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[高端制造] [转载]燃气轮机:艰难国产化之路

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dadao 发表于 2017-9-5 22:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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燃气轮机:艰难国产化之路
来源:《能源》杂志   2015.06.15
利润丰厚的中国燃气轮机市场让三大外企主机制造商赚得“盆满钵满”,遍布荆棘的国产化道路折射出的是中国精密制造业的致命缺陷。
2012年,一条并不起眼的新闻引爆了国际燃气轮机市场。日本三菱重工宣布该公司的J型燃气轮机在试运行过程中实现了高达1600℃的进气温度。新的燃气轮机能够承受的进气温度比1500℃的G型燃气轮机还要高100℃。
一般而言,燃气轮机的进气温度越高,热效率就越高。1600℃级的J型燃气轮机的额定输出功率已经达到320 MW(基于ISO),在燃气轮机联合循环(GTCC)发电应用中可以达到460 MW,总热效率已确认超过60%。
在以温度定型的燃气轮机领域,J型燃气轮机绝对是处于金字塔顶尖的唯一存在。因为无论是西门子还是通用电气(以下简称GE),他们目前实现的最高温度都是1500℃。
如同燃气轮机提供的强劲动力,三菱、GE和西门子在中国燃气轮机市场上的表现也足够强劲。三家公司几乎垄断了全部的燃气轮机市场(加上并购公司的份额)。这个被称为制造业“皇冠上的明珠”的设备给三大公司带来了巨大的利润。
2001年,发改委发布《燃气轮机产业发展和技术引进工作实施意见》,决定以市场换取技术的方式,进行技术引进,通过上海汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂、东方汽轮机厂和外企合作生产燃气轮机及联合循环技术。
但现在的事实是:国内燃气轮机市场完全由外企把持。我国正在商业运行的机组中,几乎没有一台完全自主生产的国产燃气轮机。
三大燃气轮机主机制造商对于中国市场的垄断已经形成。在深究其背后的原因时,我们不难发现,三大主机制造商不仅垄断了新机市场,更垄断了服务市场。而三家中国公司在“市场换技术”的十年里,并没有大的突破,除了技术难度和外企封锁等原因,更重要的是企业人才培养的断层和流失。而随着海外燃气轮机制造巨头的加速兼并,中国市场上的外国垄断甚至可能会愈发严重。
根据中电联的数据,截至2013年底,我国天然气发装机容量已达4668万千瓦,发电量1143亿千瓦时,暂时超过核电成为我国第四大电源。
对于天然气发电的利好政策也在不断出现。4月1日起,我国天然气价格正式并轨。各省增量气最高门站价格每立方米下降0.44元,存量气最高门站价格每立方米上调0.04元,这也是我国价格改革中,首次大幅下调天然气价格。
今年1月,发改委更是明确发文,要求按照天然气发电成本、社会效益和用户承受能力确定对天然气发电实行差别化上网电价机制,具备条件的地区天然气发电可以通过市场竞争或电力用户协商确定电价,建立气电价格联动机制。
在原料价和上网电价机制确定之后,天然气发电厂的利润高低无疑聚焦在了设备成本上。燃气轮机作为占比最大的核心主设备更是重中之重。要知道,仅燃气轮机(不包括其他设备)的购买成本就占到一个天然气发电项目总投资的四分之一。
外企的垄断给天然气发电发展带来的制造业利好蒙上了一层尴尬的阴影。一位燃气发电的工作人员发出这样的疑问:“美国天然气发电拉动的是GE公司的产值,中国天然气发电又能让哪个国产公司获益最大?”
