燃气轮机市场换技术的失败

“中国通过打捆招标模式同时引进了世界3大动力集团（GE、西门子、三菱）的 FA 级重型燃气轮机，意在通过市场换技术的方式解决已落后几十年的重型燃气轮机研制问题，而结果是市场被这些公司的产品占领，但关键技术却没有引入。”［1］沈阳发动机设计研究所副所长李孝堂撰文如是说。
市场换技术策略毁誉参半，已开放的28个产业中，外资占据主导的有21个，燃气轮机产业出现问题毫不奇怪。市场换技术的最终目的是通过山寨掌握核心技术，消化吸收提高并掌握自主知识产权发扬光大，不能做强就是失败。从这个角度来说，燃气轮机技术引进没有成功。
发改委2001 年发布《燃气轮机产业发展和技术引进工作实施意见》，以市场换取部分制造技术的方式，技术引进、打捆招标，通过上海汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂、东方汽轮机厂和国外企业合作生产F级、E级燃气轮机及联合循环技术。截至2010年8月，燃气轮机电站总装机容量4.5万兆瓦，约占全国发电总装机容量的5.6％。共有37个型号，使用最多的是6B和9E，都有70余台。由国外13家公司和国内5家公司提供，其中国外进口60台，南汽、哈汽234台，东汽、杭汽59台，上海电气54台［2］。国内配套347台，占总数85％，市场换技术策略带来燃气轮机行业的大发展，支撑了电力市场。对比1999年，燃气轮机装机总容量5939兆瓦，占发电装机总容量1.99％。其中重型燃气轮机4734.6MW，占79.7％。绝大多数是进口机组，其中按发电千瓦计，国产约占7％［3］。燃气轮机行业处于发展起步阶段，既未成功，也未失败。如几个月大的婴儿，不会爬是失败，不会走谈不上失败，会爬也不能说是成功。
我国燃气轮机行业的发展经过三个阶段。五十年代末发展重型燃气轮机，七十年代中期在南京组建科研生产基地，组织了“2万3千千瓦燃机”大会战，奠定重型燃气轮机研制基础［3］。1980年代以后是失去的20年，由于油气供应严重短缺，不允许燃油、燃气发电，仅保留南京汽轮机厂，其他制造企业全部落马［4］。哈汽、上汽、东汽、南汽联合研制的17.8兆瓦川沪输气管线燃气轮机，就因为能源政策调整而未能投产［3］。在这期间，人才培养和国家研发投入基本停止，人员和技术流失［4］。南汽和美国GE公司合作生产MS6001B型燃气轮机，核心部件由美国GE公司，取得一些成果［3］。2002年起，随着西气东输和进口液化天然气的增加，启动了重型燃气轮机国内市场需求，发改委和国家能源局主持三次及后续打捆招标，引进GE、西门子、三菱E/F级重型燃气轮机制造技术。到2010年底，燃气轮机已装机容量超过3.4万兆瓦，占全国发电总装机容量的3.5%。东汽、哈汽、南汽、上汽重新投资生产能力，燃气轮机本地化制造率约70%，已完成70多台套约2.6万兆瓦的蒸汽-燃气联合循环电站设备招标［4］。
燃气-蒸汽联合循环是所有热-功转换发电系统中效率最高的大规模商业化发电方式，主要燃用天然气和燃油。当代级燃气轮机的E/F级主要以天然气为燃料，投入大规模商业应用，大型F级燃气轮机单循环与联合循环的效率分别是38%和57%左右，二氧化碳比排放量是各种先进燃煤电站的二分之一左右。我国面临强大的碳排放压力，需要大力发展燃气轮机减少碳排放，预计2020年具有装备10万兆瓦燃气轮机机组的能力。先进级燃气轮机的H/G/J级主要以天然气为燃料，并且可以使用煤气化合成气和其他中低热值燃气替代燃油和天然气，形成煤气化联合循环（IGCC）。全球已有数十台E/F级燃气轮机在IGCC发电站和多联产系统商业运行。未来级燃气轮机将在2020年左右进入市场，以煤气化合成气重整后得到的氢气为燃料，排放水蒸气，接近零排放。目前全球1兆瓦以上发电燃气轮机2.1万台，总容量100万兆瓦，发电量接近全球发电总量的五分之一［4］。
燃气轮机用途广泛，从发电机组、动力机组到舰船动力等。发电主要使用重型燃气轮机，轻型燃气轮机主要使用航空发动机改进而来，航空发动机是燃气轮机的基础，燃气轮机是航空发动机的延续，燃气轮机是典型的军民两用技术。国产航改机在太行发动机基础上发展QD70A和QD185，在昆仑的基础上发展出QD128，其中中原油田的QD70A和QD128因供气中断而倒闭，大庆北压试验电站的QD128因供气价格昂贵而暂停运行。拥有自主知识产权的E＋级R0110重型燃气轮机空载全转速试验 2 年多，至今没有建设试验电站。R0110A燃气轮机 IGCC 试验电站至今停留在纸面规划上，自主知识产权燃气轮机面临全军覆没的危险［1］。情况较好的是海军支持的燃气轮机项目，研制出两种燃气轮机装备舰艇。
