電力裝備高質(zhì)量發(fā)展總體情況及存在問題

／機(jī)械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所 亢榮／

愈演愈烈的國際格局將影響產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈。攻克“卡脖子”的技術(shù)，確保自主可控，比歷史上任何時(shí)期都更緊迫，推進(jìn)國產(chǎn)替代的步伐亟需加快。

一、總體情況

（一）指導(dǎo)思想

以習(xí)近平總書記新時(shí)代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，全面貫徹黨的十九大和十九屆歷次全會精神，弘揚(yáng)偉大建黨精神，堅(jiān)持穩(wěn)中求進(jìn)工作總基調(diào)，完整、準(zhǔn)確、全面貫徹新發(fā)展理念，加快構(gòu)建新發(fā)展格局，全面深化改革開放，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，推動電力裝備高質(zhì)量發(fā)展。

（二）電器工業(yè)取得的成績

（1）我國電力裝備行業(yè)基本情況

2021年電工行業(yè)企業(yè)數(shù)27625家，同比增長8.1%；2021年行業(yè)資產(chǎn)總額達(dá)到89199.1億元，近10年資產(chǎn)年均增長率9%；主營業(yè)收入59320.2億元，近10年年均增長率1.7%；2021年利潤總額4555.5億元，近10年年均增長率為5.6%，電力裝備行業(yè)整體經(jīng)濟(jì)形勢保持平穩(wěn)發(fā)展。

2021年，全國發(fā)電裝機(jī)容量237692萬kW，同比增長7.9%。其中，非化石能源裝機(jī)容量為11.2億kW，占總裝機(jī)容量比重為47.0%，歷史上首次超過煤電裝機(jī)規(guī)模。

2021年，全國新增水電并網(wǎng)容量2349萬kW，為“十三五”以來年投產(chǎn)最多。截至2021年12月底，全國水電裝機(jī)容量達(dá)39092萬kW（含抽水蓄能3639萬kW），同比增長5.6%，占全部裝機(jī)容量的16.4%。全國火電裝機(jī)容量達(dá)129678萬kW，同比增長4.1%，占全部裝機(jī)容量的54.6%。其中，煤電裝機(jī)容量為110901萬kW，同比增長2.8%，占全部裝機(jī)容量的46.7%；氣電裝機(jī)容量為10859萬kW，同比增長8.9%，占全部裝機(jī)容量的4.6%；生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量為3797萬kW，同比增長27.1%，占全部裝機(jī)容量的1.6%。全國核電裝機(jī)容量達(dá)5326萬kW，同比增長6.8%，占全部裝機(jī)容量的2.2%。全國風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)4757萬kW，為“十三五”以來年投產(chǎn)第二多，其中陸上風(fēng)電新增裝機(jī)3067萬kW、海上風(fēng)電新增裝機(jī)1690萬kW。截至2021年底，全國并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)32848萬kW（含陸上風(fēng)電30209萬kW、海上風(fēng)電2639萬kW），同比增長16.6%，占全部裝機(jī)容量的13.8%。全國光伏新增裝機(jī)5493萬kW，為歷年以來年投產(chǎn)最多。截至2021年底，全國并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)30656萬kW（含光伏發(fā)電30599萬kW、光熱發(fā)電57萬kW），同比增長20.9%，占全部裝機(jī)容量的12.9%。

（2） 電力裝備企業(yè)“走出去”情況

當(dāng)前，綠色低碳發(fā)展已成為全球普遍共識和眾多國家的實(shí)際行動，光伏、風(fēng)電、氫能、儲能等非水可再生能源發(fā)電在全球電力行業(yè)中的地位快速提升。中國高度重視“雙碳”工作，“30·60”目標(biāo)展現(xiàn)了中國作為一個(gè)發(fā)展中國家的負(fù)責(zé)任大國的擔(dān)當(dāng)。作為全球最大的可再生能源市場和設(shè)備制造國，中國已成為全球能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的主力軍。