垄断高价
从2008年开始,我国三次捆绑招标引进的20多台9FA型燃气轮机机组中,压气机先后发生叶片裂纹或断裂故障,这些故障严重威胁机组安全运行,给电厂带来巨大损失。
“几乎每台机器都出事了。”国内一家企业中负责燃气轮机谈判的管理人员对《能源》杂志记者说,“这属于9FA压气机设计的缺陷。但是GE对此没有进行专门的赔付。”
这可以说是海外主机制造商在国内对业主强势的一个缩影。实际上,这种强势几乎无处不在。从新机的购买到机器的现场服务,海外主机制造商都处于主导地位。
“国内的主机厂商的能力差到什么程度?在一次新建项目的主设备招标中。上海电气、东方电气和哈尔滨电气都来投标。轮到哈尔滨电气,谈到燃气轮机的时候,他们负责谈判的人就说,燃气轮机我们谈不了,得让GE公司的人来谈。”
“市场换技术”的初衷是通过和海外主机制造商的合作,让国内主机制造商通过生产组装和技术转让等手段,尽可能缩短与海外主机制造商之间的技术差距。
事与愿违,国内主机制造商在与外企的合作中,逐渐成为纯粹的组装和销售。“国内主机制造厂现在就是组装之后卖机组。但是它经济效益非常好,为什么还要不断的投入大量资金搞科研攻关呢?”苏州工业园区蓝天热电厂的一位工程师告诉《能源》杂志记者,“这些主机制造商都是国企,要养很多人,有这种赚钱又快又多的方法,很难再有动力。”
不过,对于新机组制造的垄断实际上并不能为海外主机制造商带来丰厚的暴利。“国内企业购买新机的价格和国外差别不会很大。如果一家外国的燃气电厂下了订单,从下订单之后,主机制造商就要根据国际市场上的金属价格、材料价格、劳动力价格和汇率情况,决定这台机器在哪里生产。”美国米氏工业公司中国代理总经理涂恩霁对《能源》杂志记者说,“所以实际上新机的价格波动比较大。国内企业的订单可能比国外贵,也可能便宜。国内外市场价格差真正比较大的是服务价格。”
国内的发电企业在购买海外主机制造商的新机之后,一般都会继续购买主机制造商的设备维修服务的合同。例如,西门子提供的就是“长期计划合约”(LONG TERM PROGRAMS),而GE公司则称此类合同为CSA(CONTRACTUALSERVICE AGREEMENT)。尽管名称不尽相同,但是其主要内容都是由主机制造商在一个较长的时间内负责燃机的检修、备件、修理、运行维护指导等工作。
“现在的长协基本是按照EOH(运行当量小时)来计算,换算出来大约在10年左右。”中电投郑州燃气发电公司计划运营部主任李红涛对《能源》杂志记者说,“现在外国公司(主机制造商)提供的长协价格基本和一台新机差不多。”
以中电投郑州燃气电厂为例,目前机组运行时间是8年,到明年为止是第一个大修周期。而这第一个大修周期服务合同的价格超过5000万欧元,而两台燃气轮机级组的价格在2007年大约是5亿人民币。
同样是这家电厂,到目前为止的计划外维修费用是188万欧元,预计到明年大修周期结束,至少要支付总计超过300万欧元的额外维修费用。以4月20日调整后的电价测算,这家天然气电厂的度电边际利润不到5分钱,去年发电17亿度,也就是每年发电利润的近半数需要用来支付服务合同。
“很多电厂的额外维修费用实际上是可以避免的。外企在国内签的服务合同在很多细节上与在国外签的不同。许多备件按照国际惯例是主机厂支付的,也都写进了额外的费用中。”据知情人透露,“类似这样的条款绝对不止一条。”
为什么不尝试和已经在国外得到普及的第三方服务公司签约呢?面对这个问题,无论是国有企业下属的电厂还是民营企业下属的电厂,给出的答案都出奇的一致。“这涉及到一个管理责任的问题。用主机商进口的设备最保险。这个最保险不是说服务最好,而是出了事故的时候,责任最小。否则用了第三方服务商,一旦出了事故,选择第三方服务的决策人就要承担责任。选择了主机商,就没有责任。”
