電力裝備高質量發展總體情況及存在問題

／機械工業北京電工技術經濟研究所 亢榮／

愈演愈烈的國際格局將影響產業鏈和供應鏈。攻克“卡脖子”的技術，確保自主可控，比歷史上任何時期都更緊迫，推進國產替代的步伐亟需加快。

一、總體情況

（一）指導思想

以習近平總書記新時代中國特色社會主義思想為指導，全面貫徹黨的十九大和十九屆歷次全會精神，弘揚偉大建黨精神，堅持穩中求進工作總基調，完整、準確、全面貫徹新發展理念，加快構建新發展格局，全面深化改革開放，堅持創新驅動發展，推動電力裝備高質量發展。

（二）電器工業取得的成績

（1）我國電力裝備行業基本情況

2021年電工行業企業數27625家，同比增長8.1%；2021年行業資產總額達到89199.1億元，近10年資產年均增長率9%；主營業收入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%，電力裝備行業整體經濟形勢保持平穩發展。

2021年，全國發電裝機容量237692萬kW，同比增長7.9%。其中，非化石能源裝機容量為11.2億kW，占總裝機容量比重為47.0%，歷史上首次超過煤電裝機規模。

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

（2） 電力裝備企業“走出去”情況

當前，綠色低碳發展已成為全球普遍共識和眾多國家的實際行動，光伏、風電、氫能、儲能等非水可再生能源發電在全球電力行業中的地位快速提升。中國高度重視“雙碳”工作，“30·60”目標展現了中國作為一個發展中國家的負責任大國的擔當。作為全球最大的可再生能源市場和設備制造國，中國已成為全球能源綠色低碳轉型發展的主力軍。

2021年電力裝備行業進口金額為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，發電設備出口規模保持穩定，可再生能源設備出口規模占比提高。

2021年全國出口發電機組915.6萬kW，同比增長0.1%，占發電設備產量的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。其中出口水電機組181.2萬kW，同比增長27.7%；火電機組633.5萬kW，同比下降8.1%；風電機組100.9萬kW，同比增長20.0%，可再生能源設備出口產量占比提高6.1個百分點。2021年國內企業新接發電機組出口訂單1095.5萬kW。

據中國機電產品進出口商會統計，2021年，中國企業簽約境外電力項目667個，比2020年增長24.4%；簽約發電裝機容量6673.1萬kW，其中在“一帶一路”沿線國家市場簽約電力項目355個，占全部簽約項目數的53.2%；項目金額309.2億美元，比2020年同期回落3.0%，占全部簽約項目總金額的61.5%。中國企業在RCEP區域國家簽約項目229個，項目總金額112.7億美元，占全部簽約項目總金額的22.4%。

二、存在的問題

（一）上游原材料領域

愈演愈烈的國際格局將影響產業鏈和供應鏈。攻克“卡脖子”的技術，確保自主可控，比歷史上任何時期都更緊迫，推進國產替代的步伐亟需加快。

（1）工業軟件方面

1）三維幾何建模引擎是三維CAD軟件最核心的底層技術，是目前三維CAD領域最關鍵的“卡脖子”技術，幾何約束求解引擎是公認的CAD參數化設計的關鍵核心技術，是CAD的關鍵基礎組件，技術難度大，可靠性要求極高，目前被國外壟斷。

2）數據庫軟件：國外建立的時間較長，數據量大，全球各地很多科學家養成了到其上面檢索、搜集相關資料的習慣。

3）工業控制軟件：國際工業軟件巨頭通常同時開發多個互相配套的軟件，如PLM將CAD、CAE以及產品數據管理PDM 等系統銜接一體，使企業能夠對產品從設計、研發到生產、報廢等全生命周期的設計及信息進行高效的應用、集成與管理。

（2）發電設備領域

風電專用的大型軸承、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、風電用海纜等集中在國外幾個大供應商，存在明顯的“卡脖子”風險。世界前八大的軸承廠商均為國際品牌，占據了中國50%以上、全球70%以上的市場份額。我國只能設計生產部分軸承，大尺寸軸承的研發主要依賴國外廠商，風電行業齒輪箱中應用的小型軸承大部分也依賴國際品牌。在行業需求旺盛時，往往成為行業產能短板。

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

光伏發電零部件供應短板。急需改變諸如功率半導體IGBT和集成電路DSP、AD轉換芯片、高性能核心控制器等受制于人的現狀。

（3）輸變電領域

核心材料嚴重依賴進口，存在“卡脖子”現象，這些問題涉及整個產業鏈。如：高性能環氧樹脂基材交聯網絡結構的構筑與納米改性方法；電容器用聚丙烯粒料；超高導磁材料；海上風電系統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）和部分工業軟件領域嚴重依賴進口。

（二）裝備技術領域

（1）新定位下火電設備的安全可靠性問題

近年來，火電機組普遍進行配煤摻燒，頻繁參與調峰運行，運行工況大幅偏離原設計工況，對設備可靠性、設備壽命造成了較大影響。為推動碳達峰，促進新能源消納，火電機組必然還將進一步開展深度調峰，部分機組可能兩班制運行或常態停機、頂峰應急，其安全可靠性、問題將更加突出，必須予以重視，加強研究。

（2）“新能源+儲能”和“火電+CCUS”兩條技術路線全生命周期的技術成熟度、經濟性比較問題

“新能源+儲能”和“火電+CCUS”是為實現碳達峰碳中和要求，發電側的兩個核心技術路線。前期“新能源+儲能”技術路線受到的重視較多，通過可再生能源優先上網、新能源強制配備儲能等政策要求得到了較快發展，設備制造和機組運營都有一定的盈利模式；而“火電+CCUS”還處于示范探索階段，現有項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路線。應從全局和全生命周期角度，充分研究“新能源+儲能”與“火電+CCUS”兩條技術路線的經濟性，考慮資源稟賦、技術發展成熟度等多種因素的制約，研判兩條技術路線的發展趨勢，為研發投入、政策制定和電源建設提供參考。

