雖然時(shí)間已過半年有余， 但對永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的制造商們而言，2011 年年中的那場稀土價(jià)格劇烈波動仍然是揮之不去的夢魘。
“受主要原材料稀土價(jià)格一路飆升的影響， 一臺永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)中磁鋼的成本最高時(shí)上漲了8~10 倍， 賣一臺永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組大約要虧損100 萬元?！币恢睂Ｗ⒂?br /> 永磁發(fā)電技術(shù)的湘電風(fēng)能公司對此感受頗深。該公司的副總經(jīng)理龍辛告訴記者，“為了應(yīng)對市場變化，湘電風(fēng)能迅速做出了研發(fā)電勵磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)新產(chǎn)品的決定。”

電勵磁“峰回路轉(zhuǎn)”
熟悉風(fēng)電的人都知道， 目前國內(nèi)市場的主流風(fēng)電機(jī)組主要有兩種， 一種是風(fēng)輪經(jīng)升速齒輪箱驅(qū)動雙饋異步發(fā)電機(jī)，被稱為“雙饋型”風(fēng)電機(jī)組； 另一種是風(fēng)輪直接驅(qū)動
同步發(fā)電機(jī)，被稱為“直驅(qū)型”風(fēng)電機(jī)組。
就直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)的勵磁形式而言， 可分為電勵磁和永磁兩種形式。在稀土價(jià)格瘋長之前，主導(dǎo)我國直驅(qū)風(fēng)機(jī)市場的一直是永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)， 約占我國風(fēng)機(jī)市場份額的30%以上。
      據(jù)了解， 電勵磁的原理是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子銅線繞組中通入直流電流，產(chǎn)生與永磁體等效的工作磁場。由于勵磁繞組存在一定的電阻，其中通入直流電流后會產(chǎn)生銅損耗并轉(zhuǎn)化為熱。“電勵磁發(fā)電機(jī)的勵磁損耗約為發(fā)電機(jī)容量的2%， 也就是說， 一臺2-兆瓦電勵磁發(fā)電機(jī)比永磁發(fā)電機(jī)會增加約40-千瓦的勵磁損耗?！饼埿帘硎?。
      而且，“運(yùn)行轉(zhuǎn)速低這一客觀因素迫使直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的極數(shù)很多， 導(dǎo)致電勵磁同步發(fā)電機(jī)使用更多的銅、鐵和硅鋼片等金屬材料；與同等容量的永磁發(fā)電機(jī)相比， 電勵磁發(fā)電機(jī)的體積和重量增加三分之一以上。此前憑借國內(nèi)豐富的稀土資源與鼓勵政策， 稀土永磁磁鋼的價(jià)格長期保持在低位。因此，金風(fēng)科技、湘電風(fēng)能等都選擇了永磁直驅(qū)技術(shù)?！痹陲L(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域耕耘多年的清華大學(xué)電機(jī)系教授柴建云道出了電勵磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)在國內(nèi)未受重視的另一個(gè)原因。
金風(fēng)科技此前就曾表示， 與電勵磁技術(shù)相比， 永磁電機(jī)特別是稀土永磁電機(jī)不僅具有結(jié)構(gòu)簡單及運(yùn)行可靠、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行效率較高， 在低風(fēng)速下機(jī)組的輸出功率也較大。
      然而，隨著稀土價(jià)格瘋漲，這一趨勢發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。迫于成本壓力，很多原本青睞永磁直驅(qū)技術(shù)的企業(yè)不得不考慮試水電勵磁技術(shù)?！叭缃瘢覀兊氖着_電勵磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)已經(jīng)出產(chǎn)， 正在國網(wǎng)張北風(fēng)電實(shí)驗(yàn)基地做試驗(yàn)， 并已開始小批量生產(chǎn)?！饼埿镣嘎?。同樣轉(zhuǎn)投電勵磁直驅(qū)路線以期規(guī)避永磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)成本上漲壓力的，還有東汽、航天萬源等企業(yè)，另據(jù)有關(guān)業(yè)內(nèi)人士透露， 國內(nèi)永磁直驅(qū)技術(shù)排頭兵金風(fēng)科技也在謀劃進(jìn)入電勵磁隊(duì)列。
掣肘成本因素