正是这种管理思维的存在,才让外企得以垄断服务市场。这样做的结果就是价格远高于国外的服务价格。据了解,在华电仪征项目中,西门子第一轮长协报价为4800万欧元。在一家海外第三方服务商介入谈判之后,西门子主动降价到4200万欧元。最终,西门子的报价是2800万欧元,依然没有拿到这个服务合同。
这样的例子只存在于个案当中,华电集团是国内发电公司中少有的在燃气电厂推广国外第三方服务商的企业。面对高额的利润,国有主机制造商也想涉足这一市场。2011年,上海电气成立了电站服务公司。目标就是瞄准被外企垄断的高利润服务市场。公司成立之后,上海电气与西门子协商,希望以后新增的服务全部由电站服务公司来完成,而不是西门子,不过并未能够如愿。
“我们和上海电气都合作过,它们有多少的服务能力我们都很清楚。实际上不仅是上海电气,东方电气和哈尔滨电气自身的服务能力都非常有限。”服务能力只是技术水平的一个方面。但“市场换技术”超过10年时间,国内主机制造商甚至在维修商都无法完全独立自主。这反映的是本土企业在国产化方面的困境。
艰难国产化
由于燃气轮机的应用不止于商业领域,其在军事领域的应用更为关键,是制造飞机和军舰的核心。因此,燃气轮机的自主研发工作也一直在推进。
海军舰艇曾引进LM-2500燃气轮机,还与普惠公司达成协议,联合生产FT-8舰用燃气轮机。引进燃气轮机虽然解决了新型舰艇的燃眉之急,但却存在潜在的政治问题。1989年之后,随着美国及其盟国对中国实行禁运,中国无法继续引进LM-2500燃气轮机,FT-8项目也被迫中止。
20世纪90年代,中国开始从乌克兰引进UGT-25000燃气轮机及相关技术。在引进UGT-25000燃气轮机的同时,中国也展开了系统国产化工作。首台国产化UGT-25000燃气轮机于2004年完成试制,国产化率达到60%以上,此后中国又开展了第二阶段国产化工作,主要将国产化率提高到95%以上,基本实现材料、工艺等国产化,这个阶段的工作于2011年基本完成。中国国产化的UGT-25000燃气轮机被称为QC-280,应用于052等水面舰艇上。
目前自主开发的燃气轮机研究,主要运用于军事工业,也只是处于起步阶段。中航工业和703研究所研发的商用燃气轮机尚处于试验阶段,并未投入实际商业应用。而高等院校对于燃气轮机的自主研发,除了在收购部分外国企业之外,也没有实质性进展。
“市场换技术”的三家国产主机制造商曾被寄予厚望。我国“十一五”确立了消化吸收燃气轮机动力装置引进技术、形成年产400万千瓦联合循环机组生产能力、燃气轮机动力装置的国产化率达60%以上的目标。
在本土主机制造商的汇报中,60%按期完成。但据知情人透露,60%包含了本土主机制造商从国外进口的设备。实际本土生产的国产化率要低于这一水平。
这其中除了有上文中提到的主观因素。也和外国公司在技术转让、合作等领域没有100%投入密切相关。
在第二批打捆招标中,由于设备硬性指标不符合国内业主要求等原因,三菱公司失去了大批订单。
这之后,日本三菱公司迅速调整了在中国的策略,放弃了国内备受诟病的长协。和东方电气合资成立了一家专门从事燃气服务的公司。
“日本人太了解中国人了,对中国人心理把握的很好。知道大家不喜欢长协,就主动不做长协。成为三家外企中服务最好,用户抱怨最少的公司。”李红涛说,“实际上在合资公司里,管理层都是日本人,中国人没有发言权,也没有把核心技术转移到合资公司,核心备件还是日本企业生产。这个公司只能做到涂层,现在可能可以做一些热通道部件的小修。但是大修还是要送回日本维修。”

