失控的风机大型化？

或许，风机真的不是越大越好。

文/武魏楠 孙一凡

位于新疆维吾尔自治区最东部的哈密是新疆通往内地的门户，也是古“丝绸之路”的重镇，素有“西域咽喉，东西孔道”之称。在丝绸之路开辟2000多年后的现代，哈密已经不只是“一带一路”上的重要枢纽，也因为丰富的风能资源，成为重要的风电开发基地。

7月8日，新疆哈密市伊吾县淖毛湖风区戈壁滩上，新疆御风新能源有限公司40万千瓦风电项目建设正酣。在这个15亿元投资的大型项目中，计划安装风力发电机组47台，其中32台单机容量为8.5MW，另外15台风机的单机容量为15MW，为目前国内最大的陆上风力发电机组。

而就在一周多之前的6月26日，东方电气自主研制的18MW半直驱海上风电机组，在广东省汕头风电临海试验基地顺利并网发电，刷新已并网风电机组单机容量最大的世界纪录。

单机容量越来越大的风机正在成为中国风电市场的一道“日常菜肴”。

从最早的1MW以下到现在的18MW，风机在降本、高效的驱动下，始终走在大型化的道路上。但是中国风电市场在2021年实现全面平价上网之后，风机大型化趋势明显加强，甚至表现出了愈演愈烈之势。

更大的单机容量、更长的风机叶片似乎的确代表着更先进的技术和更强的市场竞争力。但目前欧美已并网的最大的陆上风机容量不过7.5MW，海上风机最大容量15MW，其风机大型化进程明显慢于中国。这样的佐证是否能让我们断言中国风机技术已经全面领先世界？

风电是典型的技术密集型行业，从理论基础到技术应用都需要长时间的积累和验证，大型风机的叶片、塔架和基础结构的设计和制造更加复杂，成本与效率之间的最优解也更加扑朔迷离。

诸如可靠性、寿命、故障率、高成本等潜藏在过快大型化趋势背后的风险，不容我们忽视。

在中国风电市场上，一场“大风机军备竞赛”事实上进入白热化。但风机真的越大越好吗？

“超速”大型化

1989年，中国最早的风力发电场在达坂城正式并网发电。很多人并不知道的是，在维斯塔斯和相关中国专家的斡旋下，丹麦政府捐助了320万美元，支持了达坂城风电场的建成。

对于从0 开始的中国风电来说，外企占据了绝对的技术制高点。2005年之前，外资风机企业在中国市场占据着绝对主导地位，仅维斯塔斯一家的中国市场占有率就在三分之一以上。国产风机企业只能生产500kW到750kW左右单机容量的小风机。

2005年7月，国家发改委发文要求风机国产化率至少在70%以上，掀起了风机自主化高潮。当时以华锐风电为代表的国产企业从国外引进1.5MW风机技术，把中国风电正式推进了大风机时代。

2012年，是中国风电单机容量变化的另一个标志性时期。一方面陆上风电的单机容量开始逐渐以2MW为主；另一方面海上风电机组开始全面拉开与陆上风机的距离，先后出现了5MW和6MW机组。

“到2020年左右，我国陆上风电的单机容量从2MW缓慢增长至4MW，而海上风电的单机容量则基本是6~8MW级别。”国内一家风电整机厂商研发负责人告诉《能源》杂志记者。

2021年开始，陆上风电全面实现平价上网，这一年也是海上风电补贴的最后一年。中国风电开始进入“后平价时代”。

也正是从此时开始，国内风机大型化的节奏明显加快了。短短三四年时间，陆上单机容量从4~6MW快速升至8~10MW；海上机组单机容量更是从6~8MW级别快速跃迁至14、15、16MW。截至2024年7月，国内企业已经实现了海上风电单机18MW，还有更多的企业摩拳擦掌，马上就要推出20MW甚至更大的机组。

中国可再生能源学会风能专业委员会发布的《2023年中国风电吊装容量统计简报》显示：2023年，全国新增装机的风电机组平均单机容量为5595kW，同比增长24.6%，其中：陆上风电机组平均单机容量为5372kW，同比增长25.1%；海上风电机组平均单机容量为9603kW，同比增长29.4%。

2013-2023中国新增风电机组单机容量变化

从上述简报对机型的统计来看，2023年我国新增吊装的陆上机组中，6.0MW至7.0MW（不含7.0MW）风电机组份额最多，装机容量占比达到41.8%，同比增长21.7%左右；单机容量10MW及以上的风电机组成为海上风电机组的主流机型，占比由2022年的12.1%提升到了46.4%，海上新增吊装最大单机容量由2022年的11MW升至16.5MW。

