7月16日，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院在京召開《中國能源發(fā)展報(bào)告2024》《中國電力發(fā)展報(bào)告2024》發(fā)布會(huì)。《中國電力發(fā)展報(bào)告2024》顯示，自2013年以來，電力需求穩(wěn)步增長，全社會(huì)用電量10年平均增速約5.6%。2023年全社會(huì)用電量較2022年增長6.7%。
如何保證發(fā)電量、輸電量持續(xù)且高質(zhì)量增長，滿足日益增長的全社會(huì)用電需求，正是電力設(shè)備行業(yè)在設(shè)備更新過程中迫切需要解決的關(guān)鍵問題。
今年3月份，國務(wù)院印發(fā)《推動(dòng)大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新行動(dòng)方案》（以下簡稱《行動(dòng)方案》）?！缎袆?dòng)方案》提出的“設(shè)備更新行動(dòng)”，是一場規(guī)模龐大、時(shí)間持久、復(fù)雜度超高的系統(tǒng)性工作，不僅要促進(jìn)新能源發(fā)電量持續(xù)增長，主動(dòng)打破自然資源約束，還要推動(dòng)儲(chǔ)能建設(shè)，接納消化更多新能源電力，更要升級改造現(xiàn)有電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、柔性化配電和輸電。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)副理事長、特變電工董事長張新在受訪時(shí)表示：“‘以舊換新’對電力設(shè)備企業(yè)而言，是又一次創(chuàng)業(yè)征程的起點(diǎn)。”
發(fā)電端打破自然約束
在火力發(fā)電站依賴石化原料、水力發(fā)電站建設(shè)周期長等約束下，如何滿足全社會(huì)持續(xù)增長的用電需求？
電力設(shè)備企業(yè)給出了清晰的答案：以光伏、風(fēng)電等為突破口，生產(chǎn)發(fā)電量更大、轉(zhuǎn)換率更高、技術(shù)水平更先進(jìn)的新能源發(fā)電設(shè)備，大力建設(shè)“陸上三峽”和“海上三峽”。
“陸上三峽”是指在光照充足、風(fēng)力強(qiáng)勁的北方地區(qū)，通過建設(shè)大規(guī)模光伏發(fā)電矩陣和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)電力。西北地區(qū)的甘肅和東北地區(qū)的吉林正在推進(jìn)“陸上三峽”建設(shè)，并取得一系列可喜成果。“海上三峽”則是在風(fēng)力強(qiáng)勁的近海和深遠(yuǎn)海，通過建設(shè)大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)電力，在江蘇如東、福建福清、廣東陽江、山東昌邑等地，“海上三峽”年發(fā)電量正迅速攀升。
在“陸上三峽”和“海上三峽”建設(shè)如火如荼展開的同時(shí)，電力設(shè)備企業(yè)正抓緊自主創(chuàng)新，開展研發(fā)攻關(guān)，新能源發(fā)電設(shè)備更新的戰(zhàn)線上不時(shí)傳出喜訊。
在光伏發(fā)電領(lǐng)域，薄膜電池取代了硅系電池，背鈍化發(fā)射極和背面電池又取代了薄膜電池。在電力設(shè)備企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室里，鈣鈦礦太陽能電池商業(yè)實(shí)用性提升，疊層太陽能電池被視為下一代超高效太陽能電池技術(shù)路線，轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)提升至33.9%，柔性太陽能板和透明太陽能電池正在孕育當(dāng)中。
在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，風(fēng)力發(fā)電機(jī)正朝著大型化邁步前進(jìn)，海上風(fēng)電機(jī)組容量從3兆瓦躍升至16兆瓦；新材料和新工藝帶來葉片尺寸飛速提升，風(fēng)電葉片尺寸從20米躍升至123米；半直驅(qū)技術(shù)有望逐步替代雙饋技術(shù)和直驅(qū)技術(shù)，帶來更高發(fā)電效率。
時(shí)代新材是中國中車的一級子公司，也是中國中車旗下主要風(fēng)電葉片生產(chǎn)企業(yè)。公司董事長彭華文向《證券日報(bào)》記者表示：“過去的小風(fēng)機(jī)工作效率低，迫切需要替換為大風(fēng)機(jī)以提升發(fā)電效率，這是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)更新設(shè)備的共性方向之一。大葉片需要水準(zhǔn)更高的制造工藝、強(qiáng)度更高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和更先進(jìn)的材料配方。”
