风电涂料,没那么简单

缺少了涂料的风电机组仍然会转,但显然转不了多长时间。作为最易被忽略,而又对风电机组提供了关键保护的材料,涂料的重要性无需赘言。实际上,对涂料的忽略是因为它在风电机组成本中占有不大的比例,在整机销售利润丰厚时期,企业对涂料的选择更多是受惯性思维的影响,“外优内劣”的思想占了主导。但随着整机市场进入调整期,除轴承等关键零部件外,我国整机产业链上的多数环节已基本实现了国产化。虽然整机产品价格不断下探,但下游开发商企业的“胃口”仍难以满足,到“降无可降”的地步后,整机厂商再次站到了抉择未来的十字路口。一些企业选择了低价低质,而负责任的企业则在坚守整机质量的前提下,通过各个环节、渠道降低生产成本。风电涂料的国产化虽然不能令整机企业直接获得可观的收益,但作为降低成本环节之一,仍不可轻视。值得关注的是,目前我国风电涂料的产业现状,与风电整机产业发展初期的表征十分相似:2004 年之前,由于制造能力不足,国内风电设备制造市场80% 由外资品牌占据。此后,国家出台要求风电机组70% 国产化率的政策,促使外资企业开始在中国实施本土化策略,而国内企业由引进国外技术开始,步入了技术自主化的发展路线。到了2007 年,中国风电设备制造市场内资品牌的市场占有率超过了外资品牌。如今中国风电涂料市场现状与当时风电设备制造市场的境况类似,会促使历史再次上演国产化“纷争”吗?

产业现状
我国风电涂料市场规模到底有多大?“2010年,按风电机组的产量计算,风电涂料的产值超过10 亿元。”国家能源局新能源和可再生能源司新能源处处长董秀芬在“2011 中国风电涂料自主化战略发展研讨会”上给出了答案。董秀芬称,“根据风能发展目标,风电装机容量2015 年将达到1 亿千瓦,2020 年达到2 亿千瓦。‘十二五’末,风电涂料产值将达到30 亿元至40 亿元,这仅仅是新增装机施工用涂料,如果包括叶片的修补、维护,以及整个生命周期所用涂料,其产值将更高。”据统计,近年来国内风电涂料市场年需求量在3 万吨左右,但国内涂料企业所占的市场份额不到15%。特别是叶片涂料,几乎全部依赖进口。在塔架涂料市场中,丹麦Hempel 的市场占有率最高,其他参与者包括挪威Jotun、荷兰Akzo-Nobel、美国的PPG Sigmakalon等。而在叶片涂料领域,除美国的PPG 外,德国知名厂商的数量更多,包括Mankiewicz、Relius、Bergolin 等。
产业的另一端,以西北永新、中远关西、湘江涂料、金鱼涂料、普兰纳等为代表的传统涂料厂商,近些年开始将部分乃至重点业务“押”到了这个行业,并始终不渝地推动风电涂料的产业化,甚至提出颇有“气壮山河”之势的“与风电装备产业共生共荣”的口号。造成此番情景的原因是多样的,一些本土企业将其中一点归结为下游厂商的认识谬误。实际上,这一点正中我国制造业的“痛处”——技术水平的提高是可以看到的,而观念的影响并不能在短期得到改变。这种观念来自于下游企业对国产风电涂料质量和性能所存有的疑虑。我国风电产业起步晚,发展时间短,涂层老化等问题还没有充分而大量地显现。即使在国外产品并不一定可靠的情况下,下游厂商仍然不敢使用国产涂料。
有业内人士告诉记者,“有些国内涂料企业虽然为风电涂料产品付出了较高的成本,可实际性能表现与其宣传标榜并不相符。”这一点在叶片涂料中表现得更加明显。有调查显示,我国叶片涂料几乎全部依赖进口,不但因高成本制约了国产叶片的竞争力,而且在“三北”地区使用的一些叶片已出现受损严重且修复困难的问题,在江苏沿海地区使用的一些叶片表面已经有了粉化和掉粉情况发生。产生这种情况的主要原因是少数国外涂料,并不能够完全适应中国环境的需要。对此,有国内涂料企业的负责人抱怨国内市场的不公平。这位负责人称,“很多塔筒招标文件中往往要求注明涂料供应商,意在将国内涂料企业排斥在产业链条之外。没有什么比失去机会更让我们难过。”其实,除了个别企业,大多数本土涂料厂商在风电涂料这块市场中,“不但算不上正规军,最多也就像散兵游勇一样在单打独斗。”但不想当将军的兵不是好兵,一些国产涂料企业仍然看好风电产业的发展,坚定不移地投入,力图在技术方面与外资企业缩短差距。

