／ 機械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟研究所 亢榮 ／

電工行業(yè)覆蓋國民經(jīng)濟分類4個大類，10個中類，41個小類，產(chǎn)品涉及發(fā)電到輸變電設(shè)備再到用電等多個領(lǐng)域。隨著我國經(jīng)濟進入新常態(tài)和新發(fā)展理念的全面推行，高投入、高消耗、高污染、低效益的電力裝備粗放型發(fā)展路子已走到了歷史盡頭，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型顯得更加緊迫。

科技立則民族立，科技強則國家強。當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，科技創(chuàng)新是其中一個關(guān)鍵變量。加快實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，加快實現(xiàn)高水平科技自立自強，以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，集聚力量進行原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)，堅決打贏關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)。

黨的十八大以來，我國電力行業(yè)以“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略為根本指引，發(fā)力求解清潔低碳和安全保供課題，交出了一份碩果累累的發(fā)展答卷。這十年，我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型取得重要進展，供給能力和質(zhì)量顯著提升，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定性不斷提高，發(fā)電設(shè)備制造取得舉世矚目的成績，具備1.4億千瓦以上的年生產(chǎn)能力（不含光伏設(shè)備），輸變電設(shè)備特高壓工程累計線路長度從2016年的1.7萬公里快速提升至2021年的4.6萬公里?？稍偕茉囱b機規(guī)模和煤電超低排放機組規(guī)模均超10億千瓦，“綠水青山就是金山銀山”的理念深入人心。

電工行業(yè)覆蓋國民經(jīng)濟分類4個大類，10個中類，41個小類，產(chǎn)品涉及發(fā)電到輸變電設(shè)備再到用電等多個領(lǐng)域。隨著我國經(jīng)濟進入新常態(tài)和新發(fā)展理念的全面推行，高投入、高消耗、高污染、低效益的電力裝備粗放型發(fā)展路子已走到了歷史盡頭，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型顯得更加緊迫。

一些關(guān)鍵核心技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)材料仍掌握在發(fā)達國家手中，部分重要關(guān)鍵裝備還依賴國外引進，國際知名電工裝備品牌建設(shè)不夠，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型之路雖然已經(jīng)走過滾石上山、爬坡過坎的關(guān)鍵階段，但依然是任重道遠，未來如何取得關(guān)鍵性領(lǐng)域重大突破，進一步縮小同國際先進水平的差距，顯然是無法回避的重大挑戰(zhàn)。

本文以圍繞黨的二十大報告，從以下三個方面，涉及電力裝備，總結(jié)成功經(jīng)驗，分析面臨的問題，提出下一步舉措及建議。

一、實施產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造工程、重大技術(shù)裝備攻關(guān)工程

（一）發(fā)電設(shè)備

（1）煤電裝備

技術(shù)創(chuàng)新助力我國發(fā)電設(shè)備技術(shù)水平實現(xiàn)大跨越，發(fā)電技術(shù)研發(fā)和裝備制造水平邁上新臺階。截至2021年底，我國煤電裝機規(guī)模超過11億千瓦，占我國電力總裝機的46.7%。截至2022年9月，全國供電煤耗率已降至304.2克/千瓦時。

我國先進超超臨界煤電機組數(shù)量、裝機容量均居世界第一，關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)制造均可立足國內(nèi)。百萬千瓦級空冷發(fā)電機組、大型循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)世界領(lǐng)先，多臺超超臨界二次再熱煤電機組相繼投產(chǎn)。以哈電集團、東方電氣、上海電氣為代表的煤電裝備制造業(yè)年生產(chǎn)能力超過1億千瓦。

我國是世界上循環(huán)流化床鍋爐裝機容量最多的國家，大型循環(huán)流化床（CFB）鍋爐生產(chǎn)能力和技術(shù)水平世界領(lǐng)先。2012年至2022年9月，國內(nèi)企業(yè)已設(shè)計制造出30萬千瓦級以上CFB鍋爐93臺。