2021到2023年，我国新增吊装的陆上机组平均容量的同比增长率明显升高，2021年之前最高年增长率不超过15%，2021年以后容量平均增长率高达28%。如果说陆上风电大型化的趋势大大加快了，那么海上风电大型化速度甚至可以用“超速”来形容。2022和2023年新增吊装的海上机组容量分别较去年增长32%、29.7%。

可以看出，中国风电的单机容量在“后平价时代”开始后陡然上升。

大型化速度不断加快的背后，是整机商们你追我赶的“军备竞赛”。特别是2023年以来，中国整机商发布新产品的动作愈发频繁。明阳智能推出全球最大的MySE22MW海上风电机组，金风科技、远景能源、中船海装、东方电气等均已经发布16到18MW的大容量机组。

此外，超大容量风机的应用也在飞速推进中。6月27日，安装有6台金风科技GWH252-16MW机组的国内首个批量化应用单机容量16MW海上风电机组的项目——三峡集团漳浦二期海上风电项目实现全容量并网。几天后，明阳智能斩获德国开发商Luxcara的风机大单，将为其在德国北海海域的270MW Waterkant海上风电项目提供16台单机容量高达18.5MW的海上风电机组，引发了整个欧洲的惶恐不安。

而我们在文章开篇也提到，陆上15MW的风机，已经开始在哈密批量安装。

欧洲咨询机构Brinckmann曾预测：中国风电技术的发展不会减速，在“十四五”结束之前，将有超过25MW、叶轮直径高达320米的风机投入市场，并将在“十五五”期间（2026年—2030年）实装。

“从今年的在建项目来看，陆上风机容量基本在6到10MW之间，也有少量10MW开始上市，海上机组基本上是在13到16MW之间的量级。”有风电行业内部人士预测说。

作为风电起源地，欧洲或许仍在部分技术上占据领先地位，但其机组大型化的速度却慢于中国。

据行业媒体统计，截止去年年底，全球已有12家整机商发布了20个单机容量14MW以上的海上风电机型或产品平台，其中中国风电整机商9家。

全球主要整机商推出的14MW以上风机机型

欧洲推出的单机容量最大机型是维斯塔斯研发的V236-15.0 MW海上风机，但是自2021年2月推出以来，该原型机一直安装在丹麦日德兰半岛西部的Østerild国家大型风力涡轮机测试中心进行广泛的测试和验证。

不积跬步，无以至千里。中国风电的弯道超车首先要归功于十几年来自主化的长期积累。“自主化十几年来，中国企业具备了强大的研发能力。而依托全球最大的风电市场，中国也拥有了最完整的风电产业链。这些都是大型化技术快速发展的基础。”有国内整机商人士表示：“而全面平价之后，整个行业也对度电成本降低提出了更高的要求。更大机组理论上意味着更高的发电效率、更多的收益，加速了大型化的发展。”

降低度电成本一直是风电行业永恒的追求，风机大型化无疑是一种有效的途径。中国风电抢先欧洲一个身位迈入了“无人区”，这究竟是中国风电真正实现了更高、更快、更强的发展，还是在市场驱动等一系列因素的作用下，所导致的“动作变形”？毋庸置疑的是，步伐过大必然伴随着风险。在驱动风机大型化的进程中，非理性的因素仍不可忽视。

价格与市场的“指挥棒”

讨论风机大型化的非理性因素，“后平价时代”的价格战不得不提。

为了抢装2020年（陆上）平价的最后一批补贴项目，风机市场需求快速膨胀，带动了价格上涨。高峰时期风机价格大约在4000元/kW以上。因此“十三五”期间，风机产能受到需求刺激，全面铺开。

抢装结束之后，风电装机需求并没有保持持续高增长。市场转入供大于求的状态，风机报价开始全面下跌：

·2019年4月，内蒙古乌兰察布项目最低投标价3137元/kW（不含塔筒）

·2022年4月，辽宁葫芦岛项目最低投标价1780元/kW（不含塔筒）

·2023年12月，内蒙古阿鲁科尔沁项目最低投标价950元/kW左右（不含塔筒）

·2024年6月，中能建2024年风机集采，最低投标价900元/kW（不含塔筒）

从2010年代左右，中国风电市场逐步繁荣开始，中国风电整机商从近百家减少到了目前的15家。

尽管玩家减少，但市场的激烈厮杀并未减少半分。除了金风科技与远景能源牢牢把控着风机吊装或中标量排名的Top2，从第三名位置开始，始终是“城头变幻大王旗”。

（2016年至2023年中国风电企业top10变化）

在风机这个本该以技术、创新、价格等综合实力赢得市场的角逐中。整机商们最终演化成为单纯的价格厮杀。这样的商业逻辑并不理性，但在“后平价时代”却成为整机商们不得不被动跟随的潮流。

