2024.06.06

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导读：目前国内部分中大型风电企业已经着手预备3MW以内水平轴风机和垂直轴风机的研发工作。今天就断言“微风发电”可行或者不可行，为时尚早。

作者 | 第一财经 马晨晨

最近几个月，风电下乡的“风”吹到了安徽省阜阳市太和县。然而，当点开手机里推送的利好消息弹窗时，久居县城的投资者胡博却高兴不起来。半年多前一次差点上当的经历，让他至今心有余悸。

“当时有人来我们县说要做微风发电的工程，口气很大，说这个项目投资金额高达几十亿元。我留了个心眼，专门去他们项目部看了看，那里很简陋，只有两三个人，所以我第一时间就报了警。后来警察回复我，说他们涉嫌非法集资，本地发改委部门没有备案这个项目。”胡博回忆道。

本以为事件到这里就结束了。令胡博没想到的是，当他把这段经历分享在社交平台时，竟然收获了大批网友的咨询和共鸣。“连续半年多，几乎每天我都会接到类似的留言，问我微风发电项目到底能不能投，他们都是被招工程队和代理商的广告给吸引住了。”

多位业内人士告诉第一财经记者，所谓“微风发电”通常是指在风力资源一般或者较差的地区，采用微型风机进行发电以获取经济收益的项目。目前市场上的微型风机多以垂直轴风机为主，明显区别于国内外主流厂商生产的水平轴风机，单机功率多在1兆瓦内。借助近两年国家推进“千乡万村驭风行动”的政策东风，该领域的风机制造企业和项目逐渐流行起来。

第一财经记者在网上以“微风发电”为关键词搜索发现，两极的观点时常出现在同一个讨论区。支持者宣称，微风发电凭借独创性的垂直轴风机，能充分发挥地区风力资源优势，创造更大的经济价值；批评者则认为，国内龙头风机厂商几乎没有研发垂直轴风机产品，目前中国也没有大规模并网的微风发电项目，这两点足以说明它并不成立。

这似乎是个一时难下结论的问题。更让人困惑的是，不同地区对于微风发电的态度也不统一。有的市县近期公开发布郑重声明称，县级及以下机关没有风电项目核准权限，提醒群众远离冒用政府名义招募代理商或施工单位的微风发电公司。有的地区则宣称在今年公开签约了价值不菲的微风发电投资项目，并称着力将其打造成为当地转型发展的示范标杆项目。

“如何辨别个别微风发电是否靠谱？”“为什么它长期被排除在主流路线之外？”“参与微风发电项目的各方抱着何种心态？”带着这些疑问，第一财经记者日前采访了多位微风发电的从业者、风电行业人士和业界专家，试图还原争议背后的本来面貌。

“颠覆性”产品，“百亿级”应用

与山东西南某县微风发电项目总包方签完施工协议、交了十万元的保证金后，干了多年工程分包的刘先生陷入了困惑。

“先交钱后施工，我也不是没遇到过，但是这个项目交了保证金以后，还催着投五十万元左右的材料款才能接项目。我听周围的朋友说，不少人接过这类项目，垫了钱但是迟迟开不了工或者开工后不能按照约定收到打款，我也怕给的垫资打了水漂。”刘先生对第一财经记者称。

说起准备接手的这项工程，最打动他的是超大的施工规模。根据中间人和资方讲述，当地全县将很快建设200MW（兆瓦）的风光互补垂直轴发电路灯项目。每100MW对应约2万个智慧灯杆。刘先生分包的是基坑建设，每个灯杆基坑费用报价7000元，预计到手纯利润七八百元。“最近这几年，原来能干的天然气管道的活越来越少了，这种微风发电的工程项目体量大，利润也还可以，我看本地新闻说县领导和他们资方董事长都签约了，心想应该不会有假。”

除了口头承诺，他还收到了一个项目介绍的资料包。详情显示，项目首期投资17亿元，预计在全县建设3万~4万杆单座5kW的生态智能路灯，根据当地的风资源条件模拟计算出的发电量全额上网，投运后年营收约2.4亿元。不过，这并未得到有关部门的完全证实。“政府的主管部门只说在推进该类项目，但是没有透露规模大小、项目进展等细节。这么看，好像又不是板上钉钉的事了。”

刘先生的境遇不是个例。据第一财经记者不完全统计，近一两年来，全国数十个县区公开签约了以微风发电为名义的开发项目，有的项目产品主体是以微风电驱动的智慧路灯，有的则是分散式微风发电。尽管这些项目信息各异，但大多具备两个共同点：一是以“颠覆性创新”和拥有自主知识产权的垂直轴风机产品为项目亮点；二是所宣传的投资体量都在亿元以上，若干项目甚至达到百亿级规模。在此背景下，萦绕在这类项目周边的“招募”广告也如影随形。

