加速沉淀過程。一般地，應使在奧氏體中沉淀減至最小，在固溶體中保持較多的合金元素而留待在鐵素體中沉淀，這可依靠合金化增加微合元素在奧氏體中的溶解度。例如在含Nb鋼中加入Mn或Mo來實現。Q345E選用哪種元素強化，是首要考慮地問題。由于Nb、V、Ti三種合金元素中Ti的價格最低，采用Ti微合金化生產Q345E成本較低，既可達到細晶強化的效果，又可達到降低成本的目的。但是，Ti收得率最不穩定，冶煉操作技術難度較大。綜合考慮以上各種因素，Al、Ti、V三種微合金化工藝進行Q345E生產試。軋制及冷卻控制厚度≤9mm產品采用常規軋制，其他規格產品采用兩階段控軋工藝。控軋的待溫厚度hi=(1.5~3.0)×h0，h0為成品厚度。開軋1050~1100℃，再開軋溫度780~820℃。冷卻速率根據不同厚度控制在5~15℃/s之間，終冷溫度控制在670~700℃。第二是工業試驗根據制定的研制開發試驗方案，按方案一組織冶煉12爐，按方案二組織冶煉20爐，按方案三組織冶煉2爐。不同微合金化方案生產的鋼板力學性能及組織狀況見下表：試驗方案Rel(Mpa)Rm(Mpa)A(%)-40℃縱向Akv(J)方案一（Al）380~410(396)530~560(542)27~30(28.2)94~175(139)方案一（Ti）360~390(372)500~530(511)28~31(29.3)155~215(173)方案一（V）390~430(405)515~550(533)22~30(27.0)160~210(190)國標要求≥345470~630≥21≥334注：括號內為平均值從檢驗結果來看，按不同微合金化工藝方案生產的鋼板力學性能均滿足國標要求。Ti強化鋼板強度最低，韌塑性指標較好；Al強化鋼板強度適中，但韌性指標富裕量略顯不足；V強化鋼板強度最高，但延伸率富裕量不足。考慮成本、性能以及鋼板表面質量控制等多方面因素，最終確定了Ti+Al微合金化工藝方案，進行了大規模工業生產。五、風電用軸承用鋼技術目前國內風電軸承企業的產能主要集中在偏航軸承和變漿軸承上，3MW以下風電設備配套軸承均可批量生產，國產替代率已達到80%以上，年產能已達4萬套以上；但對于主軸軸承和增速器軸承，基本還是依靠進口，只有部分企業初步介入，尚處于研制階段。洛軸、瓦軸和徐州羅特艾德公司、浙江天馬和西北軸承可以提供風電用軸承，但是沒有經過長期運行考驗。我國公司采用國外產品，供貨周期較長，對風電機組的產能有一定的影響。風電軸承用鋼屬于高標準產品。試制生產的難度非常大，風險極高，成分要求鈦含量不大于0.0030%；顯微非金屬夾雜物要求嚴格，指標達到SKF3要求，并且檢驗按照IS04967評級，其B類0.5級是19微米長度；宏觀夾雜要求嚴格。風電軸承的工況條件比較惡劣，經受溫度、濕度和載荷變化范圍很大，偏航和變槳軸承要承受很大的傾覆力矩，增速器軸承在啟動和制動時要承受很大的沖擊載荷，由于要求風電機組在風速達到3～4m/s的條件下即能啟動發電，所以軸承應具有低摩擦力矩、高運轉靈活性的特點。另外，最關鍵的是，由于吊裝和更換軸承極為不便且成本較高(一次安裝拆卸費用即高達幾十萬到上百萬)，因此，20年的使用壽命及高可靠性，就成為對風電軸承的基本要求，若在質保期內軸承損壞，將進行索賠，帶來的經濟損失巨大。我國對風電軸承制造方面起步較晚，在研究開發深度和工程應用經驗積累方面遠遠不夠。第三節國內外風電用鋼技術對比分析一、國內外總態勢在風電設備制造產業中，我國與國際上還是有一定差距的。我國整機組裝、塔筒制造、發電機等與國際相近。由于用鋼技術上存在的差距，致使我國軸承產業要落后于國際，是我國制造的軸承在工藝上和質量上無法滿足風電產業的發展需要，主要軸承和大型軸承要依賴進口。在并網技術上，由于用鋼技術和設計上無法達到國際水準，也是我國風電產業無法更好的可持續發展。世界上軸承生產商SKF排第一，FAG第二，TIMKEN第三。在軸承用鋼技術和工藝方面SKF是世界領軍者。二、軸承技術分析風電軸承的關鍵技術主要有：(1)設計與分析。目前仍以經驗類比設計為主，受力分析與載荷譜的研究幾近空白。