電力設(shè)備企業(yè)的探索并未止步于此。在風(fēng)電、光伏之外，多家電力設(shè)備企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)一道，正在推動(dòng)人造太陽項(xiàng)目不斷前進(jìn)。全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置成功實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒，創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄。中國環(huán)流二號實(shí)現(xiàn)首次放電。中國環(huán)流三號在國際上首次發(fā)現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)了一種先進(jìn)磁場結(jié)構(gòu)。
儲(chǔ)能端擴(kuò)大“蓄水池”
在以光伏、風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電量持續(xù)增長的同時(shí)，一個(gè)突出的問題擺在電力設(shè)備企業(yè)面前。光伏、風(fēng)電的發(fā)電量受晝夜、季節(jié)等因素影響，有一定波動(dòng)性。能否將有波動(dòng)的新能源電力“裝入”具有消納吸收功能的“蓄水池”中，最終使新能源電力更加穩(wěn)定可靠？
面對這一問題，電力設(shè)備企業(yè)也找到了對策：以先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)為突破口，生產(chǎn)容量更大、安全性更高、經(jīng)濟(jì)性更好的儲(chǔ)能設(shè)備，成為電力系統(tǒng)中的“蓄水池”。
電化學(xué)儲(chǔ)能是通過可逆電化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的儲(chǔ)能方式。在電力設(shè)備更新過程中，電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用場景從發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)擴(kuò)展到用電側(cè)，形成了發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、輸配電側(cè)儲(chǔ)能和用電側(cè)儲(chǔ)能三大場景。在日趨成熟的鋰離子電池之外，電力設(shè)備企業(yè)又相繼開發(fā)出成本更低的鈉離子電池、儲(chǔ)能效率更高的液流電池、能量密度更高的金屬空氣電池等。在電力設(shè)備企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室中，安全性更好的固態(tài)電解質(zhì)和先進(jìn)固態(tài)電池，以及響應(yīng)速度更短的超級電容器等產(chǎn)品已接近商業(yè)化落地階段。
值得一提的是，電力設(shè)備企業(yè)對先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)的鉆研仍在進(jìn)行時(shí)，先進(jìn)儲(chǔ)能設(shè)備正朝多元化發(fā)展。在電化學(xué)儲(chǔ)能之外，環(huán)境適應(yīng)性更好的重力儲(chǔ)能、響應(yīng)時(shí)間更短的飛輪儲(chǔ)能、容量更大的抽水儲(chǔ)能、可有效利用地下空間的壓縮空氣儲(chǔ)能紛紛登臺(tái)亮相，正在成為各地電力系統(tǒng)中的“蓄水池”。
南網(wǎng)儲(chǔ)能董秘鐘林向《證券日報(bào)》記者表示：“隨著新能源占全部能源消費(fèi)比重不斷增長，儲(chǔ)能設(shè)備的時(shí)長和容量需要‘再上新臺(tái)階’。容量在1萬千瓦以下、儲(chǔ)能時(shí)長在2小時(shí)以下的電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備正加速出局。”
輸配電端擁抱智能技術(shù)
中國電力投資規(guī)模常年超過1萬億元人民幣，發(fā)電端、儲(chǔ)能端的各類新型設(shè)備層出不窮。在龐大投資和海量新設(shè)備面前，電力系統(tǒng)控制的復(fù)雜性呈指數(shù)級增長，僅依靠人力無法高效且科學(xué)地完成輸配電工作。能否有一個(gè)“聰明的大腦”，來指揮數(shù)量眾多、形態(tài)各異的電力設(shè)備，共同完成滿足14億人用電需求的輸配電任務(wù)？
對此，電力設(shè)備企業(yè)的“回答”是積極擁抱智能技術(shù)，打造響應(yīng)時(shí)間更短、自動(dòng)化程度更高的智能電網(wǎng)，成為電力系統(tǒng)中的“聰明大腦”。
