中材科技風電葉片股份有限公司(以下簡稱“中材葉片”)是全球?qū)I(yè)的風電葉片整體方案提供商和服務商,深耕行業(yè)13載,設計產(chǎn)能4000套,產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?;轿痪有袠I(yè)前列。市場占有率連續(xù)12年保持增長、連續(xù)9年保持中國第一,2015年首次躍居全球第一,近3年全球平均市場占有率超過10%。這家企業(yè)是如何做到的?近日,本刊記者采訪了中材科技副總裁、中材葉片董事長黃再滿。
傳承科研基因,聚焦專業(yè)領域
20世紀60年代初,北京玻璃鋼研究設計院開始開展離散型風電葉片研究。1999年,該院成為我國首批242家轉(zhuǎn)制的應用型科研院所之一。2007年,為了實現(xiàn)科研成果產(chǎn)業(yè)化,以葉片項目部為依托,中材科技風電葉片股份有限公司成立。自此,中材葉片以一路領先的姿態(tài),開啟了與中國風電產(chǎn)業(yè)的同步競跑。
回首13年的來時路,黃再滿將公司發(fā)展總結(jié)為三個階段。第一階段,從“零”起步到實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、市場化。由科研單位轉(zhuǎn)化為以市場為主導的企業(yè),并逐步占據(jù)市場。第二階段,“十二五”期間,根據(jù)市場需要,中材葉片在全國設立了8個制造服務基地。截至2015年年底,總產(chǎn)能達到4000套,累計裝機容量達2250萬千瓦。同時實施“走出去”戰(zhàn)略,在東歐、美國、南美、印度開展國際合作,為下一步海外投資做了充分準備。第三階段,“十三五”期間,在技術創(chuàng)新方面下功夫,積極引導材料開發(fā)商研發(fā)適應行業(yè)需要的產(chǎn)品。
無論風電產(chǎn)業(yè)處于高潮期還是低谷階段,中材葉片在中國市場占有率第一的位置始終未被撼動。“未來五年,我們希望做大做強,成為全球一流的風電葉片企業(yè)。”黃再滿坦言。
有科研基因做底色,中材葉片始終聚焦專業(yè)領域,從不把短期的盈利作為主要的目標。黃再滿解釋道:“我們看好風電等清潔能源領域,想要長期投入。到目前為止,我們還沒有進入其他領域的規(guī)劃,一直把資源和精力集中到做好風電葉片的設計、開發(fā)、服務上。將原材料、模具、工裝設備等開發(fā)工作交給專業(yè)的企業(yè),通過合作的方式實現(xiàn)共贏。”
“質(zhì)量是生存的根本”
葉片的產(chǎn)品特點決定了其對質(zhì)量、設計和服務都有很高要求,它需要經(jīng)受各種惡劣環(huán)境的考驗,保持正常工作20~25年。黃再滿深有感觸地說:“盡管我們在葉片行業(yè)深耕了十多年,但對葉片的認識越深刻,越覺得這是一個技術含量非常高的產(chǎn)品。”要充分利用試驗的方式,測試產(chǎn)品性能,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性,降低成本和風險。任何新產(chǎn)品都要經(jīng)歷加速疲勞試驗,提前完成陸上產(chǎn)品20年、海上產(chǎn)品25年的超大運行量。據(jù)了解,中材葉片在北京、甘肅酒泉、江蘇阜寧建有5個葉片結(jié)構測試平臺,2017年還建成具備國際先進水平的10MW-120m全生命周期全尺寸側(cè)拉加載室內(nèi)試驗臺。
