深入學習貫徹黨的二十大精神加快推進電力裝備科技自立自強（下）

／ 機械工業北京電工技術經濟研究所 亢榮／

電工行業覆蓋國民經濟分類4個大類，10個中類，41個小類，產品涉及發電到輸變電設備再到用電等多個領域。隨著我國經濟進入新常態和新發展理念的全面推行，高投入、高消耗、高污染、低效益的電力裝備粗放型發展路子已走到了歷史盡頭，產業轉型顯得更加緊迫。

（續）

二、鞏固優勢產業領先地位，在關系安全發展的領域加快補齊短板

（1）煤電

開展超超臨界高端閥門、汽輪機高溫高壓部件、滿足高參數燃煤鍋爐用材料等零部件及材料攻關，火電廠遠程運維控制技術研發。

（2）氣電

重點突破重型燃氣輪機自主設計、控制系統等關鍵瓶頸技術，開展重型燃氣輪機透平葉片毛坯自主設計、鑄造及檢測技術攻關。

（3）水電

重點開展1000MPa級高強度磁極磁軛鋼板，超大型鑄鍛件，電機絕緣材料，高導熱絕緣材料、高場強主絕緣材料等關鍵材料研究。

（4）輸變電

加速大容量開斷設備、環保型輸變電設備等關鍵產品研發；開展高性能絕緣材料、電容器薄膜材料、低頻變壓器用超高導磁材料、環保型絕緣介質等關鍵材料攻關。

（5）核電

積極推進壓水堆核級閥門、泵、控制系統、傳感器等“卡脖子”環節的國產化和自主化工作；開展壓水堆核級焊材、焊劑、核級鍛件、絕緣材料、發電機護環等原材料攻關。

（6）風電

重點開展包括主軸承、超長柔性葉片、變流器功率模塊、大容量高壓變流器、芯片、控制器、設計仿真軟件等國產化研究；風電葉片回收利用研究。

（7）光伏

實現變流器功率模塊、芯片、控制器、設計仿真軟件國產化；研發低成本的組件回收設備；研發可應用在不同場景下的跟蹤支架，可形成完整的跟蹤支架系統解決方案，助力光伏系統高效發電。

（8）新型儲能

開展十兆瓦時級固態儲能鋰離子電池系統、吉瓦時級鋰離子電池儲能系統、百兆瓦時級液流電池儲能系統、高容量、高比能和低成本優勢的室溫鈉硫電池、高壓大功率一體化PCS產品研發。開展高能量型、混合型和功率型鋰離子電池，高工作電流密度、低成本、長壽命的液流電池研發。

三、著力提升產業鏈供應鏈韌性、龍頭企業帶動中小企業融通發展

（一）輸變電領域

（1）創新型產品推廣應用難度大

對于輸變電設備行業設備創新成果特別是“卡脖子”產品，如直流套管、發電機斷路器、有載開關等，技術難度大、投資金額大、研發周期長，推廣應用的難度更大，在示范成功后仍然面臨規模化推廣應用的難題。

雖然國家已經出臺了一系列支持首臺套示范應用的政策，但首臺套示范應用成功后，規模化推廣應用仍有很大困難。一方面，國際競爭對手利用其先發優勢，在國內突破后，會通過惡意降價等手段打壓國內企業；另一方面，業主/用戶對國內產品的信任不夠、支持力度不夠，存在利用國內企業壓價的情況。國家和制造企業大量的投入得不到回報，進而會嚴重影響企業的持續創新能動性，長此以往，產業又會面臨“卡脖子”問題。

開展試點示范，鼓勵有條件的地區或重點行業開展碳達峰碳中和試點示范建設，實施能源零碳化、交通電氣化、居民生活電氣化。

（2）關鍵基礎材料對外依存度偏高

在輸變電設備的核心零部件和某些工業軟件領域嚴重依賴進口，存在“卡脖子”現象，這些問題涉及整個產業鏈。為了加快適應“雙高”電網需求的輸變電設備研制，急需提升產業鏈、供應鏈自主可控能力。