（3）面臨標準不完備的挑戰

“碳達峰、碳中和”背景下，電力裝備相關的標準、試驗檢測方法、認證體系等缺失或不全，不能支撐未來產業的發展需求。

（三）能源結構的變化給企業轉型發展提出了挑戰

在“雙碳”目標下，傳統電力裝備產業面臨生產管理、技術產品等多方面的轉型抉擇，企業是否應該轉型、轉型方向是否正確、轉型方案是否經濟可行等均關乎企業生存問題。

（四）適應市場人才與裝備制造業發展需求不匹配

現有人才隊伍的專業知識結構不能滿足企業發展的需要。制造企業生產技術專業人才較多，高級管理人才和專門人才相對較少，特別是缺乏熟悉經營戰略、市場預測、金融、財會、經貿、證券、法律等方面的復合型人才。需要針對電力行業發展、設備制造業研發計劃開展有計劃的人才培養。

（五）海外投資政治風險變幻莫測

受疫情及國際格局變遷影響，政治風險呈現新動向。這可能引發目標國政局動蕩和投資政策變更，嚴重者可能造成大范圍的經貿沖突，從而對全球投資信心造成影響。中美、俄美、美歐關系在未來一定時期內仍將延續當前狀態，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《中導條約》及《開放天空條約》，僅有的《新削減戰略武器條約》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后建立起來的軍控體系，破壞地區間軍事互信，嚴重影響全球政治穩定性。

三、對策建議

1）在計算硬件、平臺軟件、人工智能算法庫等基礎領域應加強自主化技術研究。研發自主可控的軟件，同時給予研發資金、應用驗證、推廣支持。推動電力設備數據共享，發揮數據價值是智慧電廠各項功能模塊發揮作用的關鍵手段，實現電力生產過程的智能監測、智能控制、智能診斷要基于新的智能化監測裝置和手段，充分挖掘現有設備數據的價值。

2）建議國家引導相關企業和科研機構進一步加大在大規模儲能、新型電工材料、新型直流輸電柔性直流輸配電、電力調度具有重要影響力的原創技術的產出，增強新型電力系統的科技支撐力和產業帶動力。

3）鼓勵自主創新，加大科研創新支持力度，鼓勵企業通過自主創新，對成功研制國際領先或填補國內空白裝備的企業進行表彰；進一步完善知識產權保護政策，保障創新企業的切實權益；利用國家重點實驗室、國家研發創新平臺等公共科技服務資源，支持節能降碳技術研究與關鍵裝備研制，降低新技術應用推廣成本。

利用產學研用聯合和跨行業的聯合體進行攻關。系統聚集內外創新資源，積極開展行業重大關鍵核心技術攻關，打造更高層面的協同創新能力。實施電力裝備產業鏈鍛長補短、強鏈備鏈計劃，提升產業鏈供應鏈自主可控能力。制定產業地圖，利用市場化機制，培育具有較強國際競爭引領力的低碳零碳電力裝備和再電氣化設備骨干企業和產業集群。

4）設立國家級公共服務平臺，牽頭組織綠色低碳技術評估、共性技術研究，開展碳達峰碳中和相關標準制修訂，提供檢測、認證服務，引導行業規范化發展，強化全生命周期的檢驗檢測能力，為構建以新能源為主體的新型電力系統奠定基礎。

5）樹立以人為本的戰略觀念，建立有效的人才激勵機制，培養高水平復合型人才。要求夯實人力資源管理基礎，提高人才引進的專業性與效率，強化高層次人才引進工作；以競爭性與市場化為導向，探索建立以奮斗者為本的激勵機制；整合內外部學習資源，建立完善發展保障體系；提高人才使用效率，優化人才配置。

6）充分發揮協會等行業組織的平臺作用，定期編制發布綠色技術、裝備、產品目錄等，加速戰略儲備類項目的產業化。重點研發消納高比例新能源輸電技術和裝備、重工業退煤脫碳技術和裝備、再電氣化的市場機制和技術裝備、氫能生產儲運應用場景及技術裝備等應用場景及技術裝備。組織制定重大技術推廣方案和供需對接指南。探索綠色低碳技術推廣新機制。

7）強化頂層設計，引導行業資源優化配置、轉型升級，促進新能源更大規模并網，加速新能源及儲能產業等融合發展，建議加強頂層設計，由相關部委牽頭，聯合其他機構，設立“電力裝備碳達峰碳中和關鍵技術研究與示范”重點專項，統籌推進科技創新支撐引領碳達峰碳中和工作，提出我國電力裝備行業助力碳達峰碳中和發展路徑，引導行業技術創新升級。

8）投資前充分考慮我國與東道國的關系、雙邊合作領域、東道國的政治主張、對外資態度等相關情況，盡力處理好與東道國政府及相關機構的關系，并積極協調項目各方，合理測算項目收益，在情景模擬和壓力測試時，應考慮政治風險因素，為項目留出利潤空間，并盡可能購買海外投資保險，將風險轉移至保險機構，力圖將政治風險影響降到最低，如遇到問題，加強與東道國政府和我國經商參贊處溝通。

9）積極適應境外電力項目從火電為主的化石能源向綠色能源轉向的大趨勢，加快發展綠色能源業務，充分利用大數據、人工智能、物聯網、區塊鏈等技術提升改造傳統業務，全面提升行業綠色安全發展水平。加大歐美、中東等新興中高端市場開發力度，實現從EPC向投建營一體化的轉型。