 楼主| dadao 发表于 2017-9-5 22:53 | 显示全部楼层
类似的技术规避并非个例。据一位电厂工程师透露,一家外国公司在中修期间,在设备外拉上一块布,挡住业主看到机器内部的构造和维修过程。“后来我在房顶上按了一个摄像头,垂直拍下他们操作的过程。之后我们研究视频,能做到拆开,起码知道里面什么东西坏了,不用每次都把一个机器拉走让他们修。”这个工程师笑着对记者说。
2014年5月8日,上海电气和意大利安萨尔多公司签署一系列协议,上海电气计划出资4亿欧元参股后者40%股权。
据《能源》杂志记者了解,在上海电气收购安萨尔多公司之后,上海电气与西门子在燃气轮机方面的合作已经正式结束。本刊记者就此消息向西门子公司求证,截至本文发表时,西门子公司尚未给出肯定或否定的回答。
与西门子合作这十几年时间里,上海电气到底掌握了多少燃气轮机的技术我们不得而知,西门子对于服务市场的坚决掌握对上海电气选择安萨尔多放弃西门子有多大的推动作用也都只是猜测。但从收购过程看,上海电气的决心可以说是十分明显。
从2013年下半年上海电气流露出对安萨尔多的收购意向,到2014年5月签署协议。上海电气花费不到1年时间完成了这笔收购,尽管由罗斯柴尔德的一家咨询公司负责协调方案。但这样的跨国并购速度也堪称神速。
从技术流派来说,安萨尔多作为西门子的授权生产企业,具备西门子燃气轮机生产能力。体现了上海电气继续引进燃气轮机技术的决心。
但是问题在于,西门子和安萨尔多的知识产权协议今年就要到期,也就意味着合作结束。现在双方各执一词,都坚称自己的团队是过去西门子燃气轮机的研发团队。在供应链方面,西门子和安萨尔多合作结束之后供应商的归属也并不清晰。而且安萨尔多的服务团队是和西门子合作之后收购的企业,并且之前服务的是GE的机型。
“这些都属于隐形的风险。对于上海电气来说每一个问题都可能会影响到他技术的引进和吸收。”涂恩霁说。在此之前,韩国和欧洲的企业都对安萨尔多提出收购要约,但由于要求100%控股,最终未能实现。
从西门子到安萨尔多,尽管技术流派没有天差地别,但我们也能看到国产企业在吸收技术上的窘迫。如果屈从于强势的外企主机制造商,不仅不能吸收核心技术,更是要错失燃气轮机巨大的利润;而一旦在技术转让上表现强势,则会遭到诸多阻力。最终被迫更换合作伙伴,在持股比例上还不能够做到控股股权。

