【關鍵詞】裝配式技術；電力工程；低碳化轉型；施工模式

引言

在全球大力推動“雙碳”目標的大背景下，電力行業(yè)作為碳排放的關鍵領域，正面臨著低碳化轉型的巨大壓力。裝配式技術具有“工廠預制、現(xiàn)場裝配”創(chuàng)新模式，改變了傳統(tǒng)電力工程的施工方式。該技術在工廠完成構件預制，既提高了施工效率，又減少了現(xiàn)場污染與資源浪費，為電力行業(yè)實現(xiàn)低碳、高效且可持續(xù)的發(fā)展目標提供了新思路，同時也提供了強有力的技術支撐。

一、裝配式技術的核心優(yōu)勢與低碳化機理

（一）工廠化生產減少現(xiàn)場污染

裝配式技術將傳統(tǒng)施工現(xiàn)場中的鋼筋綁扎、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)轉移到了工廠中，借助標準化的流水線生產構件，在很大程度上減少了粉塵、噪聲以及污水的排放。以西安城投道橋集團禮泉智造基地為例，其依靠光伏發(fā)電、雨水收集等系統(tǒng)，實現(xiàn)了生產潔凈化以及能源低碳化的目標，并被列入國家級綠色工廠的行列之中[1]。

（二）資源利用效率提升

工廠在預制環(huán)節(jié)能夠對材料用量實現(xiàn)精準把控，有效減少材料浪費。以寧波市電力設計院為例，其在超高性能混凝土（UltraHigh Performance Concrete，UHPC）鋼連接混合結構變電站項目運作期間，通過對主體結構設計的優(yōu)化，使UHPC用量縮減了29.5%，同時簡化了安裝工序，最終工期縮短了25天[2]。

（三）施工周期縮短，降低綜合能耗

傳統(tǒng)的電力工程往往需要在現(xiàn)場按照逐層的方式來開展施工工作，裝配式技術則是借助模塊化的拼裝方式提升了施工效率。以福建桃源變電站為例，其工期成功縮短了20%，且施工過程中的能耗也降低了30%[3]。另外，國網浙江海寧所推出的新一代配電自動化系統(tǒng)，憑借著數(shù)智化的調度手段，讓分布式能源和裝配式施工能夠達成高效的協(xié)同狀態(tài)，進而使得能源冗余情況進一步減少。

二、裝配式技術在電力工程中的低碳化實踐

（一）變電站建設的綠色革新

裝配式變電站已經成為電力工程在低碳轉型方面的標桿典范。以湖南省桃源縣500千伏變電站，其裝配化率高達96%，在建設過程中采用了預制電纜溝蓋板、防火墻等一系列構件，使得水泥用量減少15%，碳排放相較于傳統(tǒng)模式降低了40%左右[4]。

（二）輸變電工程的高效推進

當電網出現(xiàn)擴容需求迅猛激增的情況時，裝配式技術可發(fā)揮助力作用，使其能快速做出響應。就國家電網泉州南安石院220千伏變電站而言，其應用了多達16項的模塊化技術，圍墻的安裝效率得以大幅提升，提升幅度達到了50%，同時風險作業(yè)明顯減少，減少比例為60%。通過減少現(xiàn)場作業(yè)量以及降低運輸頻次等舉措，還能夠間接讓化石能源消耗有所降低。

（三）新能源配套設施的協(xié)同發(fā)展

裝配式技術跟分布式能源相互結合起來，有力地推動了“源網荷儲”一體化的發(fā)展進程。如浙江海寧配電網，它借助數(shù)智化平臺接入了多達5 659座光伏電站，且在結合裝配式施工的情況下，達成了“可觀可測可控”的良好成效，使得清潔能源的消納能力得以提升。另外，裝配式升壓站在風電項目以及光伏項目當中應用廣泛，能夠有效縮短并網所需要的周期時長，加快可再生能源替代傳統(tǒng)能源的速度[5]。在典型裝配式電力工程項目減碳效果與經濟效益上進行了對比，如表1所示。

