北極星風力發(fā)電網訊:近日,筆者與一位風電軸承領域的朋友閑聊,朋友任職于國企旗下的軸承企業(yè),在風電軸承生產制造的技術經驗和工藝上,可說屬于國內領先水平。當談及其公司在風電大軸承的業(yè)務時,朋友表示非常無奈。
他說道,“公司已成功研發(fā)了7MW級別的風電主軸承,且已成功完成安裝調試,機組運行過程中軸承狀態(tài)表現(xiàn)良好,但仍無法取得批量訂單,在風機大軸承選擇上,風機廠家和業(yè)主更傾向于使用國外軸承產品?!?/p>

來源:北極星風力發(fā)電網
作者:周小彥
近兩年,國內風機大型化趨勢加快,6MW級以上陸上風機已吊裝并網,8-10MW海上風機也批量投運,筆者認為,在大軸承需求如此旺盛的情況下,國產大軸承“零訂單”無異于一種打臉現(xiàn)象。
1、國產軸承質量備受質疑
軸承屬于風電機組不可或缺的核心零部件,風電軸承的范圍涉及從葉片、主軸和偏航所用的軸承,到齒輪箱和發(fā)電機中所用的高速軸承。一般而言,風電軸承主要包括偏航軸承、變槳軸承、主軸軸承、增速器軸承和發(fā)電機軸承等。
由于風電機組的惡劣運行工況和長壽命、高可靠性的使用要求,使風電軸承具有極高的技術復雜度,是公認的國產化難度最大的部件之一。
近年來,雖說國產軸承技術取得了一定突破,風機偏航、變槳、發(fā)電機軸承及3MW級以下的主軸軸承已實現(xiàn)了國產化,但大風機的主軸承卻受制于人,依賴進口。
國產軸承質量相較于國外進口軸承仍有較大差距,是當前風機廠家和業(yè)主摒棄國產軸承的主要原因。

某開發(fā)商表示,在軸承選用上,首先會考慮軸承的可靠性,也就是質量問題;其次考慮軸承的供貨周期和售后保障,最后才考慮性價比,因為軸承質量好壞直接影響風電場發(fā)電效益。
曾經我司運營風電場出現(xiàn)過軸承損壞情況,需要更換風機軸承,考慮到國內某軸承企業(yè)供貨周期短、價格較低,曾一度選用國產品牌軸承,但新?lián)Q上的軸承不到一年就出現(xiàn)了問題,損失巨大。該開發(fā)商坦言,為了省一點購買軸承的費用反而帶來了更多的損失,而后又改用了進口品牌軸承,雖然價格較高,但可靠性方面也會提高。
2、不是崇洋媚外,而是輸不起
風電機組屬于大型機械設備,由多種精密機械部件構成,軸承是現(xiàn)代工業(yè)的基礎零部件,被譽為機械裝備的“關節(jié)”,一旦出現(xiàn)質量問題,整個機組將處于癱瘓狀態(tài)。
當前,風電產業(yè)鏈中游的整機廠家競爭異常激烈,國內前十整機企業(yè)已形成群雄逐鹿局勢,欲通過自身技術、產品、運維服務等優(yōu)勢爭得更大的市場份額。
大風機技術就是競爭風機訂單的重要手段之一,也正是如此,各廠家在大風機配套軸承的選用上格外注重質量。
“一款新機型從推出到最后去競標,需要先進行樣機試驗,對其安全可靠性等各方面進行驗證,取得相應的發(fā)電量、利用小時數等數據綜合到投標文件中?!蹦痴麢C廠家向筆者表示。