人才难题
“技术是跟人走的,没有人就肯定不会有技术。”采访中,这句话被不同的人反复提及。这句话背后的意思,是目前国内有关燃气轮机人才极度匮乏的事实。
“1980年代开始,由于全国油气供应严重短缺,国家不允许使用燃油/燃气发电,重型燃机失去市场需求,全行业进入低潮,全国除保留南京汽轮机厂一家重型燃机制造厂外,其他制造企业全部退出,人员和技术流失,大学燃机专业改行,人才培养和国家研发投入基本停止。”清华大学燃气轮机研究院蒋洪德院士说。
这种产业断层对于人才的培育可以说是毁灭性的打击。不仅研究人员断层,产业工人更是几乎绝迹。“第一捆燃机招标之后,我们电厂招的第一批操作工人,就有汽车修理工。”上述电厂人员对记者说。
更值得我们关注的是,这种人才缺失现象直到现在还依然存在。“人根本留不住。”李红涛对记者说,“我们当时第一批发电运行部门,主职以下,几乎没有一个留下来的。我们当时出国培训的36个人里面,还在生产一线的只有4个专工。”
人才流失的原因有很多。有的是因为技术人员被逐渐提拔到了管理岗位,离开了生产一线。还有就是被外企挖走。
“中石油管道燃气轮机有近7成是GE的。这些燃气轮机的大修一般在廊坊完成,由在廊坊的管道局买备件。之前GE和罗尔斯罗伊斯公司培训工人。”一位知情人透露,“这些工人培训出来之后,相当一部分人就被挖走了。”
高校的老师和学生则被认为太过脱离实际。“现在有些专业的老师还要到国外去请。国外的老师都是产业中最有经验的人,我们的老师都是从学校到学校,几乎不了解外面的世界。”
这一点,也有电厂的人表示赞同。“也接触过学校的老师和学生。感觉在实际操作上,和电厂的工作人员比,还是有很大差距。理论知识也有限。”
更令人心惊的是,即便是止住了人才流失的问题,熟练、优秀、足够数量的产业工人也并非可以批量生产。
曾参与华电和苏尔寿公司合作的涂恩霁对记者说了这么一件事情。“华电曾招了一批产业工人送到欧洲培训。培训不仅学习,而且必须参与从轻度修理到重度修理的全过程。直到做了很多遍成功,掌握了修理技术,才能算出师了。回国之后,还要在外国师傅的监督下工作一段时间才行。结果,送出去10个人,真正能学成归来的只有2个,其他人达不到标准。”
燃气轮机的设计生产拥有极高的精密度。这也就要求在生产过程中工人、设备、流程、工艺都必须做到绝对精密,也在一定程度上杜绝了快速反向工程的可能。
“上海电气曾经试车,独立生产过一件燃气轮机。按照西门子提供的图纸、标准,全部部件自己生产或者从德国采购。组装之后试车,结果效率低于设计效率。再返厂,由德国派人到关键岗位,之后才达标。”一位接近上海电气的业内人士对记者说。
产业工人的缺失仅仅只是人才难题的一部分。运行、管理、金融、法律、商务等方面专门的燃机轮机人才在国内几乎没有。上述电厂谈判人员对《能源》杂志记者说,每每到了和外国公司谈判的时候,对面都坐了六七个人,每个人负责谈判一个方面。电厂这边往往只来两三个,分别负责条款和技术。
“最后被逼的没办法,我们就用‘非常手段’来谈判。和外国公司最终谈判的时候,从下午一点半开始,关上门和手机,不签合同就都不吃饭。不能达成一致的地方我们就不签字,让对方请示上级。就这样一直拖到第二天。谈判的酒店是我们自己的,我们就利用上厕所的机会出去吃饭。老外连酒店门也不让出,厨房也不给他做饭。就这样才签下来一些稍微有利的条款。”
垄断加剧?
尽管三菱、西门子和GE不停在中国市场上推介H级、G级的燃气轮机,并加大了对于更高级别燃气轮机的研发力度。但是在市场开发上,三大公司纷纷将目标瞄准了小型燃气轮机市场。
2014年5月,罗尔斯罗伊斯公司宣布将燃气涡轮和压缩机业务出售给西门子。这一收购对于西门子在航改型燃气轮机上的实力不足是一个极大补充。
之后,GE迅速宣布了对阿尔斯通的收购。而早在2013年三菱重工就完成了对普惠动力系统业务的收购。
随着一系列并购的完成,意味着在中国市场进行角逐的海外燃气轮机主机制造商越来越少。除了索拉透平(卡特彼勒子公司,大部分燃气轮机运用于油气行业)之外,市场上的玩家几乎只剩下三菱、西门子和GE。而随着GE、西门子剥离非核心业务资产的速度加快,主机制造巨头加强垄断、集中精力准备下一轮高端制造业竞争的意图也越来越明显。
而在中国市场,巨头们的目标是分布式能源。西门子此前曾明确表示,收购罗尔斯罗伊斯公司的燃气轮机业务有对于中国燃气轮机市场的考虑。因为适用于分布式能源的航改型燃气轮机正是西门子相对薄弱的环节。而GE公司更是直接表示,中国将步入分布式能源新时代。
在三菱、西门和GE相继收购其他小型燃气轮机主要制造商之后,纷纷开始对收购公司的机器编号和本公司编号进行统一。这样做的主要目的就是为了消除原有品牌在市场上的影响力和供应链。让新燃气轮机的所有后续服务都统一到自己的供应链之下,保证自己对所有机型的备品备件的绝对控制。
此外,外企主机制造商一直在进行知识产权注册。一旦很多知识产权全部被外企有限注册,那么国内企业即便能够通过反向工程制造出整机。也无法使用相关技术或者材料进行大规模商业化生产。中航工业黎明公司研制的燃气轮机使用的材料就有一些替换成分,以避免侵犯GE已经注册的知识产权。
国内业主对于分布式能源的发展则另有期待,他们希望分布式能源的发展能够吸引更多重视投资回报和成本控制的民营资本。通过这样的方式来培育国内的第三方服务市场,进而逐渐打破外国公司对中国市场的垄断。
“东南亚和中东地区的业主比国内的差多了,他们买新机也很贵,但是服务价格就是便宜。”一家海外第三方服务公司代理说,“中东的电厂就花钱委托欧美的公司招标服务公司,东南亚的私人老板舍不得花钱,最后他们用的都是第三方的服务,殊途同归。”
根据发展改革委规划,到2020年,全国燃气轮机联合循环装机容量将达到5500万千瓦。这也就意味着未来5年有1000万千瓦装机的市场容量。新机成本加上维修服务合同,价值数十亿欧元。
“这样的话分布式能源推广,拉动的是中国的产业还是外国的产业?”上述电厂工程师对记者说。