2021年電力裝備行業(yè)進(jìn)口金額為484.6億美元，同比增長14.7%。出口金額為1389.1億美元，同比增長5.9%。

其中，發(fā)電設(shè)備出口規(guī)模保持穩(wěn)定，可再生能源設(shè)備出口規(guī)模占比提高。

2021年全國出口發(fā)電機(jī)組915.6萬kW，同比增長0.1%，占發(fā)電設(shè)備產(chǎn)量的6.8%，主要出口到印尼、柬埔寨、巴基斯坦、尼泊爾、越南、巴西等國。其中出口水電機(jī)組181.2萬kW，同比增長27.7%；火電機(jī)組633.5萬kW，同比下降8.1%；風(fēng)電機(jī)組100.9萬kW，同比增長20.0%，可再生能源設(shè)備出口產(chǎn)量占比提高6.1個(gè)百分點(diǎn)。2021年國內(nèi)企業(yè)新接發(fā)電機(jī)組出口訂單1095.5萬kW。

據(jù)中國機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)出口商會統(tǒng)計(jì)，2021年，中國企業(yè)簽約境外電力項(xiàng)目667個(gè)，比2020年增長24.4%；簽約發(fā)電裝機(jī)容量6673.1萬kW，其中在“一帶一路”沿線國家市場簽約電力項(xiàng)目355個(gè)，占全部簽約項(xiàng)目數(shù)的53.2%；項(xiàng)目金額309.2億美元，比2020年同期回落3.0%，占全部簽約項(xiàng)目總金額的61.5%。中國企業(yè)在RCEP區(qū)域國家簽約項(xiàng)目229個(gè)，項(xiàng)目總金額112.7億美元，占全部簽約項(xiàng)目總金額的22.4%。

二、存在的問題

（一）上游原材料領(lǐng)域

愈演愈烈的國際格局將影響產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈。攻克“卡脖子”的技術(shù)，確保自主可控，比歷史上任何時(shí)期都更緊迫，推進(jìn)國產(chǎn)替代的步伐亟需加快。

（1）工業(yè)軟件方面

1）三維幾何建模引擎是三維CAD軟件最核心的底層技術(shù)，是目前三維CAD領(lǐng)域最關(guān)鍵的“卡脖子”技術(shù)，幾何約束求解引擎是公認(rèn)的CAD參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵核心技術(shù)，是CAD的關(guān)鍵基礎(chǔ)組件，技術(shù)難度大，可靠性要求極高，目前被國外壟斷。

2）數(shù)據(jù)庫軟件：國外建立的時(shí)間較長，數(shù)據(jù)量大，全球各地很多科學(xué)家養(yǎng)成了到其上面檢索、搜集相關(guān)資料的習(xí)慣。

3）工業(yè)控制軟件：國際工業(yè)軟件巨頭通常同時(shí)開發(fā)多個(gè)互相配套的軟件，如PLM將CAD、CAE以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM 等系統(tǒng)銜接一體，使企業(yè)能夠?qū)Ξa(chǎn)品從設(shè)計(jì)、研發(fā)到生產(chǎn)、報(bào)廢等全生命周期的設(shè)計(jì)及信息進(jìn)行高效的應(yīng)用、集成與管理。

（2）發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域

風(fēng)電專用的大型軸承、大功率變流器功率單元、葉片專用碳纖維材料和巴沙木材料、風(fēng)電用海纜等集中在國外幾個(gè)大供應(yīng)商，存在明顯的“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。世界前八大的軸承廠商均為國際品牌，占據(jù)了中國50%以上、全球70%以上的市場份額。我國只能設(shè)計(jì)生產(chǎn)部分軸承，大尺寸軸承的研發(fā)主要依賴國外廠商，風(fēng)電行業(yè)齒輪箱中應(yīng)用的小型軸承大部分也依賴國際品牌。在行業(yè)需求旺盛時(shí)，往往成為行業(yè)產(chǎn)能短板。

