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中国风电30年:一位老师的辞职影响了全产业!

发布时间:2022-09-10 12:55:01
  • 产品介绍

  在楼宇林立、高新企业集聚的北京亦庄经济技术开发区,一座“大风车”在高空徐徐旋转,格外显眼。

  “建造者”金风科技把它矗立于此的目的,不是充当地标与摆设,而是让这台2.5兆瓦的大功率机组发挥应有的效力——通过“智能微网”每年为总部和研发基地输送约260万度的绿色电力。

  项目工程师给“智能微网”算过一笔账,仅仅亦庄这一个项目,每年便可为金风科技节约1040吨标准煤,减少2592吨二氧化碳排放,相当于再造1421立方米的森林。

  目前为止,金风科技一共参与建设逾200个分散式风电项目,它们广泛分布在内蒙古、山西、河南等地,快速推进着“双碳”能源革命。

  30年前,受外资技术掣肘,中国风电筚路蓝缕以启山林;30年后,风电成为我国在国际取得领先优势的产业之一,全球一半以上的风机是中国制造。

  1973年石油危机爆发之后,欧美国家开始寻求替代化石燃料的新能源。而我国能源短缺和结构单一的问题,在八十年代得到了重视。

  中国风能资源丰富,可开发利用的风能储量约10亿千瓦。蕴含的潜力之大,相当于新建45座三峡电站,因此被予以厚望。

  只不过,国外领先于我国十余年就研制出了现代风力发电机组。由于核心技术和零部件被“卡脖子”,山东荣成这座风电场的三台55千瓦机组,都是从丹麦风机制造商维斯塔斯(Vestas)引进的。

  同年,新疆水利水电研究所从丹麦Wincon公司购进55千瓦独立运行风电机组和100千瓦并网风电机组各一台,开始了在新疆的风电探索。

  历史的进程总是充满偶然,谁也没有想到,这两台风电机器的引入,竟会激发一个老师心中的满怀热血。

  1987年,一名叫作武钢的老师,辞去了新疆水电学校的教学岗位,从乌鲁木齐一路来到达坂城风电场,在这片条件艰苦的戈壁荒漠中,拉开中国风电时代的序幕。

  1989年10月,在陆续引进了13台风机之后,新疆达坂城风电一场正式落成。

  一幅30年前创作的油画,记录了达坂城风电场的开端:在广袤沉寂的大漠上,13头骆驼在坚韧跋涉,代表一期工程的13台风机;而在绵延起伏的天山脚下,成百上千台风力发电机随风转动,寄托着初代风电人的心之所盼。

  虽然进口风机几乎“拿来就能用”,但想要保证风机在恶劣风力条件下,应付急风骤雨、对抗疲劳周期,在无人值守的情况下安全运行20年,对于当时的达坂城风电一场来说几乎是不可能的任务。

  在通信网络并不发达的年月里,一旦设备遇到故障,只能给国外工程师发函,花至少两周的时间才能解决。

  额外的维护修理,如果请丹麦的风电专家,每次的服务报价是3700丹麦克朗,按当时的汇率,相当于100多名工人的月收入。

  高昂的专家费和超长的维修周期,令风电场无力长期承受。为了彻底摆脱技术受制于人的境地,武钢和团队不得不想办法,迈出风机国产化的第一步。

  在细长塔架上缓速旋转的桨叶背后,需要新型材料研发、空气动力设计、计算机控制技术等诸多技术。

  顶着落后欧美国家十余年的压力,达坂城风电场和丹麦NTK公司商量,希望从整机进口改成散件进口,从风机内部结构开始攻起,按照图纸自学组装。

  如果零部件坏了,就联系一些制造厂商共同开发:最开始是螺栓,之后是塔架、叶片、齿轮箱,最终攻克风机控制系统。

  从1992年到2000年,靠边买、边学、边干的“笨方法”,达坂城分别引进了BONUS、NTK、维斯塔斯等欧洲厂商生产的数百台风机,通过技术交流与合作,相继开发出55千瓦、120千瓦、200千瓦和300千瓦的风电机组。

  一是达坂城风电场的装机容量超过10兆瓦,成为当时亚洲规模最大的风力发电场;

  二是原国家经贸委开展了“加快国产化、加快技术进步”的“双加”工程项目,并针对国有电力企业进行公司制改造、投融资管理体制改革,意在把“新疆经验”推广到全国。

  在此背景下,新疆新风科工贸有限公司在1998年注册成立,2001年通过增资改制变更为“新疆金风科技”,武钢被任命公司总经理,正式迈开了风电市场化的脚步。

  从源头上讲,金风科技脱胎于风电投资商、开发商、运营商,与达坂城的关系千丝万缕。而在中国,但凡搞过风电,基本都去过达坂城。

  这里是中国风电事业的摇篮,培养了一大批中国风电领军人物,才成就了如此健全的工业制造体系。

  33年后的今天,达坂城风电一场的初代风机已经退役。它曾以2050千瓦的的总装机量和2500小时的平均年发电量,成为迄今为止我国风电场投入商业化运行最长、运行效果最好的机群,也是我国风力发电机组实际运行寿命最长的第一批验证者。