下一步：煤電裝備技術(shù)創(chuàng)新主要聚焦進一步提升效率、提升靈活性和減少排放3大目標(biāo)，重點包括8個方向：

在提升效率方面，包括老舊煤電機組高效靈活性改造、更高參數(shù)（650~700℃）超超臨界發(fā)電和超臨界CO2發(fā)電三個技術(shù)方向。

在提升靈活性方面，包括數(shù)字化智能化燃煤發(fā)電、抽水蓄能發(fā)電兩個方向。

在減排降碳方面，包括高效超低排放循環(huán)流化床（CFB）發(fā)電、燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電、整體煤氣化燃料電池發(fā)電三個方向。

（2）氣電

截至2021年底，我國氣電裝機容量9972萬千瓦，占我國電力總裝機的4.2%。

我國已經(jīng)掌握了高溫透平葉片、壓氣機、燃燒室、高溫涂層等關(guān)鍵核心技術(shù)，實現(xiàn)了核心技術(shù)從無到有的轉(zhuǎn)變。大部分部件可在國內(nèi)制造，本地化率已達85%，并成功自主研制了國內(nèi)首臺F級50兆瓦重型燃機，于2020年實現(xiàn)滿負荷穩(wěn)定運行。

我國重型燃氣輪機還沒有形成自主的設(shè)計體系，熱部件仍然依賴進口，維修服務(wù)依靠國外，自主控制保護系統(tǒng)尚未得到廣泛驗證；中小型燃氣輪機產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)驗不足，設(shè)備還沒有形成系列化，工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用經(jīng)驗積累不夠，低排放燃燒室、多種燃料燃燒室等技術(shù)還在研發(fā)中，面對我國能源電力領(lǐng)域的廣泛需求還有一定差距。

下一步，燃氣輪機裝備技術(shù)創(chuàng)新重點包括三個方面：一是燃氣輪機非常規(guī)燃料燃燒技術(shù)，開展合成氣、高爐煤氣、伴生氣等低熱值氣燃燒器、輕柴油和天然氣雙燃料燃燒器和摻氫燃機攻關(guān)；二是突破中小型驅(qū)動燃機設(shè)計和制造技術(shù)，研發(fā)分布式能源系列燃機，完善關(guān)鍵部件和整機的試驗驗證能力，推進中小型燃機示范應(yīng)用；三是重型燃氣輪機關(guān)鍵技術(shù)，突破重型燃氣輪機自主設(shè)計、燃燒室、透平熱端部件、控制系統(tǒng)、壽命評估及運維檢修服務(wù)等關(guān)鍵瓶頸技術(shù)，研制具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的300兆瓦等級的 F 級燃氣輪機，開展運維檢修服務(wù)創(chuàng)新示范及工程驗證。

（3）水電

（a）常規(guī)水電

截至2021年底，中國水電總裝機容量達到3.91億千瓦，占可開發(fā)總量的57%，抽蓄在運裝機容量約3600萬千瓦，全國新增水電并網(wǎng)容量2349萬千瓦，為“十三五”以來歷年之最。

我國水電設(shè)備經(jīng)過引進再創(chuàng)新，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，并依托國家重大工程具備了自主研制大型水電機組的能力。我國混流式、軸流轉(zhuǎn)槳式和燈泡貫流式水電機組的設(shè)計制造水平已達到世界先進水平，已經(jīng)實現(xiàn)了中低水頭百萬級巨型混流式水電機組的自主研發(fā)和生產(chǎn)制造。白鶴灘水電站1000兆瓦水電機組，是世界上單機容量最大的水電機組，在機組設(shè)備研制、設(shè)計、制造、材料等領(lǐng)域推動了我國特大型水電設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)的全面發(fā)展。2020年10月17日，由東方電氣集團東方電機有限公司研制的國內(nèi)最高水頭抽水蓄能電站——浙江長龍山抽水蓄能電站首臺機組轉(zhuǎn)子順利吊裝就位，該機組的設(shè)計開發(fā)難度屬世界最高等級，挑戰(zhàn)抽水蓄能技術(shù)研發(fā)的極限，其中最高水頭達到756米。2020年6月，哈電集團哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司自主研制的陽江抽水蓄能機組核心部件——首臺座環(huán)蝸殼成功發(fā)運，標(biāo)志著國內(nèi)單機容量最大的400兆瓦、700米超高水頭段的抽水蓄能機組研制取得階段性成果，為后續(xù)產(chǎn)品順利制造提供了寶貴經(jīng)驗。