三、裝配式技術對電力工程低碳化轉型的貢獻

傳統(tǒng)施工與裝配式技術的關鍵指標對比如表2所示。

（一）直接減碳效應

施工階段碳排放減少：通過工廠化生產能夠使單位產值的能耗降低，其降低幅度在20%至30%之間[6]。

全生命周期碳足跡優(yōu)化：預制構件具有高耐久性，能夠延長工程的使用年限，同時也能夠在一定程度上減少維護次數(shù)。如裝配式變電站的運維成本僅僅是傳統(tǒng)變電站運維成本的1/3[7]。

（二）間接生態(tài)效益

推動循環(huán)經濟發(fā)展：如鋼材以及混凝土這類材料，若能做好回收再利用工作，便能在一定程度上減輕資源開采的壓力。

支持電網柔性化：裝配式技術與智能配電網改造相適配，能夠提升分布式能源的承載能力，進而防止因過載而重復建設[8]。

（三）政策與市場雙輪驅動

國家層面：2024年出臺的《煤電低碳化改造建設行動方案》明確了對綠色建造技術的支持態(tài)度。裝配式項目能夠優(yōu)先獲得超長期國債等方面的資金扶持。

地方實踐：西安市將裝配式建筑納入鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。通過標準化施工，既降低了鄉(xiāng)村住宅建設成本，又減少了碳排放。

四、挑戰(zhàn)與對策

（一）技術標準化與成本瓶頸

在裝配式電力工程逐步發(fā)展之際，技術標準化方面的問題愈發(fā)凸顯出來。就當下的情況而言，裝配式電力工程還缺少一套統(tǒng)一的設計規(guī)范及標準。在工程實際實施時，構件的定制化情況比較嚴重，使得項目的成本也隨之增加。要知道，定制化構件在生產時，通常都得依據(jù)具體的項目去開展特殊的設計以及加工方面的工作，一方面使得材料成本提高了，另一方面也讓物流以及安裝的復雜程度加大了。為了能妥善處理這一問題，加快制定并進一步完善裝配式電力工程的行業(yè)標準已經變得十分迫切。

首先，要想讓裝配式電力工程得以高效實施并實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，建立一套完備的技術標準體系極為重要。這套體系得把從設計、制造、施工一直到驗收的整個生命周期都涵蓋進去，要保證每個環(huán)節(jié)都有清晰明確的標準以及規(guī)范可供遵循。具體來講，設計方面的標準得保證構件的尺寸、形狀以及性能能夠符合工程的需求，同時還得把未來的維護與升級等情況考慮進去；制造方面的標準要對構件的生產流程、質量把控以及材料的使用作出規(guī)定；施工方面的標準則要在現(xiàn)場安裝和組裝的精確性以及安全性上起到指導作用；驗收方面的標準是用來確保最終產品的質量和性能能夠達到設計所提出的要求。通過這樣一個標準化的體系，構件的通用性以及互換性能夠得到明顯的提升。這也就表明不同的項目之間能夠共用相同的構件，因項目自身的特異性而產生的定制化方面的需求就會有所減少。這不但讓供應鏈管理變得更為簡單了，而且還使得庫存成本以及物流的復雜性都有所降低。除此之外，使用標準化的構件對于質量控制來說也是比較便利的，畢竟每個構件都是經過了嚴格的質量檢驗的，這也就確保了工程的整體質量。

其次，要想降低單位構件成本、提升生產效率，可以采用規(guī)模化生產策略。通過建立預制構件生產基地大規(guī)模生產標準化構件，最大程度地發(fā)揮集中化生產模式的優(yōu)勢。具體而言，規(guī)?；a的首要優(yōu)勢在于批量采購，可以有效降低原材料成本。開展流水線作業(yè)，應用自動化設備，可以極大地提升生產效率，同時也能減少人工成本。最重要的是，在工廠環(huán)境中，可以更加嚴格地控制生產過程，防止出現(xiàn)缺陷與返工情況。同時，與現(xiàn)場施工相比，工廠化生產可以減少粉塵、噪音以及廢水的排放，更有利于環(huán)境保護。比如，通過建立專門的預制構件生產基地，可以實現(xiàn)先進生產設備與技術的集中利用，如數(shù)控切割、自動化焊接、噴涂等技術，不但可以提高生產速度，還可以保證構件的精度和質量。此外，通過優(yōu)化生產流程，可以有效減少材料浪費，提高資源利用率。