本土发力
在眼前不太乐观的形势下,本土涂料企业似乎更看重自己与生俱来的地域优势。这当然不仅仅是指国内企业的研发团队与客户的沟通相对便捷,更关键的是,他们相对了解本国的气候环境。涂料的存在价值,除了美观,主要是抵御气候环境对主材的破坏。中国幅员辽阔,“三北”地区之间的气候都有不同之处,何况与华东、华南沿海和云贵高原的气候相差更远。例如西北地区的气候环境对涂料的要求是高耐磨耗性、良好的抗紫外光性、优异的耐冷热交变特性、良好的低温柔韧性和良好的抗冰性。而华南沿海的气候环境对涂料的要求则是优异的抗紫外光性能、优异的耐雨水侵蚀性能、优异的耐盐雾性能,并无耐沙尘、耐冷热交变、耐结冰和低温韧性要求。

“风电涂料研发、改进、使用和装备风电新能源产业的前提,是对风电机组不同运行环境的了解和区分,是对风电机组保护涂层现状的跟踪和观察,是对涂层失效原因的探寻和模拟,是对涂料在其他应用领域成果的发挥和延续,是涂料专业经验积累在新产业装备上的移植。”西北永新营销中心副经理、客户服务部部长田兆会向记者解释了风电涂料的产业发展前提是“因地制宜”。并且,研制适合于各种气候条件的风电涂料,并不仅仅是一个简单的科研过程,还需要涂料企业的不断跟踪和不断总结,这些事无巨细而又纷繁复杂的工作,使本土企业运作起来似乎显得更加谙熟一些。
实际上,在技术方面更令研发人员感到头痛的,是涂料多重性能指标的研制并不是简单的累积。不同的环境有不同的性能要求,各种性能之间相互影响,意味着若是某项性能选择不慎,将加速其他性能的衰退,反而使涂料和主材的寿命大大缩短。况且运用于塔筒、叶片、变压器、发电机、整流罩、机舱罩、埋地基础环、钢筋等舱内外不同部件的涂料要求也不尽相同。如何针对具体的环境确定合适的涂料性能指标及其试验标准是严谨且困难的事。显然,能死心塌地参与到风电涂料市场中来的中国企业,都需具备一定的科研实力。例如西北永新早在“2000 年就参与了玉门风电场的涂装,研究成果‘风力发电机塔架用防腐蚀涂料’公开发表,这应是国内最早有关风电涂料的文章。”西北永新总经理文立新曾谈到。在其后的2006 年,西北永新把风电涂料列为重点项目来发展,并将风电涂料作为带动其他技术提升的途径。2009 年后,西北永新在风电涂料市场的发展思路更清晰,产品体系也更加完善,并积极提出、号召实现风电涂料国产化。目前,以西北永新为依托组建了国家风力发电工程技术研究中心涂料与涂装防护研究室,一直在试图做好几个方面的体系建设:完善的风电涂料的理论支撑体系和完整使用的产品体系,涂料和涂层检测评价改进技术体系,优化节约高效的涂装工具及工艺体系,以及专业精通经验丰富的涂料和涂装队伍体系。

其实,在现实情况中,以永新为代表的本土厂商所提出的本土化,也并不是纯粹意义上“从头到尾”的全部自主。按文立新的话说,永新涂料的国产化从来不排斥国际化。只有力图追求“适合中国环境条件的国际水准”,在国际化基础上的国产化才能更有出路和前途。也就是说,中国本土涂料厂商应避免做井底之蛙,唯有通过与国际领先者们的不断交流和取长补短,才能在保证涂料的可靠性前提下,获得不错的本土使用效果。据悉,西北永新正是在分析、研究国外产品,以及积极发展对外合作中,才找到了更多途径改善产品性能。面对本土涂料企业利用地域优势进行针对性的本土研发趋势,合资企业和外资企业也并未浅尝辄止,或是不思进取,而是像肯德基一样,开始推出符合中国“胃口”的本土化产品。始创于1992 年的中远关西,使用了日本技术,并在原料采用、制造工艺和产品指标方面与日本关西采用了同一标准,从而具备了与外资企业类似的竞争优势。