從水電發(fā)展來看，從國家能源局印發(fā)的《2022年能源工作指導(dǎo)意見》來看，下一步水電重點是有序推進雅魯藏布江下游以及金沙江旭龍、雅礱江孟底溝、黃河羊曲等水電站開發(fā)建設(shè)，對已建、在建水電站增容改造，充分發(fā)揮水電支撐風(fēng)電、光伏規(guī)模化開發(fā)的調(diào)節(jié)作用。

水電技術(shù)裝備發(fā)展的下一步重點：雅下水電開發(fā)單機70~90萬千瓦、700~1000米水頭的沖擊式水電機組做技術(shù)儲備。另外，水電裝備需要圍繞已建、在建水電站的增容提效、調(diào)節(jié)能力提升等開展研發(fā)和技術(shù)準(zhǔn)備。

在水能發(fā)電技術(shù)來看，國家能源局、科學(xué)技術(shù)部2022年4月，聯(lián)合印發(fā)了《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》列出了3項重點任務(wù)：藏東南水電開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)；水電基地可再生能源多能互補協(xié)同開發(fā)運行關(guān)鍵技術(shù)；水電工程健康診斷、升級改造和災(zāi)害防控技術(shù)。

（b）抽水蓄能裝備

下一步重點是圍繞大容量、高水頭、可變速抽蓄成套和關(guān)鍵設(shè)備開展攻關(guān)，突破變速電機勵磁、軸承等關(guān)鍵零部件瓶頸。

（二）輸變電設(shè)備

截至2021年底，我國已建成投運33條特高壓線路。其中，15條交流特高壓，18條直流特高壓。特高壓工程累計線路長度從2016年的1.7萬公里快速提升至2021年的4.6萬公里，年復(fù)合增長率超過10%。

我國輸變電設(shè)備制造業(yè)通過技術(shù)引進及合作生產(chǎn)，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，三峽輸變電工程的國產(chǎn)化制造，徹底結(jié)束了我國重大輸變電設(shè)備依賴進口的歷史，全面掌握了1000千伏交流、±1100千伏直流及以下等級的輸電技術(shù)，輸電裝備技術(shù)水平、設(shè)備規(guī)模、試驗?zāi)芰Φ染I(lǐng)先世界。具備1000千伏特高壓變壓器、320兆乏及以下容量系列電抗器、特高壓氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）、特高壓氣體絕緣金屬封閉母線（GIL）（除高容差觸頭外）、特高壓串聯(lián)補償裝置等特高壓交流輸變電裝備研制能力；特大功率晶閘管器件、±1100千伏換流閥、換流變壓器及其關(guān)鍵零部件、特高壓直流輸電控制保護系統(tǒng)等特高壓直流輸變電裝備研制能力。同時在多端柔性直流輸電、異步聯(lián)網(wǎng)直流輸電等領(lǐng)域，裝備制造企業(yè)依托示范工程，自主攻關(guān)了一批如換流閥、直流斷路器核心裝備研制?？傮w看來，我國特高壓技術(shù)與設(shè)備制造領(lǐng)域現(xiàn)已形成了功能齊全、綜合指標(biāo)居世界領(lǐng)先水平的實驗研究體系。

在電網(wǎng)投資方面，國家電網(wǎng)2022年度工作會議上，國家電網(wǎng)公司董事長辛保安指出，2022年國家電網(wǎng)發(fā)展總投入目標(biāo)為5795億元，其中，計劃電網(wǎng)投資5012億元。明確提到，要高質(zhì)量推進白鶴灘-浙江特高壓直流、川藏鐵路施工供電二期等重點工程建設(shè)。年內(nèi)建成投運白鶴灘-江蘇、荊門-武漢等特高壓以及閩粵聯(lián)網(wǎng)、500千伏雄安東等重點工程。因地制宜推進地區(qū)網(wǎng)架優(yōu)化和配電網(wǎng)建設(shè)改造，建設(shè)堅強智能城市配電網(wǎng)，實施農(nóng)網(wǎng)鞏固提升工程，加快新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設(shè)。