電力調(diào)度智能系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的決策中樞，通過集成先進(jìn)的傳感、測量、控制和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對原有電網(wǎng)的智能化升級和高效運(yùn)營。利用信息量測和傳輸設(shè)備，智能電網(wǎng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。利用變流器、逆變器等電力電子設(shè)備，智能電網(wǎng)能高效轉(zhuǎn)換和控制電能。利用5G通信技術(shù)，智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)負(fù)荷管理和智能管控，保障供電可靠性。
電力設(shè)備企業(yè)對智能電網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備更新正在進(jìn)行中。針對商業(yè)辦公園區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等特定客戶的智能微電網(wǎng)正脫穎而出。利用數(shù)字技術(shù)和智能化手段，微電網(wǎng)和主電網(wǎng)之間可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)、離網(wǎng)及并離網(wǎng)系統(tǒng)的多方協(xié)調(diào)運(yùn)行。
特變電工是我國輸變電行業(yè)的頭部企業(yè)之一。公司董秘焦海華向記者舉例說明輸變電設(shè)備更新的情況：“舉例而言，一臺(tái)變壓器需要升級成一個(gè)智能變電站，才能有效承接新型電力系統(tǒng)的輸變電任務(wù)。這就意味著，在變壓器之外，還需要配備變電站監(jiān)控保護(hù)、智能終端、合并單元、智能輔控系統(tǒng)等，要能實(shí)現(xiàn)全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級應(yīng)用互動(dòng)化。”
張新表示：“電力設(shè)備更新將為全社會(huì)帶來新型電力系統(tǒng)。新型電力系統(tǒng)并非是對原有電力系統(tǒng)的推倒重來，而是對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的繼承和發(fā)展，需要電力設(shè)備企業(yè)在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級改造和技術(shù)創(chuàng)新。”
如何保證發(fā)電量、輸電量持續(xù)且高質(zhì)量增長，滿足日益增長的全社會(huì)用電需求，正是電力設(shè)備行業(yè)在設(shè)備更新過程中迫切需要解決的關(guān)鍵問題。
今年3月份，國務(wù)院印發(fā)《推動(dòng)大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新行動(dòng)方案》（以下簡稱《行動(dòng)方案》）?！缎袆?dòng)方案》提出的“設(shè)備更新行動(dòng)”，是一場規(guī)模龐大、時(shí)間持久、復(fù)雜度超高的系統(tǒng)性工作，不僅要促進(jìn)新能源發(fā)電量持續(xù)增長，主動(dòng)打破自然資源約束，還要推動(dòng)儲(chǔ)能建設(shè)，接納消化更多新能源電力，更要升級改造現(xiàn)有電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、柔性化配電和輸電。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)副理事長、特變電工董事長張新在受訪時(shí)表示：“‘以舊換新’對電力設(shè)備企業(yè)而言，是又一次創(chuàng)業(yè)征程的起點(diǎn)。”
發(fā)電端打破自然約束
在火力發(fā)電站依賴石化原料、水力發(fā)電站建設(shè)周期長等約束下，如何滿足全社會(huì)持續(xù)增長的用電需求？
電力設(shè)備企業(yè)給出了清晰的答案：以光伏、風(fēng)電等為突破口，生產(chǎn)發(fā)電量更大、轉(zhuǎn)換率更高、技術(shù)水平更先進(jìn)的新能源發(fā)電設(shè)備，大力建設(shè)“陸上三峽”和“海上三峽”。