同時,中材葉片還在設計、制造和服務環(huán)節(jié)追求精細化,提高預防性維護和保障水平:在ISO系列管理體系、全球領先質(zhì)量戰(zhàn)略Q-BEST的基礎上,又融合了IATIF16949汽車質(zhì)量管理體系、GB/T19580卓越績效評價標準,用風險過程方法控制制造和服務過程,保障產(chǎn)品達到設計要求;在全國建立了100多人的現(xiàn)場服務團隊,并由最初的以應急服務為主,轉(zhuǎn)變?yōu)橐灶A防性服務為主。
此外,該公司通過持續(xù)的技術創(chuàng)新提升服務質(zhì)量,開發(fā)的售后服務APP、遠程診斷服務等數(shù)字化平臺,在疫情期間發(fā)揮出重要作用。“這些年,我們始終堅持一個原則,如果風電場出現(xiàn)問題,首先要解決問題,讓業(yè)主先發(fā)上電。”正是這種以客戶為核心的服務理念,讓中材葉片在業(yè)內(nèi)贏得了良好的口碑和客戶的廣泛認可。
黃再滿認為:“質(zhì)量是生存的根本,越是搶裝,質(zhì)量要求應當越高。行業(yè)以往發(fā)生的事故給大家敲響了警鐘,我們有義務為行業(yè)貢獻一份力量。如果新能源投資者憂心質(zhì)量問題,無疑會加重產(chǎn)業(yè)鏈的成本,從而對整個行業(yè)的發(fā)展造成不利影響。”
緊跟發(fā)展趨勢,優(yōu)化集成創(chuàng)新
隨著分散式風電和海上風電的崛起,風電機組風輪直徑不斷增大。中材葉片很快從市場需求中看到,葉片大型化已經(jīng)成為主流發(fā)展方向。
由此帶來的一大挑戰(zhàn)是葉片的重量問題。“十二五”前期,國內(nèi)外風電行業(yè)普遍認為如果單支葉片長度超過50米,就必須使用碳纖維,但碳纖維原材料供應有限、價格昂貴。通過對結(jié)構和新材料的攻關,中材葉片解決了這一難題。通過與泰山玻纖、巨石玻纖、重慶國際等材料供應商聯(lián)合攻關,中材葉片成功開發(fā)出具有高模量特性的玻纖材料,目前已經(jīng)升級到第四代,成本只有碳纖維的10%~20%。此外,該公司還自主開發(fā)了葉根預埋技術,填補了行業(yè)空白;通過與荷蘭能源研究中心合作,開展了大型葉片氣彈穩(wěn)定性分析技術研究。2020年,中材葉片進一步開發(fā)出采用增強的玻璃纖維、長度達85.6米的海上風電機組葉片;掌握了抗臺風、防鹽霧、雷電防護、碳纖維灌注成型、在線監(jiān)測等關鍵核心技術,走在國內(nèi)海上風電機組葉片研發(fā)制造技術發(fā)展的最前沿。目前,大型葉片的成本已基本能符合度電成本下降的趨勢。
現(xiàn)階段,整個葉片的生產(chǎn)制造過程也在不斷集成創(chuàng)新。生產(chǎn)線上有先進的機器人、自動化控制系統(tǒng);生產(chǎn)管理系統(tǒng)MES、ERP、質(zhì)量大數(shù)據(jù)系統(tǒng)及售后辦公協(xié)同系統(tǒng)都得到有效應用,并且能夠與客戶的CRM采購系統(tǒng)實現(xiàn)信息化對接,實現(xiàn)人流、資金流、產(chǎn)品流的互通與協(xié)調(diào)。
“這需要我們有開闊的眼界、優(yōu)秀的學習和研發(fā)能力,將相關與非相關領域的先進技術融合在一起。”黃再滿總結(jié)道,“未來還需要進一步研究用化工材料替代林木資源,開發(fā)出能夠快速成型和浸透,同時能夠滿足強度等力學性能要求的新材料;研究出能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的葉片回收技術。”
協(xié)同互助,一融共榮
葉片產(chǎn)品的設計無法靠一家之力完成,必須要與客戶緊密合作、系統(tǒng)聯(lián)合。