從行業(yè)當(dāng)前發(fā)展來看，輸變電設(shè)備下一步重點放在以下幾個方面：一是戰(zhàn)略性、前瞻性輸變電設(shè)備核心技術(shù)攻關(guān)，支撐建設(shè)適應(yīng)大規(guī)?？稍偕茉春头植际诫娫从押貌⒕W(wǎng)、源網(wǎng)荷雙向互動、智能高效的先進電網(wǎng)；二是強化短板技術(shù)攻關(guān)，推進關(guān)鍵核心部件國產(chǎn)化替代，保障產(chǎn)業(yè)鏈安全；三是加強數(shù)字技術(shù)融合，推動輸變電設(shè)備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型。

（三）新能源與新型電力系統(tǒng)裝備

（1）核電

截至2021年底，全國核電裝機容量5326萬千瓦，比上年增長6.8%，占我國電力總裝機的2.2%，發(fā)電量4075億千瓦時，占全國發(fā)電量的4.9%。

截至2021年底，我國商運核電機組達到51臺，總裝機容量為5327.5萬千瓦，僅次于美國、法國，位列全球第三，核電總裝機容量占全國電力裝機總量的2.27%；在建核電機組裝機容量十余年保持全球第一。

“華龍一號”國內(nèi)外首堆——福建福清核電5號機組標(biāo)志著我國在三代核電技術(shù)領(lǐng)域躋身世界前列，成為繼美國、法國、俄羅斯等國家之后，真正掌握自主三代核電技術(shù)的國家，我國核電技術(shù)水平和綜合實力已躋身世界第一方陣。石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程——全球首個并網(wǎng)發(fā)電的第四代高溫氣冷堆核電項目，標(biāo)志著我國成為世界少數(shù)幾個掌握第四代核能技術(shù)的國家之一，意味著在該領(lǐng)域我國成為世界核電技術(shù)的領(lǐng)跑者。大型先進壓水堆重大科技專項“國和一號”示范工程建設(shè)進展順利，示范快堆1、2號機組于2017年、2020年先后開工建設(shè)，多功能模塊化小型堆“玲瓏一號”示范工程開工建設(shè)，陸上小型壓水堆及海洋核動力平臺的研發(fā)持續(xù)開展，液態(tài)燃料釷基熔鹽實驗堆工程建設(shè)正在穩(wěn)步推進，鉛基快堆等研發(fā)取得重要進展。在聚變堆研發(fā)方面，世界首個全超導(dǎo)大型托卡馬克裝置東方超環(huán)（EAST）不斷刷新在一億度超高溫度下運行時間記錄，新一代“人造太陽”裝置中國環(huán)流器二號M（HL-2M）置建成并實現(xiàn)首次放電。

下一步工作將圍繞提升核電技術(shù)裝備水平及項目經(jīng)濟性方向，加強戰(zhàn)略性、前瞻性核能技術(shù)創(chuàng)新關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)方向，推進核能全產(chǎn)業(yè)鏈上下游可持續(xù)發(fā)展方向重點展開。

（2）風(fēng)電

截至2021年底，風(fēng)電裝機容量達3.3億千瓦，同比增長16.6%；其中，陸上風(fēng)電3.0億千瓦，海上風(fēng)電2639萬kW。裝機容量連續(xù)11年保持世界第一。

