雖然時間已過半年有余， 但對永磁直驅風電機組的制造商們而言，2011 年年中的那場稀土價格劇烈波動仍然是揮之不去的夢魘。
“受主要原材料稀土價格一路飆升的影響， 一臺永磁直驅風力發電機中磁鋼的成本最高時上漲了8~10 倍， 賣一臺永磁直驅風電機組大約要虧損100 萬元。”一直專注于
永磁發電技術的湘電風能公司對此感受頗深。該公司的副總經理龍辛告訴記者，“為了應對市場變化，湘電風能迅速做出了研發電勵磁風力發電機新產品的決定。”

電勵磁“峰回路轉”
熟悉風電的人都知道， 目前國內市場的主流風電機組主要有兩種， 一種是風輪經升速齒輪箱驅動雙饋異步發電機，被稱為“雙饋型”風電機組； 另一種是風輪直接驅動
同步發電機，被稱為“直驅型”風電機組。
就直驅同步發電機的勵磁形式而言， 可分為電勵磁和永磁兩種形式。在稀土價格瘋長之前，主導我國直驅風機市場的一直是永磁直驅風力發電系統， 約占我國風機市場份額的30%以上。
      據了解， 電勵磁的原理是發電機的轉子銅線繞組中通入直流電流，產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生銅損耗并轉化為熱。“電勵磁發電機的勵磁損耗約為發電機容量的2%， 也就是說， 一臺2-兆瓦電勵磁發電機比永磁發電機會增加約40-千瓦的勵磁損耗。”龍辛表示。
      而且，“運行轉速低這一客觀因素迫使直驅風力發電機的極數很多， 導致電勵磁同步發電機使用更多的銅、鐵和硅鋼片等金屬材料；與同等容量的永磁發電機相比， 電勵磁發電機的體積和重量增加三分之一以上。此前憑借國內豐富的稀土資源與鼓勵政策， 稀土永磁磁鋼的價格長期保持在低位。因此，金風科技、湘電風能等都選擇了永磁直驅技術。”在風力發電領域耕耘多年的清華大學電機系教授柴建云道出了電勵磁直驅發電機在國內未受重視的另一個原因。
金風科技此前就曾表示， 與電勵磁技術相比， 永磁電機特別是稀土永磁電機不僅具有結構簡單及運行可靠、體積小、質量輕等優點，而且運行效率較高， 在低風速下機組的輸出功率也較大。
      然而，隨著稀土價格瘋漲，這一趨勢發生了逆轉。迫于成本壓力，很多原本青睞永磁直驅技術的企業不得不考慮試水電勵磁技術。“如今，我們的首臺電勵磁風力發電機已經出產， 正在國網張北風電實驗基地做試驗， 并已開始小批量生產。”龍辛透露。同樣轉投電勵磁直驅路線以期規避永磁直驅發電機成本上漲壓力的，還有東汽、航天萬源等企業，另據有關業內人士透露， 國內永磁直驅技術排頭兵金風科技也在謀劃進入電勵磁隊列。
掣肘成本因素
      何為電勵磁直驅風電機組？對于這一技術， 很多風電投資人和開發商可能還比較陌生。實際上，在風電頗為發達的德國，一直以來， 電勵磁風機都占據著市場的絕對份額，德國ENERCON-GmbH 公司就是最突出的代表。該公司的電勵磁風電機組牢牢占據著德國國內近60%的風電市場。而且，其價格也高于永磁風電機組。
“國內制造電勵磁直驅同步發電機的能力是具備的。” 柴建云透露， 傳統電力系統所用發電機幾乎都是電勵磁同步發電機， 只是直驅風電機組的運行轉速更低一些。在發電機原理和設計、制造工藝上并無差異， 國內很多廠商都具備這種發電機的設計、制造能力。實際上， 決定企業選擇電勵磁還是永磁直驅的最關鍵因素是成本， 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格以及永磁體的用量，不能一概而論。
永磁發電機采用高磁性能燒結釹鐵硼永磁磁鋼，其核心元素金屬釹在稀土資源中占有重要地位。對于小容量風機，如百千瓦以下風電機組，永磁機組的性價比遠遠高于電勵磁機組。但隨著機組容量的提高，運行轉速下降，永磁磁鋼用量增大，永磁機組對稀土價格的波動就會比較敏感。“以2-兆瓦風機為例，如果永磁體的價格超過每公斤1500 元， 改成電勵磁直驅發電機后，機組的成本就會低于永磁直驅。”柴建云指出。
        直驅技術前途難測
      電勵磁是否會在未來市場中博得一席之位？
      柴建云提醒整機供應商， 雖然電勵磁直驅風電機組在技術實現上沒有問題， 但是對永磁直驅機組進
行電勵磁技術改型后， 機組其他部分的參數需相應調整， 相當于研發出一種全新的機型。因此，改型后，必須對機組進行嚴格周密的測試、試驗和認證， 至少要經過1~2 年的考驗期才能進行批量供貨。
      隨著機組大型化趨勢的發展，大容量全功率中壓變流器也可能成為制約電勵磁技術發展的瓶頸。“一是目前國內對中壓風電變流器生產、研發能力不足，二是隨著變流器容量的進一步提高，其運行可靠性問題將會日益突出。”柴建云告訴記者。
此外，在市場推廣方面，電勵磁技術還存在一些困難。據了解，目前大部分投資商和開發商對新研制的國產電勵磁直驅風電機組持觀望態度， 直驅電勵磁技術尚有待市場的長期考驗。甚至有改做電勵磁風機的企業表示，如果永磁體價格繼續下降，即使是比電勵磁還貴一點， 他們也愿意選用永磁， 畢竟是實行了幾年的技術路線，不會輕易丟下。電勵磁產
品的下線，只是給客戶多一種選擇。不難發現， 擺在電勵磁面前的道路也并非一片坦途。就在永磁直驅技術制造商們看到些許曙光的的時候，2011 年12月27 日， 中國商務部下達了2012
      年第一批稀土出口配額， 數量為10546 噸， 另為未通過環保審核的企業預留了第一批出口配額，數量為14358 噸。雖然總量變化不大，但作為永磁發電機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厲。“這對永磁直驅風電機組市場可能是一個打擊，” 柴建云解釋說，“如果政府嚴格執行，配額中對重稀土限制預計將使國際市場釹鐵棚價格重回上升通道， 這一趨勢從國際市場傳導回來預計需要半年左右的時間， 恐怕屆時國內稀土磁鋼的價格又要飆升了。”
      柴建云的判斷并非危言聳聽，盡管目前稀土價格已從高位回落，但稀土價格回歸價值這一大的趨勢不可扭轉。屆時，永磁直驅技術也許將面將臨進退兩難的境地。