核電部分國產(chǎn)的關(guān)鍵原材料和部件，如大型鑄鍛件、高精度儀表儀器、焊材等存在質(zhì)量不穩(wěn)定、成品率低等問題，與國外先進(jìn)國家相比仍然存在較大差距，質(zhì)量、工期、成本等方面還不能完全滿足核電發(fā)展的需求。

光伏發(fā)電零部件供應(yīng)短板。急需改變諸如功率半導(dǎo)體IGBT和集成電路DSP、AD轉(zhuǎn)換芯片、高性能核心控制器等受制于人的現(xiàn)狀。

（3）輸變電領(lǐng)域

核心材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口，存在“卡脖子”現(xiàn)象，這些問題涉及整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。如：高性能環(huán)氧樹脂基材交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑與納米改性方法；電容器用聚丙烯粒料；超高導(dǎo)磁材料；海上風(fēng)電系統(tǒng)與成套中超高壓直流電纜用絕緣料等方面。核心零部件（包括絕緣拉桿、電阻片、IGBT等）和部分工業(yè)軟件領(lǐng)域嚴(yán)重依賴進(jìn)口。

（二）裝備技術(shù)領(lǐng)域

（1）新定位下火電設(shè)備的安全可靠性問題

近年來，火電機(jī)組普遍進(jìn)行配煤摻燒，頻繁參與調(diào)峰運(yùn)行，運(yùn)行工況大幅偏離原設(shè)計(jì)工況，對設(shè)備可靠性、設(shè)備壽命造成了較大影響。為推動碳達(dá)峰，促進(jìn)新能源消納，火電機(jī)組必然還將進(jìn)一步開展深度調(diào)峰，部分機(jī)組可能兩班制運(yùn)行或常態(tài)停機(jī)、頂峰應(yīng)急，其安全可靠性、問題將更加突出，必須予以重視，加強(qiáng)研究。

（2）“新能源+儲能”和“火電+CCUS”兩條技術(shù)路線全生命周期的技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)性比較問題

“新能源+儲能”和“火電+CCUS”是為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和要求，發(fā)電側(cè)的兩個(gè)核心技術(shù)路線。前期“新能源+儲能”技術(shù)路線受到的重視較多，通過可再生能源優(yōu)先上網(wǎng)、新能源強(qiáng)制配備儲能等政策要求得到了較快發(fā)展，設(shè)備制造和機(jī)組運(yùn)營都有一定的盈利模式；而“火電+CCUS”還處于示范探索階段，現(xiàn)有項(xiàng)目均以科技示范的形式開展，目前幾乎沒有盈利模式，在能源保供壓力和雙碳的雙重壓力下，“火電+CCUS”也有希望成為有競爭力的技術(shù)路線。應(yīng)從全局和全生命周期角度，充分研究“新能源+儲能”與“火電+CCUS”兩條技術(shù)路線的經(jīng)濟(jì)性，考慮資源稟賦、技術(shù)發(fā)展成熟度等多種因素的制約，研判兩條技術(shù)路線的發(fā)展趨勢，為研發(fā)投入、政策制定和電源建設(shè)提供參考。

（3）面臨標(biāo)準(zhǔn)不完備的挑戰(zhàn)

“碳達(dá)峰、碳中和”背景下，電力裝備相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)檢測方法、認(rèn)證體系等缺失或不全，不能支撐未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。

（三）能源結(jié)構(gòu)的變化給企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展提出了挑戰(zhàn)

在“雙碳”目標(biāo)下，傳統(tǒng)電力裝備產(chǎn)業(yè)面臨生產(chǎn)管理、技術(shù)產(chǎn)品等多方面的轉(zhuǎn)型抉擇，企業(yè)是否應(yīng)該轉(zhuǎn)型、轉(zhuǎn)型方向是否正確、轉(zhuǎn)型方案是否經(jīng)濟(jì)可行等均關(guān)乎企業(yè)生存問題。