國內外軸承企業(yè)風電產品圖
該整機廠家直言,在大風機產品的研發(fā)推出過程中,不是我們不選用國產軸承,而是國產軸承質量無法得到保障,發(fā)生故障會影響整個新機型的研發(fā)和推廣,直接輸在起跑線上,在當前這個局勢下,對于每一個風機企業(yè)而言,都是輸不起的。
且部分項目在風機招標過程中,為防止后續(xù)風機在運行過程中出現(xiàn)質量問題,業(yè)主在招標文件中對風機配套軸承品牌有明確要求,指定使用國外軸承品牌。
3、軸承企業(yè)需扛起“做強、做優(yōu)”旗幟
人們曾一度用“大而不強,全而不優(yōu)”來形容中國的工業(yè)制造領域,軸承產業(yè)作為國家的基礎性、戰(zhàn)略性產業(yè),其發(fā)展水平和產業(yè)規(guī)模反映了一個國家的工業(yè)綜合實力,在國民經濟和國防建設中起著舉足輕重的作用,軸承產業(yè)應當扛起中國工業(yè)制造“做強、做優(yōu)”的旗幟。

中國軸承產業(yè)起步于1938年,當時日本NTN軸承制造株式會社在瓦房店建立了“滿洲軸承制造株式會社”,即瓦軸集團的前身。隨后瓦軸集團又先后建立了如今的哈軸集團和洛軸集團,這是我國最早的一批軸承企業(yè),為中國軸承工業(yè)奠定了基礎。
風電產業(yè)發(fā)展初期,配套軸承大部分依賴進口,國產化率基本為零,價格昂貴不說交貨周期還長。
國產化風電軸承替代高潮起于2006年,國家發(fā)改委出臺“風電設備國產化率70%”政策規(guī)定,使得國內風電軸承行業(yè)借助政策的扶持快速發(fā)展,軸承企業(yè)快速崛起,最終實現(xiàn)了變槳軸承、偏航軸承的國產化。
但伴隨該政策取消,國外軸承企業(yè)紛紛涌入中國風電市場,SKF、FAG、鐵姆肯、舍弗勒、NTN等國際軸承龍頭企業(yè)相繼在中國設立風電軸承廠,憑借著軸承領域積累的技術和經驗優(yōu)勢,迅速霸占國內市場。
這位軸承朋友表示,在風電產業(yè)領域,國產軸承的市場占有率為40%左右,國外在60%左右;但在高端軸承上,國產大軸承競爭力幾乎為零。
他直言,國內高端軸承主要在材料和工藝上不及國外,在工藝設備上,高精度機床、感應加熱設備等領域也相對薄弱,這也限制了中國高端軸承產業(yè)的發(fā)展。
高端軸承的制造過程涉及設計、加工、測試等技術問題和力學、摩擦學等理論基礎,前者需要長期的技術經驗積累,后者需要大量的高素質人才,這些在短期內都無法實現(xiàn),所以需要給國內企業(yè)一定的時間完成技術積累以及人才的培養(yǎng)。
4、風電軸承國產化正當時
目前,軸承高端市場依舊被瑞典SKF、德國Schaeffler、日本NSK、日本JTEKT、日本NTN、日本NMB、日本NACHI、美國TIMKEN這“四國八企”所壟斷。
對于中國風電產業(yè)而言,高端軸承長期依賴進口,無異于被“卡脖子”,整機企業(yè)在研發(fā)一款新機型時,需要考慮外企的高端軸承是否能滿足要求,外企是否可以為配套該機型進行開發(fā),以及后續(xù)軸承的批量產能供應,即使雙方達成合作,也會付出“昂貴的代價”。
平價時代,國內風電產業(yè),無論是海上還是陸上,風電項目造價已經不容許風機站在“昂貴的代價”之上,風電軸承國產化正當時。
從最新的風機報價情況來看,陸上風電機組價格已經下降到1800-1900元/kW左右,平價海上風電機組價格也已經降到4000元/kW以下,整機廠家已經負擔不起這“昂貴的代價”。