“陸上三峽”是指在光照充足、風(fēng)力強(qiáng)勁的北方地區(qū)，通過建設(shè)大規(guī)模光伏發(fā)電矩陣和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)電力。西北地區(qū)的甘肅和東北地區(qū)的吉林正在推進(jìn)“陸上三峽”建設(shè)，并取得一系列可喜成果。“海上三峽”則是在風(fēng)力強(qiáng)勁的近海和深遠(yuǎn)海，通過建設(shè)大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)電力，在江蘇如東、福建福清、廣東陽江、山東昌邑等地，“海上三峽”年發(fā)電量正迅速攀升。
在“陸上三峽”和“海上三峽”建設(shè)如火如荼展開的同時(shí)，電力設(shè)備企業(yè)正抓緊自主創(chuàng)新，開展研發(fā)攻關(guān)，新能源發(fā)電設(shè)備更新的戰(zhàn)線上不時(shí)傳出喜訊。
在光伏發(fā)電領(lǐng)域，薄膜電池取代了硅系電池，背鈍化發(fā)射極和背面電池又取代了薄膜電池。在電力設(shè)備企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室里，鈣鈦礦太陽能電池商業(yè)實(shí)用性提升，疊層太陽能電池被視為下一代超高效太陽能電池技術(shù)路線，轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)提升至33.9%，柔性太陽能板和透明太陽能電池正在孕育當(dāng)中。
在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，風(fēng)力發(fā)電機(jī)正朝著大型化邁步前進(jìn)，海上風(fēng)電機(jī)組容量從3兆瓦躍升至16兆瓦；新材料和新工藝帶來葉片尺寸飛速提升，風(fēng)電葉片尺寸從20米躍升至123米；半直驅(qū)技術(shù)有望逐步替代雙饋技術(shù)和直驅(qū)技術(shù)，帶來更高發(fā)電效率。
時(shí)代新材是中國中車的一級子公司，也是中國中車旗下主要風(fēng)電葉片生產(chǎn)企業(yè)。公司董事長彭華文向《證券日報(bào)》記者表示：“過去的小風(fēng)機(jī)工作效率低，迫切需要替換為大風(fēng)機(jī)以提升發(fā)電效率，這是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)更新設(shè)備的共性方向之一。大葉片需要水準(zhǔn)更高的制造工藝、強(qiáng)度更高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和更先進(jìn)的材料配方。”
電力設(shè)備企業(yè)的探索并未止步于此。在風(fēng)電、光伏之外，多家電力設(shè)備企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)一道，正在推動(dòng)人造太陽項(xiàng)目不斷前進(jìn)。全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置成功實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒，創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄。中國環(huán)流二號實(shí)現(xiàn)首次放電。中國環(huán)流三號在國際上首次發(fā)現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)了一種先進(jìn)磁場結(jié)構(gòu)。
儲(chǔ)能端擴(kuò)大“蓄水池”
在以光伏、風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電量持續(xù)增長的同時(shí)，一個(gè)突出的問題擺在電力設(shè)備企業(yè)面前。光伏、風(fēng)電的發(fā)電量受晝夜、季節(jié)等因素影響，有一定波動(dòng)性。能否將有波動(dòng)的新能源電力“裝入”具有消納吸收功能的“蓄水池”中，最終使新能源電力更加穩(wěn)定可靠？
面對這一問題，電力設(shè)備企業(yè)也找到了對策：以先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)為突破口，生產(chǎn)容量更大、安全性更高、經(jīng)濟(jì)性更好的儲(chǔ)能設(shè)備，成為電力系統(tǒng)中的“蓄水池”。
電化學(xué)儲(chǔ)能是通過可逆電化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化的儲(chǔ)能方式。在電力設(shè)備更新過程中，電化學(xué)儲(chǔ)能應(yīng)用場景從發(fā)電側(cè)、輸配電側(cè)擴(kuò)展到用電側(cè)，形成了發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、輸配電側(cè)儲(chǔ)能和用電側(cè)儲(chǔ)能三大場景。在日趨成熟的鋰離子電池之外，電力設(shè)備企業(yè)又相繼開發(fā)出成本更低的鈉離子電池、儲(chǔ)能效率更高的液流電池、能量密度更高的金屬空氣電池等。在電力設(shè)備企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室中，安全性更好的固態(tài)電解質(zhì)和先進(jìn)固態(tài)電池，以及響應(yīng)速度更短的超級電容器等產(chǎn)品已接近商業(yè)化落地階段。