  从达阪城开始,中国也陆续将核心技术、完整的产业链和供应链,牢牢掌握在了自己手里,并跻身风电大国,斩获多项“全球第一”,

  最早,通用电气、西门子歌美飒、维斯塔斯三大外资各有千秋,坐拥国内市场的半壁江山;其后,华锐风电在2008年以速度、低价策略,超越金风科技短暂逆袭。

  2005年到2010年,中国风电受益于政策红利,迎来第一个黄金发展时期,行业格局也因此发生变化。

  2005年,风电行业迎来两大利好:一是国家颁布了《可再生能源法》,风电长期享受“国补”;二是国家发改委下发《关于风电建设管理要求的通知》,要求风电设备国产化率至少要达到70%。

  此后的五年,国内风电企业羽翼渐丰,不少企业迎来10倍增长期,新增风电装机量占全球总体的比例由4.42%提高到48.8%。

  仅2007年,国内风电市场一年的新增装机容量,就超过了过去20年的累计装机容量。

  风电设备的国产化率也从2004年仅有的10%,达到了2010年的90%。包括金风科技在内的国内头部厂商,年均产能在2009年突破了700万千瓦。

  维斯塔斯是全球风电领域的头号玩家,曾以“老大哥”的实力稳坐国内风电第一的宝座,无论是技术、产品还是服务,都难逢敌手。

  由于当时政策向国内企业倾斜,维斯塔斯原本非常看好风电产业在吉林的发展,不过地方政府要求出让风场资源时,项目方必须要在当地投资建厂。

  比如,维斯塔斯想在通化做项目,只能用通化生产的产品,在白城做项目泽要求用白城生产的产品。由于这不符合其商业逻辑以及在中国的布局,维斯塔斯只得作罢。

  而真正让国际风电巨头从“拓荒者”沦为“失意者”,很大程度上是因为这些外商还“不够中国”。

  国内企业为了快速抢占更多市场,不停地腾挪闪转。而身处海外的国际风电巨头们虽有着更强大的资源加持,却在市场上屡屡陷入被动。

  例如2004年成立的华锐风电,显示通过兆瓦级风电市场抢占高点,随即用“价格战”策略,从产品质量过硬的国际风电巨头企业手中,屡屡“截胡”国家特许项目。

  维斯塔斯全球总裁英格对中国企业的投标价格感到费解,因为无论是谁、无论何时都无法实现盈利。在他看来,投资就是为了赚取回报,维斯塔斯从未有在项目上有过亏损,也不会允许这么做。

  在中国企业看来,风电是高度依赖补贴和政策环境的行业。2021年之前经历的几波“抢装潮”,诱发原因都是与不断退坡的补贴有关。出于长远发展的考虑,扩张市场版图远比单一项目是否盈利重要。

  从2008年到2011年,国产风机售价从6500元/千瓦迅速下降至3700元/千瓦。对于风机厂商来说,2000元/千瓦是盈亏平衡点。

  换算过来,陆上风电的度电成本是0.15-0.3元,当时国家电价在0.45元左右,意味着厂商仍有价格战的空间。

  而维斯塔斯不愿卷入价格战之中,仍坚持5000元/千瓦的风机报价。之所以存在定价上的悬殊,一方面是不允许做赔本买卖,另一方面是外资风机的质量、能效优于国内,产品口碑的底线不能退让。

  虽然有着过硬的技术实力,但在价格、服务、响应速度、本土化适应等多处落后的情况下,以维斯塔斯为首的风电国际巨头们在中国市场逐渐式微。

  2011年,维斯塔斯的市场份额在国内排名跌至第五,并出现了自2005年以来的首次年度亏损。2012年上半年,维斯塔斯亏损状况进一步恶化,并裁撤近四千人收缩战线,千瓦级风机也在呼和浩特工厂停产。

  十年之后,2021年8月,曾经的“风电三巨头”之一西门子歌美飒宣布,正式撤离中国陆上风机市场。

  前一年,三大国际巨头加起来的中国市场份额仅占4%,其中西门子歌美飒新增装机量规模只有0.4吉瓦——这还是在市场“抢装潮”需求暴涨,国内产能难以满足,需求溢出的情况下,新增装机容量同比增长一倍以上取得的成绩。

