編者按：2023年9月12-14日，以“綠色 持續 共生 向新”為主題的“第五屆未來能源大會”在江蘇常州武進召開，本次大會由中國能源研究會與中國能源網聯合主辦。會上，中車戚墅堰所瑞泰裝備公司副總經理張保松發表了《發揮“雙源”技術優勢，打造高品質風電齒輪箱》的主旨演講。

以下內容根據論壇演講實錄進行整理。

張保松：謝謝，各位領導，各位嘉賓，很榮幸能有這個機會在這里給大家分享一下我們在新能源裝備領域的一些研究成果，因為剛才楊老師問我們這個名字怎么讀?可能很多常州人熟悉一點，戚墅堰是一個地方名，看起來不太相關的字放在一起比較繞口。我來自戚墅堰所瑞泰裝備公司，今天匯報的題目是發揮“雙源”技術優勢，打造高品質風電齒輪箱。

我給大家分享一些風電行業發展態勢，左邊這個圖大家可以看到從2010年到現在，日常用的電其中風電發電占比在逐年提升，從2010年的1.19%，已經到了2021年的8.04%，這個指標得益于整個行業不斷地進步，在2022年我國風電、光伏新能源裝機是1.2億千瓦，連續三年突破了1億千瓦，創了歷史新高，風電、光伏發電量達到了1.19萬億千瓦時，占全社會用電量13.8%，這個數據來自國家能源局，這個數字已經很高了，但是與德國30%、丹麥50%的占比比較，我們還有較大的提升空間。

右邊是知名的咨詢機構麥肯錫給出的預測圖，到2050年以風電和光伏為代表的新能源的占比會越來越高。這是一個好的趨勢，但是伴隨著裝機量的增加，我們電價也在不斷地下跌，左邊是中金公司的數據，可以看得出來，從“十一五”到“十四五”，上網電價一直在下降，剛才有位演講嘉賓也說了，風電度電成本降到了2毛甚至1毛多，是非常便宜的電源，便宜以后也帶來了裝機容量的增加，根據一些機構的預測，近幾年年均增長率會在9%以上。

度電成本的降低使得所有的民眾大大受益，但是裝備制造業確實是作出了巨大的貢獻，機組的成本在不斷地下探。從2011年的3000多的陸地機組成本，到現在只有1000多了，海上風電從2016年的7000多到了今年2月份的3000多，海上風電的價格幾乎攔腰斬，我們陸上風電基本上砍到大腿以下了，所以成本的壓力非常大。

為什么能夠降低這些成本呢也是得益于技術進步，風電基礎整體是大型化發展，主要是降低單位千瓦的造價，也減少土地的占用，我們風電占地面積是最小的。風電機組的發展趨勢就是朝著更大功率、大葉輪、高塔架發展，這個趨勢沒有停止，下一步是更大、更長、更高。

同時面臨技術的轉型，為了降低成本，原來對風電有了解的都知道，風電機組有直驅的型號，有行業龍頭為代表做直驅的機組，需要齒輪傳動的。但是近兩年隨著價格的下探，直驅機組對金屬材料的占用比較多，成本難以下降，現在大家都在往轉雙饋、半直驅方向轉，這樣對齒輪箱的需求就會增加。機組都是朝著高功率密度發展，我們不能說1MW的機組是100噸，10MW就要1000噸，這樣的話成本是降不了的，所以整體還是往一體化設計，降機艙重量發展。對齒輪箱要求比較高，需要新技術、新材料、新工藝的加持，這是風電行業的發展態勢，跟大家分享一些公開的數據。

針對這種發展態勢，我們中車戚墅堰所在風電機組耕耘了十幾年，我們有自己的技術底蘊和技術解決方案。

先把企業情況跟大家匯報一下，戚墅堰所是原來鐵道部四大研究所之一，目前是中國中車股份有限公司下屬的一級企業，也是國家制造業單項冠軍企業、國家技術創新示范企業、國家知識產權示范企業、國家級企業技術中心，是我國軌道交通“核心基礎零部件、先進基礎工藝、關鍵基礎材料和產業技術基礎”的研發基地，軌道交通傳動和內燃機組件居國內第一，擁有占地面積約1200畝六大科研及產業化基地。咱們平常坐的高鐵，和諧號、復興號上面的齒輪傳動90%以上都產自戚墅堰所。