燃气轮机产业通过三捆招标和后续招标，完成国产化目标，耗资约350亿元人民币［5］，年规模只有35亿，电力企业有足够的负担能力。面向西方引进的燃气轮机不能引进全部核心技术、知识产权和高温部件的制造技术，动用国家资源才可以取得较好的效果。
打捆招标以前，我国没有形成严格意义上的燃气轮机产业，技术基础停留在70年代的2万3燃气轮机上，仅有南汽一家企业生产整机。燃气轮机基础相对薄弱，在设计能力、试验能力、加工能力和材料四大要素中，基础最好的是加工能力，较好的是试验能力，最薄弱的是设计能力和高温材料上［3］。打捆招标计划用5~7年的时间，采取中外合资、合作或引进技术消化吸收的方式，取得E/F级的2~3项核心制造技术和联合循环技术等。哈尔滨汽轮机有限责任公司从美国GE引进PG9351，上海汽轮机厂从德国西门子引进SGT5-4000F，东方汽轮机有限责任公司从日本三菱引进M701F，南京汽轮电机有限责任公司从GE引进PG9171，并为制造燃气轮机的高温热部件成立了合资厂。即3＋1引进，哈汽、上汽、东汽加南汽。一捆技术转让目标是67％国产化，33％高温部件国产化通过外方控股的合资公司实现［6］。
可以看出，打捆招标无意消耗国家资源，重心是为电力市场服务，意图籍此建立燃气轮机产业，掌握冷部件制造技术和少量核心制造技术。燃气轮机产业面临的尴尬就是不放开市场，死路一条，放开市场，死路一条，只有市场换技术。燃气轮机产业处于起步阶段，不拥有热部件制造能力，需要强化吸收E/F级制造技术，提高本地化制造比例和产品质量，真正完成国产化。目前国产设备自主化及材料、高温、腐蚀问题依然是一大困扰［6］。
缺乏核心技术的引进带来很多问题，以上汽为例，国外主机设备延迟和赶工期导致的各种质量事故严重影响营收和声誉。由于不掌握制造和调试的核心技术，主机和服务合同谈判中没有话语权，备品备件、运行维修服务无法提供满意服务，只能任由外方宰割，严重影响燃气轮机市场的发展。引进燃气轮机必须掌握系统设计和现场调试技术，建立设计、制造和调试队伍，才能实现真正意义上的燃气轮机国产化［7］。启动燃气轮机发电市场的时候，担心天然气没销路，现实却是天然气不够用，三大发电集团和南汽的燃气轮机产能放空［6］。燃气轮机发电定位在调峰上，不可能成为发电主力，燃气轮机产业有可能迎来困难期。
煤电装备行业和高铁的市场换技术之所以成功，有三个核心要素。其一不涉及军民两用技术，简单的商业谈判就能引进技术；其二形成买方市场，取得商业谈判的优势地位，各个击破，取得满意的谈判结果；其三要有强大的技术消化吸收能力，能够在引进的基础上做大做强。所有失败的和没有成功的市场换技术都不能全部拥有上述三个条件，军用技术或军民两用技术难在技术引进，引进以后全看有没有能力消化吸收了。“市场换技术的失败”根本是伪命题，产业消化吸收再提高能力的缺失直接造就失败。
燃气轮机产业研制能力薄弱，几乎所有技术掌握知识产权都要攻关，需要很长时间的培育期。材料及核心部件技术，尤其是高温部件制造技术不能引进，制造链不完整，燃气轮机产业有可能长期陷入任人宰割的境地。
燃气轮机产业非常容易形成路径锁定，引进厂商的当务之急永远是生产出高质量的产品占领市场，薄弱的设计、试验、自行研制能力缓慢进步，一轮轮的引进先进产品，满足于打工的地位，躺倒在国家扶植的基础上裹足不前。产业发展到了需要自行研制、掌握自主知识产权的时候，然而不具备能力。现实的选择可以走联合道路，整合行业力量集体攻关，并扩大技术引进的力度，达到完全国产化的目的。另一种策略是强化上游技术的掌握，大力投资航空发动机行业，扶植航改燃机发展，进而促进重型燃气轮机的产业进步。
令人满意的未来级燃气轮机还有十年时间才能成熟，这是一个机会窗口，通过十年生聚，有可能在2020年代迎头赶上。

［1］李孝堂（中航工业沈阳发动机设计研究所），燃气轮机的发展及中国的困局［J］，航空发动机，2011（03）。
［2］高南兴（上海发电设备成套设计研究院），中国燃气轮机电站目录［J］，发电设备，2011（03）。其中装机数量根据文中列表自行统计。
［3］薛福培（南京汽轮电机集团有限责任公司），我国工业燃气轮机的现状与前景［C］，天然气在热电联产中的应用专题研讨会论文集，2002。
［4］蒋洪德（清华大学热能工程系），加速推进重型燃气轮机核心技术研究开发和国产化［J］，动力工程学报，2011（08）。
［5］陈欢欢，燃气轮机市场换技术使命终结，科学时报2011年9月19日B1。
［6］燃气轮机产业处境尴尬，破题要举全国之力。2010-08-04，中国工业报，www.chinaequip.gov.cn。
［7］周支柱（上海电气电站集团），上海电气燃气轮机执行项目技术总结［J］，热力透平，2010（03）。

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