  这场辉煌的战役虽然以国际巨头败走收尾,可国产势力激进的市场策略,却也为日后的发展埋下了祸根。

  在补贴战、价格战、多方混战的草莽时代结束后,不少曾经风光无限的风电企业相继出现亏损和裁员,甚至最终被淘汰出局。

  举个例子,当时为了追求低价,国产兆瓦级风机的寿命普遍只有七到八年。市场策略激进的华锐风电因为没有把控好产品关,最后因在某海上风电项目出现产品质量与财务造假的问题,遭遇重创。

  在风电这样一个追兵颇多、竞争激烈的高投入产业里,金风科技并未采用一般国产势力的激进打法,而是求稳、求硬、求技术。

  从1997年与德国Jacobs合作600千瓦的风机项目开始,金风科技核心团队就不断对风机的技术进行消化、吸收和再开发。

  2001年底,金风科技的600千瓦风机在河北红松洼风电场并网发电。这是第一台具有划时代意义的风电机组,是科技部“九五”攻关的关键项目之一,型号为S600,于1999年6月完成自主研发生产,并率先在达坂城风电场投运。

  彼时,金风科技还是一家名不见经传的“小公司”。WTG电厂综合测试仪、风电机组地面监测仪、风电机组功率测量系统、公共设备和房屋合计的家当,加起来只有47万元。

  2003年,金风科技实现了1.15亿元的营收,2010万元的净利润,2.17亿元的总资产。截至2005年,金风科技共制造了449台风机,共283兆瓦,占国内市场份额的20%,完成了从零到一的过程。

  2007年,金风科技登陆A股时,实现了业绩连续八年100%增长。当年公司营业收入和归属母公司净利润分别为31亿元和6.3亿元,成为当时我国最大的风力发电机组整机研发与制造企业。

  而从一到十,市场竞争环境也因更多玩家进入风电赛道,变得更为激烈。所幸在这个过程中,金风科技掌握了自认为最核心的发电技术——直驱永磁。

  2008年1月,金风科技通过4亿元人民币收购Vensys70%的股份,获得了这项技术,并调配大量的工程师对其进行设计再造,简化机械加工和组装程序,在2009年实现了电控和变桨两个核心部件的国产化。

  Vensys是一家技术研究院式的企业,当时在直驱永磁有十余年的研发基础。双方之前已经合作了4年,但国内的同行并未加大筹码押注这一技术。

  金风科技押注直驱永磁主要是基于两点:一是其发电效率比传统的双馈齿轮技术高3%到4%;二是其省去了齿轮箱环节,降低了生产和后期维护的成本,可靠性也变得更高。

  基于直驱永磁技术,金风科技在2011年研制出的1.5兆瓦和2.5兆瓦风机,低电压穿越测试通过了认证,风机利用率稳定在98%以上。

  在市场的旺盛需求下,金风科技快速进入产能扩张和产品升级期,分别在北京亦庄、内蒙古包头和新疆乌鲁木齐经济技术开发区二期进行基地建设,年产能单班达到1000台以上,满足兆瓦机组的生产力。

  然而,2008年正值风电市场竞争白热化阶段,以华锐风电为首的一大批国产新势力强势崛起,以价格战冲击市场,金风科技连续八年的高速成长戛然而止,刚刚到手的头把交椅,再次换人。

  金风科技做对的第二件事,是保证产品和服务的快速迭代,带动产业链优化成本、协同发展与转型升级。

  比如,以前金风科技数年开发一种新品,后来一年开发数种新品。1.5兆瓦的主力机型以前横扫市场八年,后来推出的2兆瓦风机面世两年就要换代升级。

  产品生命周期大幅缩短,产品快速迭代,这使争夺用户的时间窗口在以前所未有的速度缩短。

  因为客户的期望也在加速变化。目前,金风科技的风机型号已经有数百种,适用于不同功率、不同发电技术、不同应用场景、不同海拔等。

  除了用平台和技术满足客户的定制化需求,并提供包括风场规划实施在内的整体解决方案。

  最初,金风科技拓展风电技术服务、风电场开发销售等业务,一方面是2008年全球金融危机迅速向实体经济蔓延,另一方面是原材料价格大幅走高,给整机制造带来巨大的成本压力。

  而风电后市场是产业链毛利率最高的环节,风电场建成并网后不仅可以增加对新产品以及零部件的挂机试验,减少客户的风险,还能为公司带来更加稳定的收益,增强公司的履约能力。

  在登陆A股市场之后,金风科技便一直在酝酿拓展风电技术服务和风电场开发与销售的盈利模式,把技术、服务、资源和经验优势落到风电项目全生命周期过程中,形成整体解决方案。