需要進行產學研用聯合和組成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。

（3）面臨標準不完備的挑戰

在“碳達峰、碳中和”目標下，電力系統的結構形態發生變化，構建新型電力系統出現各種各樣的新的應用場景，對研發新的輸變電設備提出各種嚴格要求。在需求緊迫、要求嚴格條件下，對輸變電裝備產業的技術創新能力帶來了挑戰。

一是，輸變電產業公司對新型電力系統的融入度、研究不夠深入，新能源發電具有很強的波動性、不穩定性、隨機性、新能源高比例發展和進入將對電力系統安全穩定運行造成巨大影響。對新型電力系統的研究不深導致提出的技術需求可能不全面，研發方向面臨挑戰。

二是，未來幾年，受風、光等新能源建設成本大幅度下降帶動，分布式新能源開發利用將呈現出快速發展的趨勢。隨著越來越多的分布式新能源接入配用電系統就地消納，對配電網發展將產生廣泛深遠的影響，配用電系統將逐步向供需互動的有源網絡發展，伴隨配用電系統結構形態的變化將產生一系列型的特征。

三是，雙碳要求綠色低碳，分布式電源將高比例接入配用電系統會對配用電系統安全可靠運行產生影響，分布式電源多種多樣，包括光伏，風電，儲能，冷熱電三聯供等多種類型，每種分布式電源的結構型式以及特性也有很多種，例如儲能，分為化學、機械等，化學儲能還會利用不同類型電池，因此雙碳目標下如何在保證系統安全可靠運行前提下實現多電源優化互補、協同管理，還需較多的技術研究和產品開發，會需要新標準及認證體系引導和規范新技術新產品發展。

四是，隨著社會發展，復雜多樣的應用場景會出現，每種場景之間、新應用場景與現有場景之間對供用電要求不同，對于新應用場景供用能規范和標準需要進一步研究，例如新能源在農業的應用場景、直流系統在建筑中的應用場景等。

五是，配用電的新商業模式的變化。未來電能和信息是雙向互動的，用戶既是電能消費者又是供給者，電價機制會更加靈活，會產生新的供用電新模式，需要新的標準和認證體系進行引導和規范。

以上這些面臨的挑戰，會導致輸配電設備相關的標準、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。

針對電力裝備低碳降碳前沿技術研究缺位，標準、檢測、認證體系不完善的問題，建議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。

（4）能源結構與布局變化給行業帶來挑戰

傳統輸變電裝備產業面臨生產管理、技術產品等多方面的轉型抉擇，而企業是否應該轉型、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。

能源布局的變化對現有超、特高電壓，大容量，遠距離傳輸的發電設備和輸變電線路影響深遠，企業在規劃相關產品生產能力時需對能源轉型發展政策有充分的研究。

（二）水電領域

（1）現有常規水電技術不足以支撐特殊應用場景

中國水電技術已經進入世界第一梯隊，但在適應超高水頭的沖擊式機組，適應寬負荷運行變速機組等領域，技術水平和國際先進水平相比還有很大差距。國內還未開發的常規水電資源，大多數在高海拔地區，遠離用電負荷高峰區，具有水頭高、空氣稀薄的特點，地質條件復雜，開發難度相對較大。提高單機容量，減小機組體積，是降低開發成本的有效途徑。這就要求現有水電設計、制造、運輸、安裝技術進一步提升，特別是適用于超高水頭的大容量沖擊式機組，國內技術積累還比較欠缺。

（2）抽蓄電站建成投產規模無法滿足電力系統發展需要

國內大型變速抽水儲能技術剛剛起步，適用于水頭變化較大蓄能電站的變速抽蓄機組，國內企業還處于起步階段，和國外先進水平相比還有很大差距。通過以前引進技術快速實現自我提升的模式十分困難，不僅需要主機制造企業自身加大研發投入，還需業主、設計院等相關單位加強互信，相關科研院所積極參與合作，政府推動，方可打破國外壟斷，實現變速抽蓄機組全面國產化。