在風機國產化推進上,中國華能與中國海裝起到了表率作用,2021年5月份,其聯(lián)合研制下線的5MW海上風電機組一級部件國產化率達100%、整機國產化率超過95%。
下線之時,該機組主軸承供應商曾發(fā)表感慨,“之前從來沒有生產過這么大型的風電機組主軸承,該主軸承外徑達到3200毫米,為國產風電主軸承之最,設計制造難度高,對我們的設計、加工、熱處理能力以及材料性能都是極大的考驗?!?/strong>
幸不辱使命,產品的成功下線也堅定了我們自主研發(fā)國產化大軸承的信心,該軸承供應商強調。
另外,突如其來的疫情也為國內企業(yè)提供進口替代窗口期,進口軸承供應受阻,國際軸承企業(yè)產能受限,這為軸承國產化帶來契機。據了解,在風電主軸承供不應求的情況下,已經有風機制造企業(yè)在使用國內企業(yè)生產的主軸軸承。
5、政策驅動軸承高端技術研發(fā)
近十年,軸承產業(yè)主管部門國家發(fā)改委、工信部以及中國軸承工業(yè)協(xié)會通過制定、完善相關行業(yè)政策及規(guī)劃,旨在驅動我國軸承產業(yè)技術進步。
2011年12月,工業(yè)和信息化部發(fā)布了《工業(yè)轉型升級投資指南》,該指南將中、高檔數控機床軸承和電主軸、大功率風力發(fā)電機組軸承等高速、精密、重載軸承以及大型盾構機密封、風電偏航變槳軸承密封等高可靠性密封列入了機械基礎件行業(yè)轉型升級投資的目錄。
2012年1月,工業(yè)和信息化部、科學技術部、財政部、國務院國有資產監(jiān)督管理委員會聯(lián)合發(fā)布《重大技術裝備自主創(chuàng)新指導目錄(2012年版)》,將風力發(fā)電機組增速器軸承、主軸軸承、發(fā)電機軸承、大功率工程機械主軸承(盾構機主軸承、液壓挖掘機軸承、液壓履帶式起重機軸承壽命達到5000小時以上)等關鍵基礎零部件列入該指導目錄。
2013年2月,國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布《產業(yè)結構調整指導目錄(2011年本)(修正)》,其中鼓勵類項目包括:2兆瓦(MW)及以上風電機組用各類精密軸承。
2015年5月,國務院印發(fā)《中國制造2025》,部署全面推進實施制造強國戰(zhàn)略,將“強化工業(yè)基礎能力”列為九項戰(zhàn)略任務之一,將軸承等零部件列為“工業(yè)強基工程”五大工程之一,支持企業(yè)推進技術改進。
2016年6月,中國軸承工業(yè)協(xié)會發(fā)布了《全國軸承行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》,設定高端軸承年均遞增為15%。
2017年2月,國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布《戰(zhàn)略性新興產業(yè)重點產品和服務指導目錄(2016版)》,將“3兆瓦及以上海上和高原型、低溫型、低風速風力發(fā)電機組配套的各類發(fā)電機、風輪葉片、軸承、齒輪箱、整機控制系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、變流器、變壓器、密封件”列入戰(zhàn)略性新興產業(yè)重點產品和服務指導目錄。
政策對我國軸承產業(yè)的支持和加碼從未停止,這也是國內軸承企業(yè)自主研發(fā),勇于創(chuàng)新的底氣所在。
6、結 語
筆者呼吁,中國已是軸承生產大國,希望通過各方協(xié)同合作,努力創(chuàng)新,使中國成為軸承生產強國,使中國的軸承技術水平、產品質量、效率效益達到國際水準。
筆者認為,國產風電大軸承“零訂單”現(xiàn)象只是暫時,國內軸承企業(yè)需扛起“做強、做優(yōu)”旗幟,致力于高端軸承的自主研發(fā)、軸承工藝優(yōu)化等,國內風機廠家,業(yè)主單位需摒棄以往固化思想,共同推動軸承國產化進程。