“ 中远关西使用的品牌是日本关西的ALESCO,这是一个非中国的涂料品牌,但是我们的整个经营活动又完全是本土化的,经营管理团队、员工构成和服务的客户也是以中国本土为主。”中远关西市场策划部经理穆成泉在接受记者采访时强调:“我们在中国经营的涂料企业应该能真正在风电涂料这个产业链上获取更多的利益和话语权,换句话说就是风电产业的涂料供应能实现完全的本土化。”
作为外资涂料企业的代表,PPG 不但利用成熟产品配套塔筒等设备,也专门为中国市场内陆、沿海和海洋环境的风电场提供了不同防腐要求的涂层系统。实际上,PPG 等外资企业早已注意到了目前风电涂料的本土化趋势,并且也很清楚自己的优势和劣势。“本土化进程是风电行业发展不可逆转的趋势,PPG 不仅一直在关注,并且已经积极参与了各种国产化标准的制定。”PPG 风电团队的一位负责人在接受记者采访时指出:“PPG大部分产品已经实现了下属中国工厂的国产化。这样我们既能保证全球一致的产品,又能提供更贴近市场的价格。”但中远关西和PPG 所述的涂料本土化,主要是指产品的本土化生产。而据某行业专家分析,产品的本土化生产与产品价格并没有直接关系。如果在没有本土厂商低价产品竞争的情况下,本土化生产的最大获利方应当是技术提供方,而非本地产业链。因此,我们应当将本土化生产与自主技术加以区分,鼓励本土厂商掌握核心技术。而若想将这个核心问题做好做透,则需要政府、科研机构、涂料企业的共同努力,其中鼓励政策是重中之重。
技术攻关
实际上,在几年前国家便已经推出了一项“863”计划,以便促进国产风电涂料的技术进步。这个名为“MW 级风力发电机组风轮叶片原材料国产化”的项目,于2009 年11 月被列入国家“863”科技研究发展计划,旨在推动叶片原材料的国产化进步。这项总体计划由中材科技叶片材料股份有限公司牵头,包括多个子项目,其中一个子项目名为“高性能多用途叶片保护涂料的研发及规模化生产技术研究”,明确提出要“研发高性能多用途叶片保护涂料体系,提高叶片耐紫外老化、耐风沙侵蚀以及耐湿热、耐盐雾腐蚀能力,适应我国南北方不同极端气候条件下风电场使用需求,保证风轮叶片20 年的设计使用寿命。”该项目由中昊晨光化工研究院、国家化工行业生产力促进中心、红狮公司、中远关西、晨阳、中涂联合等6 家单位组成攻关组,共同进行产业化开发研究,同时探索与之相配套的高性能封底腻子、底漆及产品标准、施工工艺等。这个项目不但使我国掌握了风电涂料的核心技术,而且还提出了产能目标,成为促进我国风电涂料产业化发展的有利抓手。“经过参与单位1 年多的合作攻关,新型氟碳树脂开发工作已经完成,性能测试、制漆、应用工作正在进行中。”中国石油和化学工业联合会专家郭鸿霖向记者透露,“水性聚氨酯面漆已完成制漆、试涂工作,目前已进入综合性能考核阶段。”在国家着力推进风电涂料技术自主化的同时,风电行业对环境保护的关注,似乎也开始令“天时之利”转向了本土涂料企业。在“2011 中国风电涂料自主化战略发展研讨会”上,有专家笑谈,如果再不关注风电涂料的空气污染问题,“小心熏得草原上的牛羊不吃草”。

目前的实际情况是,在叶片涂料领域技术成熟、占有最大市场份额的溶剂型双组分聚氨酯涂料环保性欠佳,与风能的绿色属性显然格格不入。而水性聚氨酯叶片涂料不仅具有溶剂型双组分聚氨酯涂料硬度高、耐介质性好、成膜温度低和附着力强等优点,而且挥发性有机物(VOC)含量极低,代表了风电叶片涂料未来的发展方向。据郭鸿霖介绍,一些对环保要求较高的欧洲国家已经运用了风电水性涂料产品,而本土涂料企业对风电水性涂料的研发、生产、制造仍处空白。而最令她感到尴尬的是,通过“863”项目自主研制出来的水性涂料,竟还没有多少本土厂家有意对其投产。其根本原因是水性涂料的涂装效率低,如果大量推广将对叶片产能产生很大影响。“在北方气候干燥,水性涂料干得还比较快,如果到了气候湿润的南方,把它涂装到叶片上将无法干燥。” 郭鸿霖强调,“若是人为控制厂房湿度和温度,成本将很高。”水性涂料的施工难题不仅困扰着本土涂料企业,也令外资涂料企业“挠头”。目前仍处于起步阶段,在水性涂料的产业化还无法大举推进的前提下,相对来说使国内技术在环保涂料方面与外国厂商站到了同一起跑线上。如果本土企业或科研机构能够率先实现水性涂料施工难题的突破,那么本土企业将在实现了国际化的同时,完成该技术的自主化和产品的产业化。