“整机商对于更大容量风机的追求，从非理性的角度来看，可能存在两个方面的动力。一方面是对更高市场份额的追求，另一方面是体现出企业技术实力的表现。”上述整机商人士表示，“做出更大的风机，可以把单价杀得更低，是价格战的一把利器。而大风机本身更是一种炫耀技术实力和创新力的手段。对于很多志在更多市场份额的企业来说，简单而又高效。”

可以说，不计成本的价格战，直接推动了非理性的风机大型化趋势。新的大风机面市越来越频繁，单机容量越来越大。

这很可能超出了底层技术和产业链的整体支撑能力。

被忽视的产业链脱节

“按照风机产品开发流程，需要走完从概念设计、概念验证、详细系统设计到样件开发、样件测试验证、小批量测试验证的整套开发流程，保证产品和技术具备足够的稳定性和可靠性。”国内头部企业相关负责人说。

按照这样的节奏，一款新机型发布，至少需要3～5年左右的时间才会实现批量化生产。海上风电项目更是要等首批样机交付之后，在经过一个漫长、不确定的验证时期，最终批量交付。

但事实是，2020年，中国整机商们发布大多为4.x和5.xMW的机型。而到了2023年，已经有企业宣布10MW机型即将批量交付；2024年行业已经在讨论10MW为陆上风机主流。

海上风电的技术“跨越”更快。2021年之前都是5MW、6MW的机型，7~8MW已经算是大机组。2022年开始，8~9MW突然成为主流；而10~12MW机型几乎没有太多逗留，现在已经是14、16甚至18MW的时代了。

“风机大型化需要整体代际技术的进步。跨越式机型，尤其是更大单机容量的平台研发，背后一定是整个产业链技术的进步。”有整机商研发人员对《能源》杂志记者说，“变频器、叶片、发电机、变桨轴承、齿轮箱、主轴承、塔筒等风电机组重要部件都要通过技术创新实现代际进步，才能够支撑单机容量跨越式发展的大风机。”

而现在的产业链，显然并不具备支撑这样大型化速度的能力。

从具体的参数来看，包括叶片的碳纤维主梁、高扭矩密度的齿轮箱、高混塔、高强铸件替代铸钢、国产化的最后一公里——轴承，基本已经把材料单价压缩到了极限。甚至有企业直言：风机拆开了按重量卖都比现在的价格贵。

导致这一现象的原因，正是因为全产业链的技术本身没有大的突破，只是放大了单机容量，所以整体装备价格几乎全面透明，行业利润率被压到了最低。

市场供大于求——企业积极抢夺市场份额——价格战愈演愈烈——企业加速抢占技术制高点（大风机）——看起来度电成本降低——更多企业入局大风机——单机容量越来越大……

这样的循环事实上已经形成。

深陷市场价格缠斗的整机商一味拿出更大尺寸的大风机，忽视了整个产业链的支撑能力。“没有整个产业链代际技术进步的大风机贸然进入市场，不仅存在批量失效的风险，还会产生高昂的发电量损失和运维费用。”上述业内人士告诉《能源》杂志记者，“特别是深远海海洋环境复杂，遭遇台风、地震等几率更大，建设成本、输电成本、运维成本更高。”

共赢or共伤？

降低风机可靠性、增加全生命周期成本，还只是非理性大型化趋势潜在恶果的一部分。由于整机商们不断追逐更大容量的风机，导致单一机型的存续时间过短。这意味着产能建设投入的回报周期被大大压缩了。

在制造业里，规模不断地增加也是降本的一种重要路径。在新产品的生产过程中，随着时间的推移和熟练度的上升，产品也就会越来越成熟。但是，产品迭代过快，这些路径实际上就失效了。