wangglc 发表于 2017-9-6 17:00 | 显示全部楼层
dadao 发表于 2017-9-5 22:53
类似的技术规避并非个例。据一位电厂工程师透露,一家外国公司在中修期间,在设备外拉上一块布,挡住业主看 ...

不是说QC280是中航(现在的中航发)黎明的吗?
3431 发表于 2017-9-7 10:08 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
wangglc 发表于 2017-9-6 17:00
不是说QC280是中航(现在的中航发)黎明的吗?

航空版的燃机贴里有……我记得是舰船系统的呀
liyue1997b 发表于 2017-9-7 10:39 | 显示全部楼层
“最后被逼的没办法,我们就用‘非常手段’来谈判。和外国公司最终谈判的时候,从下午一点半开始,关上门和手机,不签合同就都不吃饭。不能达成一致的地方我们就不签字,让对方请示上级。就这样一直拖到第二天。谈判的酒店是我们自己的,我们就利用上厕所的机会出去吃饭。老外连酒店门也不让出,厨房也不给他做饭。就这样才签下来一些稍微有利的条款。”

还是中国人聪明
 楼主| dadao 发表于 2017-9-7 21:28 | 显示全部楼层
liyue1997b 发表于 2017-9-7 10:39
“最后被逼的没办法,我们就用‘非常手段’来谈判。和外国公司最终谈判的时候,从下午一点半开始,关上门和 ...

鸡鸣狗盗之术。
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linmy 发表于 2017-9-7 21:52 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
dadao 发表于 2017-9-7 21:28
鸡鸣狗盗之术。

站着说话不腰疼,你以为别人想这样做啊。那些所谓的成功人士,哪个没做过类似事情。有些时候,那能管得了这些。
 楼主| dadao 发表于 2017-9-7 21:56 | 显示全部楼层
linmy 发表于 2017-9-7 21:52
站着说话不腰疼,你以为别人想这样做啊。那些所谓的成功人士,哪个没做过类似事情。有些时候,那能管得了 ...

不是伟光正嘛?
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linmy 发表于 2017-9-8 08:11 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
dadao 发表于 2017-9-7 21:56
不是伟光正嘛?

你会把你自己不好的一面对外宣传?说别人先自省自身!
3431 发表于 2017-9-8 10:08 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
linmy 发表于 2017-9-8 08:11
你会把你自己不好的一面对外宣传?说别人先自省自身!

别理这货 白费口舌 要真心对燃机进度感兴趣咋不到空版的燃机贴里发
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