在中國軌道交通發展的各個階段，中車戚墅堰所均對行業發展起到了舉足輕重的作用，解決了一大批鐵路裝備關鍵技術難題，奠定了行業地位。積淀形成了“材料工藝”和“工業傳動”兩大根源優勢，目前是中國中車機械傳動和金屬材料兩個專項研發中心的建設單位。我們也獲得了很多榮譽，其中國家科技進步獎就有13項。

材料工藝的優勢，目前有一個專項的材料工藝研發中心，擁有研發人員100多人，中車技能專家5人，整個各類研發臺套100余套，相關研發固定資產近6億元，涵蓋了金屬材料全部科學體系，從高端鑄鐵、鑄鋼，到輕合金材料、非金屬材料、負荷材料、摩擦材料。工藝方面有鑄造、精密鍛造、綠色焊接、熱處理、粉末冶金等等各個學科。

在全國性多個行業協會里面承擔重要職務，也組織了很多國際性的標準，鐵路很多用鋼，包括B級鋼、一級鋼都是戚墅堰所發明創造并推廣應用的。另外鐵路上用的輕字合金材料，也都是來源于戚墅堰所。

鑄造方面，我們有自己的多條鑄造產線，在精密鍛造方面，我們有國內排名前幾的螺旋壓機，精密的鍛件一次成型，另外在焊接和焊接仿真方面有自己的特色。

在齒輪熱處理、精密熱處理方面有自己獨有的黑科技，另外粉末冶金，在高鐵上的制動閘片都產生于戚墅堰所。另外就是工業傳動技術從車輪設計制造到仿真分析都有自己獨特的技術功底，在整體的設計、輕量化潤滑與密封、溫升控制、振動噪聲、疲勞壽命等方面有大量的試驗和仿真的經驗，能夠有效的提升產品的可靠性。另外有全生命周期的數據管理系統，產品從研發到制造，到運維，全過程可追溯。

另外形成自己特色的研發流程，從需求定義，到三維設計、參數優化、仿真分析、工程設計再到樣件試制、過程檢測、臺架試驗、裝機考核，能夠把產品更好地滿足客戶的需求，以更低的成本，更高的質量滿足社會需求。

依托在軌道交通齒輪傳動系統上的豐富研發和制造經驗，中車戚墅堰所開展了風電、礦卡輪邊、新能源汽車驅動系統等延伸產業齒輪傳動系統的研發，目前已形成系列化產品，獲得了較好的市場聲譽。

在風電方面，針對日益要求高的技術需求，我們有自己的解決方案，我們立足兩大根源技術優勢，引入了Romax公司先進設計理念和分析工具，在齒輪承載能力、軸承壽命、關鍵零部件方面進行多目標的優化設計，不斷提高產品的先進性、經濟性和可靠性。

在全局系統優化方面，在齒輪設計和軸承選型方面目標是更高傳動效率更優的傳動比分配、輕量化的配齒方案、更經濟的軸承配置，統籌選擇最優的設計方案，同時在多行星輪均載以及傳動鏈動力學方面也進入了深入的研究。采用低應力齒形設計及制造技術，大幅齒輪的承載能力，同時基于嚙合錯位機理大兆瓦風電齒輪精確修形技術，以及各種仿真手段的加持，能夠讓齒輪能夠更好的耐受疲勞載荷。

同時我們開發了新型材料，比如說等溫淬火球墨鑄鐵，能夠讓齒輪箱擁有更小的體積，更輕的重量，承受更大載荷。

另外我們做了仿真和測試的比對，讓研發的迭代速度更快。

同時，我們建立了從材料到零件，到部件，到總成，到子系統，確保產品在高效、安全運行。

另外，借助中國同全產業鏈的優勢，把風電在現場運行數據實時傳回到數據中心，進行相應的設計端、制造端進行優化、改進，不斷地提升產品的可靠性。

目前，我們已經形成了從1.5-6MW系列產品已經成熟批量應用，在研有7-10MW從雙饋到半直驅的產品，20MW更大功率的也在研，扭矩密度從原來的100左右，已經向250邁進。

主要客戶都是行業的頭部用戶，累計裝機2000多臺，其中海外裝機500臺，都保持良好的運行狀態。

從軌道交通到風力發電，中國中車戚墅堰所始終秉承創新和共贏的企業精神，向著最具社會責任的行業先鋒闊步前行，歡迎各位專家到戚墅堰所蒞臨指導，謝謝大家!