值得一提的是，電力設(shè)備企業(yè)對先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)的鉆研仍在進(jìn)行時(shí)，先進(jìn)儲(chǔ)能設(shè)備正朝多元化發(fā)展。在電化學(xué)儲(chǔ)能之外，環(huán)境適應(yīng)性更好的重力儲(chǔ)能、響應(yīng)時(shí)間更短的飛輪儲(chǔ)能、容量更大的抽水儲(chǔ)能、可有效利用地下空間的壓縮空氣儲(chǔ)能紛紛登臺(tái)亮相，正在成為各地電力系統(tǒng)中的“蓄水池”。
南網(wǎng)儲(chǔ)能董秘鐘林向《證券日報(bào)》記者表示：“隨著新能源占全部能源消費(fèi)比重不斷增長，儲(chǔ)能設(shè)備的時(shí)長和容量需要‘再上新臺(tái)階’。容量在1萬千瓦以下、儲(chǔ)能時(shí)長在2小時(shí)以下的電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備正加速出局。”
輸配電端擁抱智能技術(shù)
中國電力投資規(guī)模常年超過1萬億元人民幣，發(fā)電端、儲(chǔ)能端的各類新型設(shè)備層出不窮。在龐大投資和海量新設(shè)備面前，電力系統(tǒng)控制的復(fù)雜性呈指數(shù)級增長，僅依靠人力無法高效且科學(xué)地完成輸配電工作。能否有一個(gè)“聰明的大腦”，來指揮數(shù)量眾多、形態(tài)各異的電力設(shè)備，共同完成滿足14億人用電需求的輸配電任務(wù)？
對此，電力設(shè)備企業(yè)的“回答”是積極擁抱智能技術(shù)，打造響應(yīng)時(shí)間更短、自動(dòng)化程度更高的智能電網(wǎng)，成為電力系統(tǒng)中的“聰明大腦”。
電力調(diào)度智能系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的決策中樞，通過集成先進(jìn)的傳感、測量、控制和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對原有電網(wǎng)的智能化升級和高效運(yùn)營。利用信息量測和傳輸設(shè)備，智能電網(wǎng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。利用變流器、逆變器等電力電子設(shè)備，智能電網(wǎng)能高效轉(zhuǎn)換和控制電能。利用5G通信技術(shù)，智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)負(fù)荷管理和智能管控，保障供電可靠性。
電力設(shè)備企業(yè)對智能電網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備更新正在進(jìn)行中。針對商業(yè)辦公園區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等特定客戶的智能微電網(wǎng)正脫穎而出。利用數(shù)字技術(shù)和智能化手段，微電網(wǎng)和主電網(wǎng)之間可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)、離網(wǎng)及并離網(wǎng)系統(tǒng)的多方協(xié)調(diào)運(yùn)行。
特變電工是我國輸變電行業(yè)的頭部企業(yè)之一。公司董秘焦海華向記者舉例說明輸變電設(shè)備更新的情況：“舉例而言，一臺(tái)變壓器需要升級成一個(gè)智能變電站，才能有效承接新型電力系統(tǒng)的輸變電任務(wù)。這就意味著，在變壓器之外，還需要配備變電站監(jiān)控保護(hù)、智能終端、合并單元、智能輔控系統(tǒng)等，要能實(shí)現(xiàn)全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級應(yīng)用互動(dòng)化。”
張新表示：“電力設(shè)備更新將為全社會(huì)帶來新型電力系統(tǒng)。新型電力系統(tǒng)并非是對原有電力系統(tǒng)的推倒重來，而是對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的繼承和發(fā)展，需要電力設(shè)備企業(yè)在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級改造和技術(shù)創(chuàng)新。”