黃再滿解釋說:“整機廠商會將整機的機組控制策略、發(fā)電量需求,還有風切變的影響等通過載荷交互傳遞給我們。我們會在他們的平臺上進行多次迭代的模擬測算,進行交互設計,形成最終的設計產(chǎn)品。”
“與我們合作的供應商都是創(chuàng)新能力較強的知名企業(yè),他們有健全的質(zhì)量控制體系。對于某些材料的供應,如果缺少大型供應商,我們會選擇有發(fā)展?jié)摿Φ钠髽I(yè),幫助他們搭建質(zhì)量管理體系,推廣精益制造方法的使用。”他補充道,“這些長期的合作伙伴,與我們有著共同的風電情結(jié)、共同的奮斗目標。”
時刻為降低度電成本做準備
隨著平價上網(wǎng)時代的到來,風電成本還要繼續(xù)下降。
“平價上網(wǎng)是好事,這樣風電就可以與化石能源同臺競爭,市場空間就能被打開了。加上《巴黎協(xié)定》生效后,測算下來,年度市場裝機規(guī)模會保持在較高的水平上。有市場規(guī)模,我們就有足夠的力量,長期投入基礎性研發(fā)、服務和產(chǎn)業(yè)化研究。”事實上,“十三五”以來,單位兆瓦的葉片價格是增長的。對此黃再滿認為,因為葉片不斷加長,科技含量增加,捕風效率更高,所以,性價比會更高。
中材葉片每年大約推出10款新產(chǎn)品,并會對過去3年市場反響好的產(chǎn)品做改進,推出“升級版”,延長產(chǎn)品生命周期。黃再滿表示:“降低風電整體的度電成本,是我們和客戶每一年、每一天都在努力做的事。讓風電成為用得好、用得起的清潔能源,是我們共同的目標。”
談到葉片未來的發(fā)展,黃再滿看到的更多是不足:葉片大型化的趨勢不會變,需要在家族化的延續(xù)基礎上,實現(xiàn)個性化、定制化的創(chuàng)新;氣動性能和結(jié)構研究還需新的突破,設計的理論模型需要更加精準地模擬實際運行工況;葉片的工業(yè)化、機械化、自動化、智能化的程度還遠遠不夠,這是整個行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。同時,新的工藝開發(fā)要適應自動化、智能化的發(fā)展要求
傳承科研基因,聚焦專業(yè)領域
20世紀60年代初,北京玻璃鋼研究設計院開始開展離散型風電葉片研究。1999年,該院成為我國首批242家轉(zhuǎn)制的應用型科研院所之一。2007年,為了實現(xiàn)科研成果產(chǎn)業(yè)化,以葉片項目部為依托,中材科技風電葉片股份有限公司成立。自此,中材葉片以一路領先的姿態(tài),開啟了與中國風電產(chǎn)業(yè)的同步競跑。
回首13年的來時路,黃再滿將公司發(fā)展總結(jié)為三個階段。第一階段,從“零”起步到實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、市場化。由科研單位轉(zhuǎn)化為以市場為主導的企業(yè),并逐步占據(jù)市場。第二階段,“十二五”期間,根據(jù)市場需要,中材葉片在全國設立了8個制造服務基地。截至2015年年底,總產(chǎn)能達到4000套,累計裝機容量達2250萬千瓦。同時實施“走出去”戰(zhàn)略,在東歐、美國、南美、印度開展國際合作,為下一步海外投資做了充分準備。第三階段,“十三五”期間,在技術創(chuàng)新方面下功夫,積極引導材料開發(fā)商研發(fā)適應行業(yè)需要的產(chǎn)品。
無論風電產(chǎn)業(yè)處于高潮期還是低谷階段,中材葉片在中國市場占有率第一的位置始終未被撼動。“未來五年,我們希望做大做強,成為全球一流的風電葉片企業(yè)。”黃再滿坦言。