不是企业不明白这个道理，而是残酷的市场竞争正在背后推着企业“被动”前行。

如果这样被动刺激下的技术进步有足够的稳定性、安全性作为基础，那么也不失为一种跨越式发展的好途径。但事实是，技术进步往往没有捷径可以走。

在风机领域，“成本、性能、质量”也是一种不可能三角。一款风机的好坏，只有实践才是检验的唯一标准。2.5MW机型虽然容量比2MW机型更大，但经过实证，市场更接受2MW机型。CWEA数据显示，2MW系列机组的累计销售台数是2.5MW系列机组的2.5倍。

2014年，IPhone6问世。除了其超强的性能引发市场反响，雷人的广告语也被人津津乐道。“bigger than bigger”被翻译成“比更大还更大”毫无中文美感，引发吐槽一片。随后改成的“岂止于大”反倒是缺失英文广告中的韵味。

这个广告小故事也反映出从2014年开始，苹果手机一味增大尺寸成为消费者和看客们津津乐道的焦点，这反而使苹果手机失去了全方位用户体验方面的创新形象和领先地位。

无论是手机这样的消费级电子产品，还是和风机类似的大工业制成品——汽车、飞机，都面临着同样的问题：大就是好吗？产品要越做越大吗？

在风机上，从最朴素的物理理论我们可以推导出：叶片越大、捕风越多，输出功率自然越大；但叶片增大的同时，自身重量、机身载荷都在发生变化，对叶片的材料强度甚至是成本都提出了更高要求，更不要说机舱的配置也要随之变化。

正如前文所述，大兆瓦风机的进步是一个系统性的代际技术进步。在更多零部件都没有出现颠覆性变化的时候，单纯地追求大兆瓦风机，属于空中楼阁。

在本次走访中，《能源》杂志记者发现，尽管有企业或相关专业人士直接表达了对当前风机大型化趋势过快的担忧或者疑虑。但对于大型化趋势本身，行业意见是一致的。

2022年，工业和信息化部、财政部、商务部、国务院国有资产监督管理委员会、国家市场监督管理总局5部门联合发布了《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》，文件指出：重点发展8MW以上陆上风电机组及13MW以上海上风电机组。

从政策层面来看，很明显大兆瓦风机是国家鼓励重点突破的技术方向。而在市场层面，大型化也表现出了一定的竞争力。

在进入平价时代后，更大单机容量的风机显示出了较好地降低度电成本效果。因此业主和整机商都对此有所追求。在客观条件方面，风电受到越来越多的土地资源限制，大风机可以有效地平衡风电市场增长与土地红线之间的矛盾。

但尺寸终究是有上限的。用户端不同的使用场景也要求不一样尺寸的产品。

从2024年来看，苹果手机终究没有在越来越大的趋势上一条道走到黑，而是给出了正常尺寸和Max两种尺寸供消费者选择。航空业的案例也十分典型，波音公司在20世纪60年代的窄体客机——737机型时至今日都在不断推陈出新。

而在风电行业中，我们已经探讨了大型化必须以整个产业链的代际进步为基础。随着风电平价时代的全面到来，业主的诉求倒逼整机商努力降低度电成本，而整机商则会倒逼整个产业链上的零部件供应商。而一旦出现原材料价格的波动，来自零部件供应商的压力又会从上而下地倒逼整机商、业主。

价格传导如此，技术进步也遵循这一规律。想要更大的风机，整机商要设计出来，也要有对应的叶片、齿轮箱、轴承、塔筒等等。

总的来看，产业链各个环节的诉求最终是一致的。因此基于降低度电成本而对于大兆瓦风机的发展和推动，也应该整个产业链协同共进。

更要明确的是，大型化并非降本的唯一路径和方法。

“风机大型化是大势所趋，但单机容量不可能无限制增长，无论是风资源，还是基础原材料、配套装备的极限，都不可能支撑风机无限增大。”前述业内人士说，“从商业视角看，最大也不意味着最优。”

风电运营是一个长达20年甚至25年的漫长时期。不仅仅要考虑投资，更要考虑运维、可靠性、潜在风险。如果风险过大，最终的结果就是收益不达预期。

非理性大型化实际上放大了这种潜在的风险。所以，更好的选择是不再执着于初始投资成本更低的度电成本，而是综合考虑LCOE和风险的平衡点，选择项目时间点最合适、最成熟的机组类型。

或许，及时止住非理性的大型化趋势，让刚刚问世不久的6~10MW陆上风机和12MW以上的海上风机经历更多的时间验证，是对每一家整机商和整个产业链都有益处的选择。

创新是中国风电走上自主道路、大踏步领先的基础。但短暂的优势永远都不代表最终的胜利。在“因噎废食”和“急功近利”面前，整个行业要做出审慎的抉择。