制定规范
有业内专家指出,“风电叶片运行中遇到的不少问题都与涂料有关。”某些风电场甚至出现使用2 年的叶片涂料即老化,使用5 年就出现了严重砂眼、开裂的问题。“其实,业内有句俗话:三分涂料,七分施工。涂料只是个半成品,最终的效果要看涂装的规范程度。”中远关西市场策划部经理穆成泉说。而在这方面,人的因素更大一些。也正是这一点,最容易体现出某些本土企业与外资企业之间的差距。风电涂料的施工包括几个关键环节,依次是底材处理、刮涂腻子、施工底漆和面漆等。整个施工过程需要处于合理温度和湿度中,并需要控制时间,而施工人员也得配备劳保设施。稍有不慎,涂料表面便会出现薄厚不均、不光滑、流挂、针孔、气泡等问题。哪怕有一处不合格,便会产生较严重的后果。因此,从风电场业主、设备制造商角度来说,目前更倾向于在招标时要求叶片涂装采取承包制,即施工者自带涂料,按设备的设计规范进行涂装施工,在检验合格后进行结算。这种总承包不仅要求涂料生产、销售 、施工、服务形成相互配套的“一条龙”体系,更重要的是各环节紧密配合,使质量有了较高保证。郭鸿霖提出,“国内风电涂料生产企业要想在竞争中取得优势,就必须要尽快转变陈旧的思维方式和管理模式,尽早适应这种新发展新变化带来的挑战,以最佳的施工质量保证来赢得市场、求得发展。”事实上,这个话题涉及到企业在经营理念上的差别。目前,中国风电涂料市场竞争愈演愈烈,价格战业已打响。因为风电涂料在性能和涂装工艺上的要求极高,有业内专家预计,如果风电涂料行业走上了正规发展之路,那么下一步竞争会在有相当实力的企业之间展开。郭鸿霖建议:“企业应该在经营措施上作出改变,鼓励风电业主方尝试国内产品。同时,如果因产品质量问题而影响使用效果,涂料企业要敢于承担风险,以此一步步打开市场。”这一切论点的前提,是涂料企业所参与的是一个规范的市场。但从眼前看来,在这个不算成熟的新兴市场中,还很难避免鱼龙混杂的情况发生。关键是如何判断涂料产品的性能优劣、施工能力对于下游企业来说仍是一件颇费脑筋的事情。一些没有科研实力的厂商意图在风电涂料这一新市场中浑水摸鱼,使得走正规发展之路的企业反而颇为忌惮,担心这个产业还未有所发展便被“搅成一摊浑水”。

实际情况是,除了一些企业在进行塔筒涂装时参照GB/T19072-2003 标准外,无论是叶片涂料技术规范、塔筒涂料技术规范抑或是叶片涂料涂装规范,此前都属空缺。其中最受业界关注的,是叶片涂料的技术规范。目前叶片厂商基本都是根据风电场各异的风况来选择不同的涂料体系,并没有人敢说通过了哪些标准,就等效于涂料20 年的使用寿命。而各涂料企业在进行研发时,因缺乏明确的标准参照,通常都依靠自身的理解以及叶片厂商提供的企业标准来完成,这些指标未必全面,不一定符合实际要求。政府及行业早已看到了这一点,在前述的“863”项目中,有一个子项目是专门研究风电涂料技术规范的。该项目从2009 年9 月开始,由北京鉴衡认证中心牵头,中昊晨光化工研究院、中国石油和化工联合会、欧利生涂料(天津)有限公司、中远关西涂料化工有限公司、拜耳材料科技、北京红狮漆业有限公司、优利嘉能涂层科技有限公司、北京中涂联合科技发展有限公司、河北晨阳工贸集团有限公司、中材科技风电叶片股份有限公司、连云港中复连众复合材料集团有限公司、中航惠腾风电设备股份有限公司共同组建了叶片涂料技术规范起草小组。叶片涂料技术规范起草小组参考了国外的有关标准,起草了一项名为《风力发电机组风轮叶片涂料技术要求和实验方法》的技术规范,并于2012 年1 月9 日获得了国家认监委批准、颁布、实施。作为国内唯一一项叶片涂料技术规范,《风力发电机组风轮叶片涂料技术要求和实验方法》的颁布,也标志着我国叶片涂料认证工作的正式启动。通过认证,不但规范和完善了涂料企业的生产制造流程,还增加了下游企业对认证企业涂料产品的认可度。当然,关键是在很大程度上对叶片涂料市场起到了规范作用,“对推动我国风电产业设施配套涂料的国产化进程,加快我国风电涂料产业发展步伐,具有里程碑式的意义。”一位业内专家分析。

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注