淺析工業電氣發展方向

劉天玉 張恩濤 武雄波

【摘 要】在19世紀和20世紀交替的約20年內，電氣技術的發展可謂突飛猛進，電氣技術的創新層出不窮，各種發電、輸電、配電和用電設備在天才的發明家手中不斷涌現，電氣技術深入到人類改造、征服和利用自然的活動中，在人類經濟活動的各個領域發揮日益顯著的作用。

【關鍵詞】電氣；應用；發展趨勢

電氣技術隨著電能的應用而日趨成熟，一百多年來電氣技術的發展史就是一部探索電能利用形式、最大限度、最經濟利用電能的發明史。電能易于轉化成機械能、熱和光，又是信息的重要載體，并且便于遠距離輸送和分配。這樣的優良特性使得電能由最初用于電照明、電報、電話，擴展到電鍍、電動力以至工業生產的各部門，并迅速進入人類經濟生活的各個領域。

在電氣設備走入千家萬戶的同時，也走進了各廠礦企業，開始電力驅動逐漸進入交通運輸部門。后來將電能轉化為各種機械能的功臣非電動機莫屬，正因為有了電動機，才使我們的生活發生了翻天覆地的變化。

電氣技術的創新和應用從19世紀末期開始在美國和歐洲等地區進入大規模應用階段，隨后慢慢發展到全球各地。近一個多世紀來，電氣技術的應用和創新水平一直是一個國家先進程序的重要標志。1894年，美國借電氣技術革命的重大機遇代替英國，成為全球第一大經濟體，并在到目前為止的一個多世紀里成為全球電氣技術應用的第一大國。而歐洲在至今為止的歲月里一直保持著全球最大的電氣技術供應地區，也是全球最領先的電氣技術創新地區。

電燈、電話、電視、電腦這些生活中隨處可見且越來越必不可少的小東西就根本離不開電；電線、電器、電機這些支持著各個生產車間、廠礦企業生產節奏的電氣設備都直接發源于電；離我們很遠的水電站、火電廠、電力網在左右著人類生活的電力設施是便利生產、生活的力量源泉。當前，無論是城市還是鄉村，無論是工業、商業還是農業，無論是發達國家還是發展中國家，無一能離開電而順暢運行，電氣化已成為人類文明程度的核心標志。

隨著信息技術和電子技術的快速發展，無論發電、輸電、配電，還是電能利用技術都將進行重大的變革和發展，走過一個半世紀、使人類生活變得無比絢麗的電氣技術定將煥發更旺盛的生命力。實際上，電氣技術在進入21世紀的第二個十年之際，正在發生歷史上難遇的巨變。

今天，世界正在發生一場以低碳經濟為代表的深刻變革，作為現？代經濟高效發展核心動力的電能開發和應用正面臨一場空前的革命。以節電、智能電網、可再生能源發電、電動汽車等為代表的新興電氣技術產業已成為全球經濟的制高點和重大戰略產業，電氣技術的創新能力和效率已成為決定一個國家在新時期競爭力的核心產業。電氣技術正處在其一百多年歷史上最具活力的創新期，也是今天人類極具創新空間和創新成效的技術領域。

發展中國家正成為全球電氣技術創新和應用的主戰場，在電氣技術的進一步發展中將扮演日益突出的核心作用。如中國電氣技術創新和應用的發展速度正在超越地球上的所有國家成為全球新興電氣技術最大和極具活力的應用市場，更是全球電氣技術供應商進行技術創新和創新工程應用的首選場所，如中國的超高壓電網建設、新能源發電都已走在世界的最前列。

隨著時間的推移，一批世界領先的電氣技術供應商將在以中國為代表的發展中國家快速成長起來。而以歐洲為代表的傳統領先電氣技術供應商仍將是新興電氣技術創新和應用的領先者，這種格局將維持很長的時間，甚至會得到進一步的加強。而美國和中國這兩個正在進行全球最大電氣技術應用國度角色更替的國家也必將在今后的電氣技術領域進行激烈的競爭，這兩個國家都已經把新興電氣技術產業作為國家今后很長一段時期內的核心戰略產業來規劃，誰能最終領跑全球市場還無法給出結果。

停電已越來越難以讓人接受。電力系統的可靠性在過去幾十年取得了重大進步，但斷電的風險依然存在，電力系統的可靠性將始終是工程技術人員努力的核心課題。可靠穩定的電力供應不僅有助于經濟發展，對氣候變化也有著積極的影響。如電力系統能安全地處理和穩定電網擾動，將需要更少的備用電廠，將帶來更低的排放。

未來20年，節電將能更好地遏制人類二氧化碳的排放。但節電技術目前應用的水平很難令人滿意，還有巨大的潛力。就是在已有的技術基礎上，增效節能的投資一般在兩年內即可通過節約下來的能源開支收回成本，商業機構往往不會放過這種快速回報的投資機會。這需要節電技術供應商和用戶克服很多的障礙，當然進行節電技術的創新也是很重要的。

大力發展太陽能、風能、潮汐或地熱能發電是避免二氧化碳排放的有效方法。隨著技術的改進、轉換效率的提高以及生產成本的下降，這些能源對未來能源的貢獻大大增加。間歇式風力發電是電網穩定的另一大挑戰，需要增加額外儲備。連接遙遠的海上風電場的風電，也需要相應的技術。能源儲存將最終幫助克服間歇性的供電問題，高壓直流電纜技術則是跨海輸電的辦法。這些技術都有待進一步取得突破。

結語：電能的用戶在今天對電力系統的運行擁有更大的發言權，用戶的影響力還將進一步加強，這當然給用電技術帶來了很大的創新空間。已有的技術可以讓用戶清晰地了解任一時刻的實時用電情況及其相應的電費。這對了解發電廠與用戶之間的需求響應關系，減少所需備用電力作用重大。電動汽車技術的突破和規模應用將大大提升電能用戶的地位和影響力。

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