（四）適應(yīng)市場人才與裝備制造業(yè)發(fā)展需求不匹配

現(xiàn)有人才隊(duì)伍的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)不能滿足企業(yè)發(fā)展的需要。制造企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)人才較多，高級管理人才和專門人才相對較少，特別是缺乏熟悉經(jīng)營戰(zhàn)略、市場預(yù)測、金融、財(cái)會、經(jīng)貿(mào)、證券、法律等方面的復(fù)合型人才。需要針對電力行業(yè)發(fā)展、設(shè)備制造業(yè)研發(fā)計(jì)劃開展有計(jì)劃的人才培養(yǎng)。

（五）海外投資政治風(fēng)險(xiǎn)變幻莫測

受疫情及國際格局變遷影響，政治風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)新動向。這可能引發(fā)目標(biāo)國政局動蕩和投資政策變更，嚴(yán)重者可能造成大范圍的經(jīng)貿(mào)沖突，從而對全球投資信心造成影響。中美、俄美、美歐關(guān)系在未來一定時(shí)期內(nèi)仍將延續(xù)當(dāng)前狀態(tài)，未來中美、俄美之間的博弈可能將有所升級。近些年，美國接連退出《中導(dǎo)條約》及《開放天空條約》，僅有的《新削減戰(zhàn)略武器條約》成為美俄之間唯一的軍控條約。美國單邊行為正在逐步摧毀戰(zhàn)后建立起來的軍控體系，破壞地區(qū)間軍事互信，嚴(yán)重影響全球政治穩(wěn)定性。

三、對策建議

1）在計(jì)算硬件、平臺軟件、人工智能算法庫等基礎(chǔ)領(lǐng)域應(yīng)加強(qiáng)自主化技術(shù)研究。研發(fā)自主可控的軟件，同時(shí)給予研發(fā)資金、應(yīng)用驗(yàn)證、推廣支持。推動電力設(shè)備數(shù)據(jù)共享，發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值是智慧電廠各項(xiàng)功能模塊發(fā)揮作用的關(guān)鍵手段，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)過程的智能監(jiān)測、智能控制、智能診斷要基于新的智能化監(jiān)測裝置和手段，充分挖掘現(xiàn)有設(shè)備數(shù)據(jù)的價(jià)值。

2）建議國家引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)一步加大在大規(guī)模儲能、新型電工材料、新型直流輸電柔性直流輸配電、電力調(diào)度具有重要影響力的原創(chuàng)技術(shù)的產(chǎn)出，增強(qiáng)新型電力系統(tǒng)的科技支撐力和產(chǎn)業(yè)帶動力。

3）鼓勵(lì)自主創(chuàng)新，加大科研創(chuàng)新支持力度，鼓勵(lì)企業(yè)通過自主創(chuàng)新，對成功研制國際領(lǐng)先或填補(bǔ)國內(nèi)空白裝備的企業(yè)進(jìn)行表彰；進(jìn)一步完善知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)政策，保障創(chuàng)新企業(yè)的切實(shí)權(quán)益；利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家研發(fā)創(chuàng)新平臺等公共科技服務(wù)資源，支持節(jié)能降碳技術(shù)研究與關(guān)鍵裝備研制，降低新技術(shù)應(yīng)用推廣成本。

利用產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合和跨行業(yè)的聯(lián)合體進(jìn)行攻關(guān)。系統(tǒng)聚集內(nèi)外創(chuàng)新資源，積極開展行業(yè)重大關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，打造更高層面的協(xié)同創(chuàng)新能力。實(shí)施電力裝備產(chǎn)業(yè)鏈鍛長補(bǔ)短、強(qiáng)鏈備鏈計(jì)劃，提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控能力。制定產(chǎn)業(yè)地圖，利用市場化機(jī)制，培育具有較強(qiáng)國際競爭引領(lǐng)力的低碳零碳電力裝備和再電氣化設(shè)備骨干企業(yè)和產(chǎn)業(yè)集群。