  这种转身事后被证明是明智的。根据2021年财报,风电场开发与风电服务这两大业务板块的营收分别为53.27亿元和40.82亿元,占金风科技总收入的20%左右。

  从2007到2021这十多年间,市场虽然多番动荡,但技术、服务、产品质量依旧是颠不破的线吉瓦的总装机量技术领跑全国,跻身世界第二。

  在武钢掌舵金风科技20年的时间里,国际化、数字化和海上风电是公司的三大目标,也是中国风电赛道下半场的关键词。

  出海让中国风机走向世界,是武钢的一大梦想,也是金风科技“两海战略”的其中之一。

  2008年,金风科技与古巴ENERGOIMPORT公司签订了6台750千瓦机组的第一笔订单,进账3322万元。

  对出厂品质的严格把控,是金风科技在海外市场受到青睐的主要原因。即便在严苛环境下,风机也能提供较为稳定的发电效益。

  以金风科技2014年在巴基斯坦的首个高温机组项目为例,风机常年暴露在40到50摄氏度的室外环境中。

  并网前5个月,其单月发电量就突破1000万千瓦时,此后也保持稳定运行的状态。这一标杆案例,促使金风科技在巴基斯坦拿到了近三分之一的市场份额。

  如今,金风科技的业务已遍布六大洲超过20个国家,在巴基斯坦、埃及、罗马尼亚、塞尔维亚等多个“一带一路”沿线国家及地区取得的收入,占全国风机出口总量的60%。

  风电成为我国少数能参与国际竞争的战略性高端绿色装备制造产业之一。2019年,在全球新增装机top15的整机制造企业,有8家来自中国。

  此外,不少企业选择出海,对外投资逐年提升。一条覆盖技术研发、开发建设、设备供应、检测认证、配套服务的国际业务链基本成型。

  而在数字化方面,风电大数据是金风科技的战略核心资产,过去二十多年,金风科技在全球以几万台机组制造和运营相关的数据为积累,在推动风电产业数字化转型的过程中,实现了价值留存和新价值创造。

  三十多年前,中国风电刚开始起步时,赶上了改革开放;三十多年后的今天,当风电产业进入规模化发展阶段,又赶上了全球能源转型变革。

  在互联网、大数据和人工智能技术成为整个产业机体的“神经元”之前,金风科技便开始在主业及客户链条的多个方面尝试落地。

  比如早期,金风科技虽然取得了较高的市场份额,但盈利状况不佳。原因在于以往风车叶片的保修更换时间是通过估算的方式获得的,误差大,成本高。

  为解决这一问题,金风科技把所有售出设备都安装上嵌入式传感器,即时反馈机器的劳损程度。不管设备经手多少中间商,后台依旧能实时掌握设备运行的状态,提高了运维效率并降低了运维成本。

  再比如在前期开发阶段,在南方复杂的山地建设风电场,通过无人机和人工智能图像识别等领先技术,金风科技能够在风电场前期规划过程中快速形成道路设计方案、识别风险点等,以减少工期、降低成本,给出最佳解决方案。

  而后期运维阶段,公司能够通过数字化的智能运营对风电场核心数据进行精细化把控,监测风机的健康状态,诊断故障原因,预测功率并优化风机运行。

  以前,开发某个机型,往往需要进行第三方认证,耗时非常长;如今,只要提供一个密码,系统就能自动解决,改变了过去管理系统性、连续性效率不高的情况。

  眼下,金风科技的数字化体系,涵盖了产品开发、制造到服务的全生命周期管理。按照武钢的计划,金风科技要在2021年达到数字化的初级阶段,即产品、技术、管理、业务能够全部用数据来描述。

  2021年起,陆上风电进入平价上网时代,市场也趋于饱和。这一年,也是海上风电补贴倒计时的最后一年,为了杀入这一增量市场,将市场份额最大化,“价格战”也从陆地打到了海面,历史无比的相似。

  过去十年,金风科技的研发团队陆续开发了2.5兆瓦、GM3.X、GW6.X等机型,分别在江苏龙源海上项目、三峡响水海上项目,以及福建、江苏等地完成吊装,并在江苏盐城建立了中国最大的海上风电机组研发中心和实验平台。

  但2021年,二三梯队的玩家在价格战中表现得更为凶猛,斩获下不少海上风电项目。而金风科技为了利润率不低于18%,战略性放弃低价策略,用“稳”字诀来做防御。质疑和非议也随之袭来。

  比如在2008年,金风科技连续八年的高速成长戛然而止,并在激烈的市场竞争中丢掉龙头地位,市值遭遇重创之时,武钢反而松了一口气。

  他是从达坂城的苦日子熬出来的,太清楚企业被光环笼罩的时候,非常容易变得浮躁、自大和松懈。

  这是成熟的企业理应接受的市场洗礼,对于金风科技来说亦是如此。只有经历了衰败与阵痛,再从逆境中挽回,才能获得重生。

  2.《解构金风帝国:三大梦想、四次转型,金风科技如何一步步成为国际风电巨头?》

  4.《金风科技风电发展中的冷静思考—专访金风科技股份有限公司董事长武钢》