有科研基因做底色,中材葉片始終聚焦專業(yè)領域,從不把短期的盈利作為主要的目標。黃再滿解釋道:“我們看好風電等清潔能源領域,想要長期投入。到目前為止,我們還沒有進入其他領域的規(guī)劃,一直把資源和精力集中到做好風電葉片的設計、開發(fā)、服務上。將原材料、模具、工裝設備等開發(fā)工作交給專業(yè)的企業(yè),通過合作的方式實現(xiàn)共贏。”
“質(zhì)量是生存的根本”
葉片的產(chǎn)品特點決定了其對質(zhì)量、設計和服務都有很高要求,它需要經(jīng)受各種惡劣環(huán)境的考驗,保持正常工作20~25年。黃再滿深有感觸地說:“盡管我們在葉片行業(yè)深耕了十多年,但對葉片的認識越深刻,越覺得這是一個技術含量非常高的產(chǎn)品。”要充分利用試驗的方式,測試產(chǎn)品性能,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性,降低成本和風險。任何新產(chǎn)品都要經(jīng)歷加速疲勞試驗,提前完成陸上產(chǎn)品20年、海上產(chǎn)品25年的超大運行量。據(jù)了解,中材葉片在北京、甘肅酒泉、江蘇阜寧建有5個葉片結(jié)構測試平臺,2017年還建成具備國際先進水平的10MW-120m全生命周期全尺寸側(cè)拉加載室內(nèi)試驗臺。
同時,中材葉片還在設計、制造和服務環(huán)節(jié)追求精細化,提高預防性維護和保障水平:在ISO系列管理體系、全球領先質(zhì)量戰(zhàn)略Q-BEST的基礎上,又融合了IATIF16949汽車質(zhì)量管理體系、GB/T19580卓越績效評價標準,用風險過程方法控制制造和服務過程,保障產(chǎn)品達到設計要求;在全國建立了100多人的現(xiàn)場服務團隊,并由最初的以應急服務為主,轉(zhuǎn)變?yōu)橐灶A防性服務為主。
此外,該公司通過持續(xù)的技術創(chuàng)新提升服務質(zhì)量,開發(fā)的售后服務APP、遠程診斷服務等數(shù)字化平臺,在疫情期間發(fā)揮出重要作用。“這些年,我們始終堅持一個原則,如果風電場出現(xiàn)問題,首先要解決問題,讓業(yè)主先發(fā)上電。”正是這種以客戶為核心的服務理念,讓中材葉片在業(yè)內(nèi)贏得了良好的口碑和客戶的廣泛認可。
黃再滿認為:“質(zhì)量是生存的根本,越是搶裝,質(zhì)量要求應當越高。行業(yè)以往發(fā)生的事故給大家敲響了警鐘,我們有義務為行業(yè)貢獻一份力量。如果新能源投資者憂心質(zhì)量問題,無疑會加重產(chǎn)業(yè)鏈的成本,從而對整個行業(yè)的發(fā)展造成不利影響。”
緊跟發(fā)展趨勢,優(yōu)化集成創(chuàng)新
隨著分散式風電和海上風電的崛起,風電機組風輪直徑不斷增大。中材葉片很快從市場需求中看到,葉片大型化已經(jīng)成為主流發(fā)展方向。
由此帶來的一大挑戰(zhàn)是葉片的重量問題。“十二五”前期,國內(nèi)外風電行業(yè)普遍認為如果單支葉片長度超過50米,就必須使用碳纖維,但碳纖維原材料供應有限、價格昂貴。通過對結(jié)構和新材料的攻關,中材葉片解決了這一難題。通過與泰山玻纖、巨石玻纖、重慶國際等材料供應商聯(lián)合攻關,中材葉片成功開發(fā)出具有高模量特性的玻纖材料,目前已經(jīng)升級到第四代,成本只有碳纖維的10%~20%。此外,該公司還自主開發(fā)了葉根預埋技術,填補了行業(yè)空白;通過與荷蘭能源研究中心合作,開展了大型葉片氣彈穩(wěn)定性分析技術研究。2020年,中材葉片進一步開發(fā)出采用增強的玻璃纖維、長度達85.6米的海上風電機組葉片;掌握了抗臺風、防鹽霧、雷電防護、碳纖維灌注成型、在線監(jiān)測等關鍵核心技術,走在國內(nèi)海上風電機組葉片研發(fā)制造技術發(fā)展的最前沿。目前,大型葉片的成本已基本能符合度電成本下降的趨勢。
