2021年是“十四五”規劃的開局之年,中國確立了“雙碳”目標的路線圖。力爭在2030年前達到二氧化碳排放峰值,2060年前實現碳中和。作為世界上最大的發展中國家,中國要按期實現碳達峰碳中和目標,將用全球歷史上最短的時間完成全球最高碳排放強度降幅,這無疑將是一場硬仗。實現“雙碳”目標,既是嚴峻挑戰,又是重大機遇。
就在2021年,“碳中和”如同一把烈火,引燃了各個行業的減碳行動,特別是工業企業在經歷限電限氣、能耗雙控等考驗,存活下來的企業涅槃重生,未能通過“考核”的企業退出大舞臺。工業企業得以涅槃重生,最根本的就是降低企業運營能耗,提升能效,通過節能改造來實現綠色工廠運作,打造自己的可持續發展競爭力。
2022年,“雙碳”工作仍將大力推進,節能減排依舊是各工業企業十分重要的任務。變頻器作為電機控制系統與工業節能的關鍵部分,其重要性不容忽視,尤其在高壓變頻器領域,有著更大的突破空間。
綠色“蝶變” 工業設備行業迎發展良機
中國工業領域正在迎來一場綠色“蝶變”。隨著氣候變化在全球領導人非正式會議上占據愈發重要的位置,2020年9月,中國宣布了“2030碳達峰”和“2060碳中和”的愿景。
2021年,我國連續出臺多項碳達峰碳中和的相關政策,從已經發布的《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》、《2030年前碳達峰行動方案》來看,政策指導層面已經越來越清晰——“雙碳”目標已成為長期國家戰略,它不僅被定義為能源問題、環境問題,更是經濟問題和長遠發展問題。
“雙碳”目標之下,我國加快產業結構、能源結構轉型升級的緊迫性凸顯。未來,企業將面臨嚴格的碳排放限額。不減碳,意味著企業需承擔高昂的排放成本。因此,對于能源消耗和碳排放的大戶,工業企業積極應對“雙碳”目標不再是可有可無、錦上添花的可選題,而是影響到企業生死存亡的必然選項,各企業要通過節能減排打造綠色競爭力。
2022年,“雙碳”工作仍將大力推進,節能減排作為實現“雙碳”目標的重要路徑之一,依然是各工業企業十分重要的任務。國家及相關部門陸續出臺了《高耗能行業重點領域節能降碳改造升級實施指南》、《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》、《關于加快推動工業資源綜合利用的實施方案》、《“十四五”節能減排綜合工作方案》等一系列政策,這些政策不斷地推動了工業企業節能提效、超低排放、升級改造,在很大程度上促進工業設備行業的發展。
高效節能 變頻器市場持續增長
變頻器盡管很少出現在公眾的視野中,但它幾乎無處不在。從生活到生產,從民用到工業,從變頻空調到高速列車,甚至廣闊到工礦企業的電氣自動化控制領域,變頻無所不在,變頻器為現代生活中的大量基礎應用和場景提供了動力來源。由于其高效節能的特性,使得變頻器在各個行業中被廣泛應用。特別是面對廣闊的工業自動化領域,變頻器占據著舉足輕重的地位。而在電機節能改造中發揮關鍵性作用的高壓變頻器,更是成為了高能耗領域的標配。
相關數據顯示,2019年中國變頻器市場規模接近500億,同比上一年增長4.7%。其中中低壓變頻器市場規模為362億元,高壓變頻器市場規模為133億元。相關機構預測,在下游行業景氣度持續上升的趨勢下,具有高效節能功能的變頻器市場將受政策驅動持續增長,預計到2025年,中低壓變頻器市場規模將達到400億元以上,高壓變頻器的市場規模將突破200億元。
中低壓變頻器,可應用于大部分的電機拖動場合,能夠實現工藝調速、節能、軟啟動、改善效率等功能,在電力、冶金、石油化工、煤炭、起重機械、紡織化纖、油氣鉆采、電梯、建材等行業得到了廣泛應用。高壓變壓器涉及的領域非常廣闊,涉及電力、礦業、水泥、冶金、煤炭、石化等行業,可實現對各類高壓電動機驅動的風機、水泵、空氣壓縮機、提升機、皮帶機等負載的軟啟動、智能控制和調速節能,從而有效提高工業企業的能源利用效率、工藝控制及自動化水平。
目前,中國制造業正在開展新一輪轉型升級,從傳統制造向智能制造過渡,邁向高質量發展階段,同時對于工業設備的性能提出更高要求,節能、綠色驅動的方式將成為主流,各變頻器廠商紛紛緊隨行業發展需求,推出相匹配的產品或在原有的產品、技術上進行節能升級。
