構建以新能源為主體的新型電力系統,為中國電力系統轉型升級指明方向,為全球電力可持續發展提供了中國智慧和中國方案。但挑戰同時存在:我國產品能耗物耗高,增加值率低,經濟結構調整和產業升級任務艱巨;煤炭消費占比較高,仍超過50%,單位能源的CO2排放強度比世界平均水平高約30%,能源結構優化任務艱巨;單位GDP的能耗仍然較高,為世界平均水平的1.5倍,發達國家的2~3倍,建立綠色低碳的經濟體系任務艱巨。

郭振巖/中國電器工業協會副會長、機械工業北京電工技術經濟研究所所長
電力裝備面臨的機遇和挑戰
潛在機遇有四點。①能源生產清潔化擴大電力裝備的發展空間。能源結構轉換為低碳排放的新能源,能源原材料轉換為可再生資源,可再生資源轉換為電能的效率主要取決于電力裝備水平;②工業再電氣化催生電力裝備新場景的應用。工業、建筑、交通運輸等領域終端用能再電氣化程度不斷提升,短流程煉鋼、建筑光伏一體化、新能源交通運輸等電氣化應用場景不斷拓展,工業電加熱裝備、戶用光伏裝備、港口岸電設備新型用電裝備不斷普及;③能源生產利用方式變革加速電力裝備技術融合創新。風光儲煤水多能互補技術、CCUS、 IGBT、大容量海上風電機組、氫能制備關鍵裝備研發,大功率電力電子器件、質子交換膜材料與新一代技術的融合;④“雙循環”新發展格局加速電力裝備國際化進程。為發展中國家提供技術更先進、更高性價比的傳統能源裝備,帶動技術、產品、標準、服務等走出去。我國將從能源進口國轉變為電力裝備和服務的出口國,服務“一帶一路”。
面臨的挑戰也是四個方面。①電力裝備產品結構與能源生產方式轉變不匹配。煤電機組、常規輸變電設備等傳統電力裝備產能過剩。大容量海上風電機組、大規模新型儲能、柔性直流輸電、直流配網設備等產能儲備不足。大功率電力電子器件、海上風電主軸承、氫燃料電池膜電極及碳紙等面臨“卡脖子”風險;②電力裝備服務能力與能源消費方式轉變不匹配。鋼鐵、有色、化工等工業領域再電氣化,建筑樓宇冷、熱、水、電、氣多種能源互補匹配;③基礎共性技術儲備與行業綠色轉型要求不匹配。相關基礎共性技術研究缺位,標準、檢測、認證體系不完善,可追溯系統性碳排放評估考核體系尚未建立;國際市場開拓能力與高水平走出去要求不匹配。④缺乏具有較強品牌優勢和國際競爭力的龍頭企業。缺乏對部分“一帶一路”沿線國家法律制度、宗教文化、營商環境等方面的充分了解,尚未形成信息共享機制和走出去服務支撐。
“雙碳”下電力裝備行業需補強的技術及裝備
1)煤電技術及裝備。發展IGCC、IGFC、CCUS技術,研究多能耦合,煤電調峰調頻技術。
2)水電技術及裝備。寬負荷水電機組技術,超高水頭沖擊式機組技術,變速抽水蓄能技術,開展海水抽水蓄能電站、潮汐發電站及兆瓦級潮流發電、兆瓦級波浪發電的技術研究。
3)核電技術及裝備。三代壓水堆、四代堆、小型堆核電,核聚變,核電標準體系。
4)氣電技術及裝備。F級、H級燃燒室,透平葉片,中型、重型燃機,氫氣摻燒和純氫燃氣輪機。
5)風電技術及裝備。風電機組大型化,整機組裝智能化,設計軟件自主化,漂浮式海上風電設備研制及應用,構建電網型風電機組研制。
6)太陽能發電技術及裝備。電池片,晶硅組件,光伏逆變器,電能路由器。
7)儲能技術及裝備。包括電化學儲能、物理儲能、熱儲能、氫能。
8)輸變電技術及裝備。海上風電柔直送出系統技術,遠海風電交流送出系統技術,海上風電技術,分頻輸電系統技術,繼電保護技術,水電、核電送出,集中式新能源發電送出等。
9)配電技術及裝備。超級智慧配用電中心的建設與應用示范,高比例分布式新能源和電力電子設備接入,突破數字化、信息化、智能化關鍵技術,開展需求響應、虛擬電廠、碳交易等配用電新商業模式,加快新型配用電設備及系統的標準、認證體系研究。
10)用電技術及裝備。高效電機,電機系統高效匹配與設計,低碳與綠色制造,新能源與再電氣化裝備。
11)能源與綜合利用技術及裝備。能源綜合利用“雙碳”貢獻度評估與驗證,多種能源形態統一規劃,多層級多時間尺度多能互補協同優化,工業再電氣化,建筑電氣化,交通電氣化,能源綜合系統一體化運維。
12)電力裝備數字化與智能化技術及裝備。建立電力裝備數字化智能化互聯互通標準體系,推進電力裝備數字傳感技術研究和應用,推進電力裝備設計軟件和系統軟件的自主化。
“雙碳”下電力裝備行業國際化分析
海外市場空間廣闊,中國也已經具備了較強得國際競爭力。我國新能源開發利用規模穩居世界第一,為全球能源綠色低碳轉型提供強大支撐。我國電力裝備技術水平大幅提升,為可再生能源發展注入澎湃動能。我國電工裝備企業制造成本優勢明顯,電力裝備出口成為“一帶一路”倡議的主力軍。
另一方面來自于國內的產能壓力。電力建設項目和電力供應需求趨緩的影響,國內新增裝機容量已遠遠不能滿足發電設備產量增長的需要。 變壓器、交流電動機、鉛酸蓄電池等,產出能力大于國內市場需求。 當前國際貿易形勢存在較大的不確定性,今后產能壓力問題將日漸凸顯。
海外重點區域市場中,亞洲是全球最具增長潛力發展市場,歐洲史新能源技術裝備創新核心區域,非洲電力普及率較低,煤電裝機占比大。在中南美洲,風電是最受歡迎清潔能源。
這些市場都有需求,但國際化途徑的選擇,是以設備供貨為主,EPC總包+設備出口,還是產業并購+技術裝備協同模式,可以有不同的選擇。
總體來說,電力裝備企業已具備走出去的基礎、強化供應鏈產業鏈。優勢在于“一帶一路”和RECP都是國家戰略,金融資金助力戰略實施;劣勢在于品牌、標準、風險控制、國際化管理、環境治理;同時面臨中美貿易爭端、保護主義增加、投資環境不穩定等風險;總承包項目能力低,境外分支機構不成熟等難點。
小結
電力裝備是能源電力降碳實施主體,應加大電力裝備技術創新,提高電力工業清潔能源比例。電力裝備具備助力“雙碳”目標實現的基礎實力,需要全產業鏈提供高效、可靠、高質量的技術保障。煤電短期內仍是保障電力安全的“壓艙石”,在CCUS技術和BECCS技術的加持下,煤電同樣有望實現低碳零碳排放。提高新能源比重難點在于輸配電和配電端,建立新型電力系統要求電力系統柔性可控,能夠“無條件”接受新能源。節能增效和發展新能源是能源轉型的根本路徑,可再生能源滿足絕大多數能源消費對總量的需求。提高終端再電氣化水平是節能減排重要抓手,推行電能替代戰略。
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