風(fēng)電裝備制造通過自主研發(fā)、引進消化、吸收再創(chuàng)新等已形成較為完整的產(chǎn)業(yè)集群，從北方平原到南方高原山地、到潮間帶、海上實現(xiàn)了裝機范圍的全面覆蓋，現(xiàn)階段海上13.6兆瓦機組成功下線，陸上6.7兆瓦機組成功吊裝，大功率風(fēng)電機組已逐漸成為市場主流。我國“三北”地區(qū)的陸上風(fēng)電新建項目度電成本可以達到0.16元/千瓦時、中東南部區(qū)域可以達到0.34元/千瓦時，大部分新建陸上風(fēng)電項目已經(jīng)具備平價上網(wǎng)的條件。

目前形成了葉片、機艙、齒輪箱、鋼結(jié)構(gòu)件等完整產(chǎn)業(yè)鏈。發(fā)電機、齒輪箱、主軸、變槳偏航軸承、驅(qū)動電機等大型機械元件已實現(xiàn)國產(chǎn)化，國產(chǎn)變槳系統(tǒng)可靠性能逐漸提升，風(fēng)電連續(xù)多年新增裝機居全球首位，成為全球第一風(fēng)電大國。

下一步行業(yè)發(fā)展重點將放在裝備大型化發(fā)展、海上風(fēng)電向深海遠海轉(zhuǎn)移以及退役風(fēng)電機組循環(huán)利用這三個方向；除短板技術(shù)突破外，在技術(shù)創(chuàng)新方面，開展提升風(fēng)電機組發(fā)電功率技術(shù)研發(fā)。

（3）光伏

2021年，我國光伏累計裝機量、新增裝機量、多晶硅產(chǎn)量、光伏組件產(chǎn)量，已分別連續(xù)7年、9年、11年、15年位居全球首位，國內(nèi)累計裝機量從2012年底的650萬千瓦增至2022年9月的3.58億千瓦。光伏全產(chǎn)業(yè)鏈通過自主創(chuàng)新、降本增效，產(chǎn)業(yè)及服務(wù)體系已具成果，晶硅電池、薄膜電池最高轉(zhuǎn)換效率多次創(chuàng)造世界紀錄，量產(chǎn)單/多晶電池平均轉(zhuǎn)換效率分別達到22.8%和20.8%。我國光伏產(chǎn)業(yè)已實現(xiàn)每3年一次技術(shù)和產(chǎn)線升級迭代，多晶硅生產(chǎn)綜合電耗已降到66.5千瓦時/千克多晶硅，單爐致密占比為70%~80%；182毫米、210毫米大尺寸硅片正在逐步進入市場；組件主流功率超過450瓦，此外在晶硅電池技術(shù)方面領(lǐng)先全球，鈣鈦礦、有機電池等實驗室效率也在世界前列，有機疊層電池和薄膜電池保持著世界紀錄。從多晶硅、硅片、電池、組件主要制造環(huán)節(jié)，到漿料、背板、光伏支架、逆變器等原輔材與配套設(shè)備，我國已形成全球最完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，并且供應(yīng)鏈基本自主可控，總體看來，我國光伏引領(lǐng)著全球光伏技術(shù)進步。

“十四五”期間，光伏產(chǎn)業(yè)聚焦重點放在降本增效光伏電池技術(shù)、與其他可再生能源互補技術(shù)以及光伏回收再利用技術(shù)等。

（4）新型儲能

2021年底新型儲能累計裝機超過400萬千瓦，新型儲能的累計裝機規(guī)模為2540萬千瓦，同比增長67.7%，其中，鋰離子電池占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，市場份額超過90%。新型儲能中，鋰離子電池和壓縮空氣均有10萬千瓦級項目并網(wǎng)運行，特別是后者，在2021年實現(xiàn)了跨越式增長，新增投運規(guī)模17萬千瓦，接近2020年底累計裝機規(guī)模的15倍 。

在能源轉(zhuǎn)型的背景下，推動儲能規(guī)?；l(fā)展，技術(shù)攻關(guān)和突破是關(guān)鍵，主要包括多元化技術(shù)、全過程安全技術(shù)、智慧調(diào)控技術(shù)、創(chuàng)新智慧調(diào)控技術(shù)等領(lǐng)域，加快核心技術(shù)自主化，提升新型儲能領(lǐng)域創(chuàng)新能力等。

（未完待續(xù)）