英威騰推出GD350-13系列抽油機專用變頻器,集成了游梁式抽油機、高原機、塔式抽油機和直驅螺桿泵專用功能設計,助力油田企業降本增效,促進企業的可持續性發展。四方電氣在2021年對新老產品的迭代替換中,提出了以“更小的體積、更低的能耗、更優的性能以及更出色的性價比迎合市場”,相繼推出一系列符合市場需求的新品,在各行各業迅速占領市場份額。
東方日立的高壓大功率變頻器一直秉承節能優先的設計理念,除了在設計上保證性能的前提下盡可能提高產品效率外,還在用材用料上選用高效零部件,提高高壓變頻器整體效率,使2000kVA以上的變頻器本身的效率高達97.3%以上。在高壓變頻器的應用上,東方日立專為大容量動調風機設計的調節技術,使動葉可調風機變速運行的同時一直保持高效區運行,比常規的調速方法至少提升5%的運行效率。
在節能減排、綠色環保等戰略的推動過程中,變頻器扮演了一個重要的角色。作為變頻調速領域內的重要設備,變頻器在眾多行業中都能實現高效節約電能,提高工藝水平等優勢,這也必然推動變頻器在各行各業中的廣泛應用。在未來幾年市場發展潛力非常巨大。
能源變革 變頻器廠商緊抓機遇
碳達峰、碳中和是“十四五”的重要目標,我們除了大力推動節能降耗之外,進行能源變革也將是極為重要的一環,即從傳統能源向新能源轉變。目前我國可再生能源領域專利數、投資、裝機和發電量連續多年穩居全球第一,風電、光伏的裝機規模均占全球30%以上。
《2030年前碳達峰行動方案》中提出大力發展新能源。全面推進風電、太陽能發電大規模開發和高質量發展,堅持集中式與分布式并舉,加快建設風電和光伏發電基地。到2030年,風電、太陽能發電總裝機容量達到12億千瓦以上。不難看出,如今新能源正在唱響主題,以光伏、風電、儲能、氫能為代表的新能源開始快速發展。
我國風電技術的進步推動了風電度電成本的下降和發電效率的提升,風電擔當起發展新能源第一主力之責。全國風電、光伏發電量占全社會用電量的比重的逐年提高,風電已然成為新型能源主力軍。變流器作為風電行業的核心產品,其技術原理和變頻器相近,所以不少變頻器廠商在風電行業布局。
匯川技術作為國內自動化行業的龍頭企業,自2016年立項風電行業以來,一直致力于以技術創新來提高國產風機驅動、電機產品的可靠性和降本增效。匯川技術風電變槳驅動器目前已實現80A的技術突破。推出的新一代雙驅變槳系統方案為大型機組應運而生,最大可適應15MW機型。在風電行業,目前匯川技術累計發貨量超過10萬臺(其中變槳驅動器36000臺,變槳電機33000臺,偏航控制器32000臺)。
同樣,禾望電氣專注于電力變換技術路線探索和更大功率新機型研發,在風電機組轉矩跟蹤、電能質量、電網適應性、海上風電等解決方案方面均具有較強競爭力。目前,禾望電氣為風電行業提供850kW~10.0MW全功率變流器、1MW~6MW雙饋變流器、主控電氣系統以及變槳控制系統等,成為國內風電變頻器的主要廠商之一。
隨著全球能源格局向追求清潔高效能源的深刻轉變,儲能產業和儲能技術作為新能源發展的核心支撐已是共識,儲能在發、輸、配、用側的作用越來越凸顯。作為國內高壓變頻器代表企業,智光電氣于2018年設立子公司智光儲能全方位開展儲能業務,并且先后收購廣東創電和參股精虹科技,將儲能業務延伸到電池PACK和BMS領域。實際上,儲能系統由電池和逆變器等組成,對于有著多年變頻經驗的廠商來說,幾乎沒有門檻。
匯川技術依托強大的電力電子技術、自動化技術和數字化控制技術,先后在高速驅動技術、高壓壓縮機驅動技術、儲能變流器、能量管理控制系統取得突破。其推出的IPS一體化儲能集裝箱,集成了三電平大功率PCS、開關柜和升壓變壓器,系統設計集成度高,讓安裝維護等操作變得高效簡單,大大縮短了電站建設周期,降低系統設計成本。
此外,光伏領域也是變頻器廠商布局的方向。英威騰自主研發的光伏逆變器可廣泛應用于多種光伏發電場景,禾望電氣也已經推出了光伏發電系統、集中式逆變器方案等產品。
結語
“十四五”規劃的落地,“雙碳”目標的提出,全面節能降耗、綠色可持續發展的理念將更深入,變頻器正在迎來一個發展的黃金時期。變頻器在深耕傳統行業的同時,必將通過創新技術以及更高品質的產品打開廣闊的新興應用市場。
在新一輪經濟發展浪潮中,將聚焦新能源和高端制造,變頻器廠商必將大有作為,在更多新應用場景中探索新的機遇。
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