“最近我平均一天接到找微风电投资商和咨询微风电施工的推销电话，不少于5个。但是我的建议是微风发电项目可以关注，谨慎进入。”河南千家邦能源科技有限公司创始人范惠丽对第一财经记者称，在其接触的上百家国央企和上市民企公司客户中，愿意投资微风电的资方极少。“市场上说能投资的大多数是名不见经传的小公司，注册年限不长，注册资本不高，社保参保人数不多，没有成功案例。但是一出手签的都是上亿元的大项目，它们的实力和落地能力堪忧。”

范惠丽对于微风发电项目的悲观态度，缘于多个客户的惨痛教训。她总结称，目前新能源行业人士“踩坑”微风发电通常有两种情形：一种是商务人员和地方政府很支持，资方也在全国签了一堆战略协议。但到了约定的工期，项目始终落不了地。二是项目启动后，很多外行的施工单位和劳务公司，缴纳了高额的保证金和风电设备押金，施工完却拿不到工程款。

“如果你的资方、建设发包方说能做，最关键的就是让它提供已并网案例和运营情况，如果不能提供，你就考虑要不要试错、要不要当试验品、要不要缴纳保证金或工程垫资。据我了解，大公司不投微风发电，主要原因就是算不过账、并网困难、发电质量不高。”范惠丽直言。

多位行业人士告诉第一财经记者，目前中国尚没有大规模并网的微风发电项目的案例，这里的“大规模”通常指兆瓦级别以上。其中，河南省洛阳市孟津区横水镇12MW分散式微风发电项目，因其建设时间早等因素时常被外界提起。但公开资料显示，这个列入洛阳市第一批重点项目的工程，目前并网规模仅为120千瓦。这意味着，其并网规模仅相当于三块普通户用光伏板的发电功率。

令人意外的是，当记者把“难落地”“难并网”的尴尬现状，抛向推销产品的微型风电制造厂商和寻求代理商的微风发电项目资方时，两方并未直接否认。“以前项目推进不下去是没有支持政策，现在搞驭风行动，速度肯定会加快的。我们最大的特色还是在于微风电的核心产品，占地少、发电多，这两个月就要出厂了，等政府那边办完手续我们就能（组）装出来。”广东某声势颇大的微风发电投资公司招商人士回应称。

“坐拥专利的超长发电”背后

全国众多微风发电投资项目的内外部宣传中，第一财经记者留意到，项目的核心优势几乎都不约而同地指向了风机产品。正如上述广东某投资公司所列举出的垂直轴风机产品九大优势：占地少、发电多、投资小、收益大、运营稳、分布广、型式多、保生态、回收周期短。

“公司研发团队融汇全球先进风电技术，历经二十多年不断钻研创新、突破传统思维，最终获得领先全球且具有颠覆性和完全自主知识产权的‘垂直式多叶片万向风能采集系统’机组的设计及生产，该项专利技术启动风速为0.6米/秒，满负荷运转速度为3.6米/秒。”该公司招商人士发送的介绍资料中写道。

根据上述资料提供的专利证书信息，第一财经记者查询了国家知识产权局中国专利公告官网的登记信息。系统显示，该公司获得了一项风力发电机（直立式）和一项直立式风力发动机，分别属于实用新型专利和外观专利。在专利摘要信息中，大致介绍了产品增设可控操作机构的原理和效果，但是不涉及各风速下的发电数值。

业内人士表示，我国专利法中规定的专利大致分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利。其中，实用新型专利是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案，授予实用新型专利不需经过实质审查，手续比较简便，费用较低。外观设计专利是指对产品的形状、图案、色彩等方面所作出的富有美感并适于工业应用的新设计，侧重美观效果。

从硕士阶段起从事垂直轴发电研究的资深风电从业人陈强告诉第一财经记者，抛开“申请通过率相当高”的实用新型专利和外观设计专利不谈，目前市面上的垂直轴发电机几乎都没有具备实质创新的发明专利傍身。因为在申请了发明专利之后，这类专利也很难通过三年的实质性审查，最终获得发明专利授权。

“像我们平时经常采用的三叶式水平轴风机，全部都是有发明专利授权的。但多数‘微风发电’垂直轴风机不能通过实质性审查，大概率被驳回。因为这个过程中会有专业人士去核实该专利是否具备足够的新颖性、创造性和实用性，很多宣称颠覆性创新甚至是突破物理极限的产品就会原形毕露。”陈强解释说。

在多位行业人士看来，以垂直轴风电为代表的微风发电产品定位尴尬、实力不足，是导致微风发电项目大多经济性不佳的重要原因。

远景能源高级副总裁田庆军告诉第一财经记者，之所以龙头厂商鲜有布局微风发电，主要是出于效益考虑。“微风本来就没多少能量，想办法利用往往得不偿失。微风不是不能发电，但就像低品质热源，不值当用。”

评价一个风电项目的经济性，建设地的风资源情况和风机的发电效率是两个重要维度。专家认为，一些微风发电项目打着“低风速可发电”的标语博取地方政府以及融资方关注，声称切入风速低至1到3米/秒、发电时间超长续航，却存在“打擦边球”的嫌疑。