其中的難點技術是針對主軸軸承的要求無故障運轉達13×104h以上，并具有95%以上的可靠度；針對齒輪箱軸承的高損壞率(據統計，齒輪箱故障中約80%左右是由軸承失效所致)的高載荷容量設計等。(2)材料。不同部位的軸承采用不同的材料及熱處理，如提高偏航和變漿軸承用40CrMo鋼的低溫(環境溫度-40～-30℃，軸承工作溫度在-20℃左右)沖擊功等力學性能的熱處理方法，表面感應淬火的淬硬層深度、表面硬度、軟帶寬度和表面裂紋(尤其是齒根部位)的控制；增速器軸承用相當于國外STF，HTF鋼的研制及控制其殘余奧氏體最佳含量的研究；主軸軸承在國產真空脫氣鋼質量尚存在一定差距的情況下，采用電渣重熔滲碳鋼ZG20Cr2Ni4A制造等。(3)防腐蝕與密封。偏航和變槳軸承部分裸露在外，會受到環境污染腐蝕等侵害，因此，要進行滿足整個使用壽命期的表面防腐處理。同樣重要的，還有防止軸承內部潤滑脂泄漏、外界雜質侵入的密封技術。(4)偏航和變槳軸承的特殊游隙要求。由于偏航和變槳軸承要承受不定風力所產生的沖擊載荷等，因此，偏航軸承要求小游隙；變槳軸承與偏航軸承相比，由于承受的沖擊載荷更大，由葉片傳遞的振動也大，所以要求為零游隙或者稍負游隙，以減小滾動工作面的微動磨損。(5)偏航和變槳軸承滾道的磨削加工。由于風電設備大型化的趨勢，要求軸承具有更高的啟動及運轉靈活性。所以，偏航和變槳軸承的滾道加工已從常規的精車轉變為磨削加工，配套鋼球也從G48改變為G20。(6)主軸軸承和變速器軸承的高精度加工。其中最主要是所采用的調心滾子軸承，由于其結構特點，導致在制造上難以實現高精度，通常的最高加工精度僅為P5，而現有的設計精度最高已要求達到P4。(7)變速器軸承用保持架的改進設計。保持架應具有更高的強度和耐磨損性。(8)檢測試驗。檢測試驗包括摩擦力矩測量、模擬試驗機和試驗規程等。我們必須在風電產業發展政策、技術發展規劃等方面作出重點布局，在風電用鋼技術和工藝方面做出改善，解決風電裝備制造業中高端軸承發展滯后的問題。第四節風電用鋼技術新動態一、國內風電用鋼技術新動態1、風電軸承技術的未來突破上海電氣總投資5億元的高效清潔特大型風電軸承生產線技改項目竣工投產，首臺3.6兆瓦海上風電軸承下線。上海電氣從引進技術到聯合設計，再到自主開發，在軸承研制上走出一條新路。目前，中方技術人員的技術開發能力、過程控制能力均已達到國際水平，成本只相當于進口軸承的2/3，大批量生產后，有望下降到進口軸承的1/2。洛陽LYC軸承有限公司剛剛取得了一項重要突破。擁有自主知識產權的風電齒輪箱軸承專用試驗機，經過裝配調試、負荷試車，檢測各項技術性能指標均達到設計要求，填補了國內軸承行業的空白。該試驗機可以完成3兆瓦以下風力發電機增速箱內共18套軸承的試驗，為風電增速齒輪箱軸承提供了必要的試驗設備和試驗手段，為軸承的設計與改型提供重要的實驗數據，為軸承產品的工藝方法驗證提供重要的判定依據，從而為提高風電增速齒輪箱軸承產品的質量和水平提供了條件。瓦軸集團正與西安交通大學等其他8所參加單位打造緊密型產學研合作模式，推動企業將生產技術與科研成果有機結合，希望為國內軸承行業的整體突破找到一條可行的道路。他們已經建成全球軸承品種最多、生產規模最大、配套機組最全、發電功率最大的風力發電軸承生產基地，在設計研發、工藝制造、檢測試驗三大技術領域達到了世界水平，成為全球屈指可數的幾家能為5兆瓦風力機組配套軸承的企業之一。2、塔筒行業新動態全球首臺5兆瓦永磁直驅海上風力發電機組在福清三山鎮東沙村的海岸安裝成功，將在4月份進行設備調試，預計5月份并網發電。該項目的實施先后攻克了直驅型海上風力發電機組整機集成技術、專有單主軸承同步永磁發電機設計技術、海上風力發電機組冷卻系統及防腐防潮設計技術等技術難關，與歐洲已在試運行的幾種同功率等級的風機相比，具有結構簡單、緊湊，運行可靠、單位功率對應質量最輕、便于維護等特點。這一項目的實施也預示著海洋風電的快速發展時代的來臨。海洋風電對塔筒有著嚴格的要求，必須質量輕，韌性好，抗腐蝕性過關。這就對生產風電設備的企業提出了新的要求，對用鋼技術和工藝提出更高的標準。3、風葉行業的新動態國內最大級別的2MW級