4）設(shè)立國家級公共服務(wù)平臺，牽頭組織綠色低碳技術(shù)評估、共性技術(shù)研究，開展碳達(dá)峰碳中和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制修訂，提供檢測、認(rèn)證服務(wù)，引導(dǎo)行業(yè)規(guī)范化發(fā)展，強(qiáng)化全生命周期的檢驗(yàn)檢測能力，為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

5）樹立以人為本的戰(zhàn)略觀念，建立有效的人才激勵(lì)機(jī)制，培養(yǎng)高水平復(fù)合型人才。要求夯實(shí)人力資源管理基礎(chǔ)，提高人才引進(jìn)的專業(yè)性與效率，強(qiáng)化高層次人才引進(jìn)工作；以競爭性與市場化為導(dǎo)向，探索建立以奮斗者為本的激勵(lì)機(jī)制；整合內(nèi)外部學(xué)習(xí)資源，建立完善發(fā)展保障體系；提高人才使用效率，優(yōu)化人才配置。

6）充分發(fā)揮協(xié)會等行業(yè)組織的平臺作用，定期編制發(fā)布綠色技術(shù)、裝備、產(chǎn)品目錄等，加速戰(zhàn)略儲備類項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化。重點(diǎn)研發(fā)消納高比例新能源輸電技術(shù)和裝備、重工業(yè)退煤脫碳技術(shù)和裝備、再電氣化的市場機(jī)制和技術(shù)裝備、氫能生產(chǎn)儲運(yùn)應(yīng)用場景及技術(shù)裝備等應(yīng)用場景及技術(shù)裝備。組織制定重大技術(shù)推廣方案和供需對接指南。探索綠色低碳技術(shù)推廣新機(jī)制。

7）強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，引導(dǎo)行業(yè)資源優(yōu)化配置、轉(zhuǎn)型升級，促進(jìn)新能源更大規(guī)模并網(wǎng)，加速新能源及儲能產(chǎn)業(yè)等融合發(fā)展，建議加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，由相關(guān)部委牽頭，聯(lián)合其他機(jī)構(gòu)，設(shè)立“電力裝備碳達(dá)峰碳中和關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”重點(diǎn)專項(xiàng)，統(tǒng)籌推進(jìn)科技創(chuàng)新支撐引領(lǐng)碳達(dá)峰碳中和工作，提出我國電力裝備行業(yè)助力碳達(dá)峰碳中和發(fā)展路徑，引導(dǎo)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新升級。

8）投資前充分考慮我國與東道國的關(guān)系、雙邊合作領(lǐng)域、東道國的政治主張、對外資態(tài)度等相關(guān)情況，盡力處理好與東道國政府及相關(guān)機(jī)構(gòu)的關(guān)系，并積極協(xié)調(diào)項(xiàng)目各方，合理測算項(xiàng)目收益，在情景模擬和壓力測試時(shí)，應(yīng)考慮政治風(fēng)險(xiǎn)因素，為項(xiàng)目留出利潤空間，并盡可能購買海外投資保險(xiǎn)，將風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移至保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，力圖將政治風(fēng)險(xiǎn)影響降到最低，如遇到問題，加強(qiáng)與東道國政府和我國經(jīng)商參贊處溝通。

9）積極適應(yīng)境外電力項(xiàng)目從火電為主的化石能源向綠色能源轉(zhuǎn)向的大趨勢，加快發(fā)展綠色能源業(yè)務(wù)，充分利用大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù)提升改造傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，全面提升行業(yè)綠色安全發(fā)展水平。加大歐美、中東等新興中高端市場開發(fā)力度，實(shí)現(xiàn)從EPC向投建營一體化的轉(zhuǎn)型。