北京一位风能行业资深研究人士对第一财经介绍，目前主流的风机产品在年平均风速4~5米/秒、每年满发小时数2000~3000小时，可产生合理收益。但前提是指年平均风速而非切入风速，并且轮毂高度要足够。“通常低于4米/秒风速下的发电是没有意义的，发出的电量还不足以产品支撑为了自身发电而耗费的电量。”

田庆军表示，目前国内大部分地区的风力发电基本遵循“二八定律”，即80%的发电发生在全年20%的时间。因为大部分区域只有20%的时间能够实现风场全功率运行。江苏的一场台风，能带动风场连续2~3天满发，一次台风就贡献了全年百分之五的发电量。由此可见，切入风速对于全年发电量的影响微小，重点在于额定风速下的发电效率。

陈强提供的数据显示，无论哪种风轮结构与叶片截面，水平轴风机效率一般比垂直轴风机效率高12%~20%。当额定风速为10米/秒，水平轴风机纯风轮效率一般为0.45~0.52，升力型垂直轴风机效率一般为0.3~0.4，阻力型垂直轴风机效率一般为0.15~0.25。

这意味着，面对相同的风速，水平轴风机发出更多的电量比垂直轴风机多。而同一类型的风机下，单体容量更大的风机发电效率也会更高。

“垂直轴”前景何在

在一众支持垂直轴发电的人群中，被其“低风速可发电”的特征吸引的“外行”占了大多数。这让科班出身却选择钻研垂直轴风机的陈强显得格外另类。

“当初我的硕士导师非常反对我选择垂直轴风机作为研究方向，因为它不是业界的主流，很容易被贴上‘民科’的标签。但是后来我用事实说服了他，现在也更加坚定了自己的想法。那就是：垂直轴和水平轴风机的关系，不是竞争，而是互补。”陈强说。

在研究微风发电的可行方向之前，陈强先是研究了为什么微风发电目前不成立，这也是近期互联网上广为流传的一篇文章《微风发电的不可行报告》的起源。“垂直轴风力机的效率不及水平轴风力机。所有垂直轴风力机全部在内，无论它的形状有多诡异。”文章写道。

陈强告诉第一财经记者，根据发电原理的不同，垂直轴分为阻力型和升力型。虽然它们的旋转轴都是垂直于地面，但气动原理相差甚远，升力型垂直轴风机是通过翼形截面产生升力，阻力型风机通过叶片上的阻力获得扭矩。升力型的风力发电机因其效率高于阻力型风机但略低于水平轴风力机，具备中等应用经济水平。然而，自启动性能差、疲劳载荷问题两个难题却长期阻碍其稳步发展。

“因为升力型风机在运转的过程中叶片的两个面交替成为吸力面，同时低叶尖速比经历动态失速，而广泛采取挤压工艺的铝叶片等材料疲劳特性较差，难以应对动态加载。由疲劳问题导致的叶片断裂等事故曾在国外多次上演，逐渐熄灭了投资者对它的热情。”陈强对记者分析。

但与此同时，随着多种新型复合材料的出现和技术进步，陈强和一些长期关注垂直轴风机的从业者看到了希望的曙光。“说到底，并不是所有场景下，我们都要追求越大的发电量越好。垂直轴风机的安装维护非常简单，占地面积小，单体投资小，不可否认这也是非常重要的产品竞争力。”

基于上述特性，陈强认为，全球垂直轴风机存在两种可推广的特定场景：一是气候复杂、风速较大的偏远地区等特殊场景。例如，在偏僻的山村里建一个水源质量监测站，但是接入电网成本过高，光伏板又需要定期清理维护，这时就可架设垂直轴风机用以发电满足自用。二是海上漂浮式风力发电。因为水平轴风力发电的塔架偏离角度受到较大约束，而垂直轴却几乎不受影响且维护简单。

除了上述两种场景以外，在国内一些产业园区和综合能源示范项目中，垂直轴风机已经多点落地。这类项目所采用的风机单体功率较小，多在100W~50kW，不过产品已经成熟，对比一些手握专利但尚未出厂的“兆瓦级”垂直轴风机，更受业内人士认可。

山东某交能融合示范工程项目中的垂直轴风机 马晨晨/摄

山东某交能融合示范工程项目负责人裴昂（化名）告诉第一财经记者，自己负责的项目区内就架设了若干个千瓦级垂直轴风机，且运行良好。“我们当初选择垂直轴，首先是因为它能起到一个美观的作用，看着就赏心悦目。再一个是因为它不占地，竖着放不占水平空间。”

裴昂表示，由于风机功率较低，所发的电量几乎仅能维持路灯照明，余电上网的比例微乎其微。“据我了解，这种小风机很难靠发电的收益回本。”

第一财经记者多方了解到，目前国内部分中大型风电企业已经着手预备3MW以内水平轴风机和垂直轴风机的研发工作。今天就断言“微风发电”可行或者不可行，为时尚早。

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