現(xiàn)階段,整個葉片的生產(chǎn)制造過程也在不斷集成創(chuàng)新。生產(chǎn)線上有先進的機器人、自動化控制系統(tǒng);生產(chǎn)管理系統(tǒng)MES、ERP、質(zhì)量大數(shù)據(jù)系統(tǒng)及售后辦公協(xié)同系統(tǒng)都得到有效應用,并且能夠與客戶的CRM采購系統(tǒng)實現(xiàn)信息化對接,實現(xiàn)人流、資金流、產(chǎn)品流的互通與協(xié)調(diào)。
“這需要我們有開闊的眼界、優(yōu)秀的學習和研發(fā)能力,將相關與非相關領域的先進技術融合在一起。”黃再滿總結(jié)道,“未來還需要進一步研究用化工材料替代林木資源,開發(fā)出能夠快速成型和浸透,同時能夠滿足強度等力學性能要求的新材料;研究出能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的葉片回收技術。”
協(xié)同互助,一融共榮
葉片產(chǎn)品的設計無法靠一家之力完成,必須要與客戶緊密合作、系統(tǒng)聯(lián)合。
黃再滿解釋說:“整機廠商會將整機的機組控制策略、發(fā)電量需求,還有風切變的影響等通過載荷交互傳遞給我們。我們會在他們的平臺上進行多次迭代的模擬測算,進行交互設計,形成最終的設計產(chǎn)品。”
“與我們合作的供應商都是創(chuàng)新能力較強的知名企業(yè),他們有健全的質(zhì)量控制體系。對于某些材料的供應,如果缺少大型供應商,我們會選擇有發(fā)展?jié)摿Φ钠髽I(yè),幫助他們搭建質(zhì)量管理體系,推廣精益制造方法的使用。”他補充道,“這些長期的合作伙伴,與我們有著共同的風電情結(jié)、共同的奮斗目標。”
時刻為降低度電成本做準備
隨著平價上網(wǎng)時代的到來,風電成本還要繼續(xù)下降。
“平價上網(wǎng)是好事,這樣風電就可以與化石能源同臺競爭,市場空間就能被打開了。加上《巴黎協(xié)定》生效后,測算下來,年度市場裝機規(guī)模會保持在較高的水平上。有市場規(guī)模,我們就有足夠的力量,長期投入基礎性研發(fā)、服務和產(chǎn)業(yè)化研究。”事實上,“十三五”以來,單位兆瓦的葉片價格是增長的。對此黃再滿認為,因為葉片不斷加長,科技含量增加,捕風效率更高,所以,性價比會更高。
中材葉片每年大約推出10款新產(chǎn)品,并會對過去3年市場反響好的產(chǎn)品做改進,推出“升級版”,延長產(chǎn)品生命周期。黃再滿表示:“降低風電整體的度電成本,是我們和客戶每一年、每一天都在努力做的事。讓風電成為用得好、用得起的清潔能源,是我們共同的目標。”
談到葉片未來的發(fā)展,黃再滿看到的更多是不足:葉片大型化的趨勢不會變,需要在家族化的延續(xù)基礎上,實現(xiàn)個性化、定制化的創(chuàng)新;氣動性能和結(jié)構研究還需新的突破,設計的理論模型需要更加精準地模擬實際運行工況;葉片的工業(yè)化、機械化、自動化、智能化的程度還遠遠不夠,這是整個行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。同時,新的工藝開發(fā)要適應自動化、智能化的發(fā)展要求