      何為電勵磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組？對于這一技術(shù)， 很多風(fēng)電投資人和開發(fā)商可能還比較陌生。實(shí)際上，在風(fēng)電頗為發(fā)達(dá)的德國，一直以來， 電勵磁風(fēng)機(jī)都占據(jù)著市場的絕對份額，德國ENERCON-GmbH 公司就是最突出的代表。該公司的電勵磁風(fēng)電機(jī)組牢牢占據(jù)著德國國內(nèi)近60%的風(fēng)電市場。而且，其價(jià)格也高于永磁風(fēng)電機(jī)組。
“國內(nèi)制造電勵磁直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)的能力是具備的?！?柴建云透露， 傳統(tǒng)電力系統(tǒng)所用發(fā)電機(jī)幾乎都是電勵磁同步發(fā)電機(jī)， 只是直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速更低一些。在發(fā)電機(jī)原理和設(shè)計(jì)、制造工藝上并無差異， 國內(nèi)很多廠商都具備這種發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)、制造能力。實(shí)際上， 決定企業(yè)選擇電勵磁還是永磁直驅(qū)的最關(guān)鍵因素是成本， 這一天平最終會偏向哪一方？柴建云坦言主要還是受制于稀土價(jià)格以及永磁體的用量，不能一概而論。
永磁發(fā)電機(jī)采用高磁性能燒結(jié)釹鐵硼永磁磁鋼，其核心元素金屬釹在稀土資源中占有重要地位。對于小容量風(fēng)機(jī)，如百千瓦以下風(fēng)電機(jī)組，永磁機(jī)組的性價(jià)比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電勵磁機(jī)組。但隨著機(jī)組容量的提高，運(yùn)行轉(zhuǎn)速下降，永磁磁鋼用量增大，永磁機(jī)組對稀土價(jià)格的波動就會比較敏感?！耙?-兆瓦風(fēng)機(jī)為例，如果永磁體的價(jià)格超過每公斤1500 元， 改成電勵磁直驅(qū)發(fā)電機(jī)后，機(jī)組的成本就會低于永磁直驅(qū)。”柴建云指出。
        直驅(qū)技術(shù)前途難測
      電勵磁是否會在未來市場中博得一席之位？
      柴建云提醒整機(jī)供應(yīng)商， 雖然電勵磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上沒有問題， 但是對永磁直驅(qū)機(jī)組進(jìn)
行電勵磁技術(shù)改型后， 機(jī)組其他部分的參數(shù)需相應(yīng)調(diào)整， 相當(dāng)于研發(fā)出一種全新的機(jī)型。因此，改型后，必須對機(jī)組進(jìn)行嚴(yán)格周密的測試、試驗(yàn)和認(rèn)證， 至少要經(jīng)過1~2 年的考驗(yàn)期才能進(jìn)行批量供貨。
      隨著機(jī)組大型化趨勢的發(fā)展，大容量全功率中壓變流器也可能成為制約電勵磁技術(shù)發(fā)展的瓶頸?！耙皇悄壳皣鴥?nèi)對中壓風(fēng)電變流器生產(chǎn)、研發(fā)能力不足，二是隨著變流器容量的進(jìn)一步提高，其運(yùn)行可靠性問題將會日益突出?！辈窠ㄔ聘嬖V記者。
此外，在市場推廣方面，電勵磁技術(shù)還存在一些困難。據(jù)了解，目前大部分投資商和開發(fā)商對新研制的國產(chǎn)電勵磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組持觀望態(tài)度， 直驅(qū)電勵磁技術(shù)尚有待市場的長期考驗(yàn)。甚至有改做電勵磁風(fēng)機(jī)的企業(yè)表示，如果永磁體價(jià)格繼續(xù)下降，即使是比電勵磁還貴一點(diǎn)， 他們也愿意選用永磁， 畢竟是實(shí)行了幾年的技術(shù)路線，不會輕易丟下。電勵磁產(chǎn)
品的下線，只是給客戶多一種選擇。不難發(fā)現(xiàn)， 擺在電勵磁面前的道路也并非一片坦途。就在永磁直驅(qū)技術(shù)制造商們看到些許曙光的的時(shí)候，2011 年12月27 日， 中國商務(wù)部下達(dá)了2012
      年第一批稀土出口配額， 數(shù)量為10546 噸， 另為未通過環(huán)保審核的企業(yè)預(yù)留了第一批出口配額，數(shù)量為14358 噸。雖然總量變化不大，但作為永磁發(fā)電機(jī)核心原材料的重稀土配額只占10%， 比去年的出口限制更為嚴(yán)厲?！斑@對永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組市場可能是一個(gè)打擊，” 柴建云解釋說，“如果政府嚴(yán)格執(zhí)行，配額中對重稀土限制預(yù)計(jì)將使國際市場釹鐵棚價(jià)格重回上升通道， 這一趨勢從國際市場傳導(dǎo)回來預(yù)計(jì)需要半年左右的時(shí)間， 恐怕屆時(shí)國內(nèi)稀土磁鋼的價(jià)格又要飆升了?！?br />       柴建云的判斷并非危言聳聽，盡管目前稀土價(jià)格已從高位回落，但稀土價(jià)格回歸價(jià)值這一大的趨勢不可扭轉(zhuǎn)。屆時(shí)，永磁直驅(qū)技術(shù)也許將面將臨進(jìn)退兩難的境地。