（二）產業(yè)鏈協(xié)同不足

裝配式電力工程非常復雜，其核心環(huán)節(jié)包含設計、制造、施工等，輔助環(huán)節(jié)包括材料供應、設備租賃、項目管理等。在眾多環(huán)節(jié)當中，協(xié)同工作具有重要意義。但在實際工作中，這些環(huán)節(jié)常常呈現(xiàn)出協(xié)同不到位的狀況，影響了整個工程的順利推進。在設計階段，可能會因為沒有全面考慮到制造與施工的可行性，導致設計出來的構件在實際制造或施工過程中遇到阻礙，最終延誤工程進度。在制造環(huán)節(jié)，可能會由于設計頻繁變更而需要不斷調整生產計劃，不但影響了生產效率，還會增加制造成本。在施工環(huán)節(jié)，可能會因為構件自身存在質量問題，或在運輸過程中出現(xiàn)延誤，影響工程進度。

要想切實解決以上問題，應構建“產學研用”平臺，其創(chuàng)新性較強，且行之有效?！爱a學研用”平臺可以推動產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)進行深度融合，實現(xiàn)信息、資源以及人才共享的良好局面，提升整個產業(yè)鏈協(xié)同作業(yè)效率。以寧波市電力設計院為例，他們組建的質量管理小組成功攻克了一系列技術難題。小組的成員來自設計、制造、施工等不同領域，且專業(yè)技能極強。他們通過跨領域的合作形式，共同研究、處理實際存在的問題。這樣的團隊協(xié)作模式一方面可以促進知識的相互交流，另一方面可以推動技術的創(chuàng)新發(fā)展。最重要的是，形成了一系列可復制推廣的成功經驗，為其他項目提供了寶貴的參照模板。在項目中進行跨領域合作，可以有效打破傳統(tǒng)的信息壁壘，實現(xiàn)信息高效流通。設計人員可以借助平臺及時了解制造和施工方面的最新情況，制造方則可以通過平臺提前知曉設計變更可能產生的影響，施工方可以利用平臺提前規(guī)劃施工方案，減少不必要的調整與延誤。這樣，項目完成的質量和效率都得到了保證。

（三）數(shù)智化融合深度有待提升

隨著信息技術不斷地快速演進，建筑信息模型以及物聯(lián)網這類技術在裝配式電力工程領域開啟了應用之路。就目前情況來看，這些技術的應用呈現(xiàn)出較為分散的態(tài)勢，全流程數(shù)字化管理還未能廣泛普及。要想進一步提升裝配式電力工程的數(shù)智化水平，在未來就有必要對“云大物移智鏈”技術的集成應用加以深化拓展。其中所說的“云”指代的是云計算技術，其能夠提供強大的數(shù)據(jù)存儲以及處理方面的能力；“大”所指代的是大數(shù)據(jù)技術，借助它能夠對海量的數(shù)據(jù)展開分析，進而從中挖掘出潛在的一些問題；“物”指代的是物聯(lián)網技術，憑借它可以達成設備與系統(tǒng)之間相互的互聯(lián)互通；“移”指代的是移動互聯(lián)網技術，它能讓用戶十分方便地在任何時間、任何地點獲取到相關的信息；“智”指代的是人工智能技術，利用它能夠使決策的智能化程度獲得提高；“鏈”指代的是區(qū)塊鏈技術，通過它能夠確保數(shù)據(jù)具備應有的安全性以及可信度。

結語

裝配式技術通過重構電力工程施工模式，在減排、節(jié)能、增效等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，是推動行業(yè)低碳化轉型的核心抓手。未來需進一步突破技術瓶頸、完善政策框架，并通過全球化合作放大其生態(tài)價值，為構建新型電力系統(tǒng)和實現(xiàn)“雙碳”目標提供堅實支撐。

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