（3）超高水頭大容量水輪發電機組

超高水頭大容量水輪發電機組設計制造是引水發電系統最難的問題。分兩條線路研究兩種機組，分別是1000米級水頭大容量沖擊式和600米級水頭大容量混流式。1000米級水頭的沖擊式水輪機，目前世界上最大容量42萬千瓦，現在要做到70萬千瓦，設計制造難度很大，而且每個廠房裝幾十臺，布置難度也很大。混流式機組，我國現在能做到100萬千瓦，但水頭只有300米級，國外600米級混流式機組的最大單機容量35萬千瓦，要做到70萬千瓦難度也很大。混流式機組可借鑒抽水蓄能機組，抽水蓄能600米水頭做70萬千瓦單機是可行的。該領域研究要堅持自主創新與國際合作相結合。

（三）光伏領域

我國光伏制造核心器件也向著高效率、低能耗、低成本方向發展。近期工信部、市場監管總局、國家能源局聯合印發的《關于促進光伏產業鏈供應鏈協同發展的通知》有關要求，為深入引導光伏產業上下游協同發展，有利于為光伏行業引導完全競爭格局，促進產業鏈協同發展，加強產業鏈協同創新和產業鏈供求適配，共同推動產業降本增效。

（四）煤電領域

突破煤電“卡脖子”技術，進一步提升自主化水平。設立煤電國產化國家重大專項，在受熱面耐高溫材料、閥門等關鍵配套件方面加強技術研究和應用，進一步提升煤電裝備國產化率，實現高端煤電裝備完全自主，確保能源安全。

（五）風電領域

我國風電產業發展基于學習、跟隨歐洲先進國家風電技術，原創性、引領性、顛覆性技術偏少。在基礎性的風資源評估軟件、風電機組整機動力學仿真軟件、葉片設計軟件等行業通用軟件平臺方面均嚴重依賴于國外。這些基礎軟件集中在逆全球化潮流下存在“卡脖子”風險。

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。

風電機組“大尺寸”趨勢對上游最直接的影響之一，就是輕質高強度的碳纖維將逐步取代玻璃纖維，成為制造風機葉片、葉梁的主要材料。2019年全球碳纖維超過四分之一的需求來自風電葉片的制造，達到了2.55萬噸，而國內同期的需求也有1.38萬噸，占整體碳纖維需求市場的37%。隨著全球對清潔能源的需求增長，到2025年，風電碳纖維需求量將達到9.73萬噸，未來國內風電碳纖維需求的缺口將會非常大。

（六）核電領域

我國核電裝備制造行業經過幾十年的發展，在生產水平和技術能力等方面取得了很大的進步，產能滿足我國核電市場發展需求。

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。

在推進核電成套設備自主化方面，相關設計、制造企業及上游原材料供應商之間沒有形成充分的經驗反饋和協同攻關機制，產業鏈還不夠完整，存在缺項和短板。

（七）氣電領域

燃料成本高和天然氣儲備不足影響我國氣電市場競爭力和可持續發展能力。天然氣價格高，沒有補貼情況下天然氣發電缺乏競爭力。另外，我國天然氣儲量低，大部分依靠進口，頁巖氣等非常規天然氣儲量雖然豐富，但開發程度有限，產量增長存在不確定性。天然氣的匱乏導致不少燃機電廠年運行小時數較低，電廠經濟性不好。

燃氣輪機核心技術國產化程度低，制約了產業發展。我國燃氣輪機裝備自主設計、制造及維修體系與歐洲、美國和日本等國外先進水平相比有很大差距。燃機自主設計起步晚，燃燒室、透平葉片等熱部件制造能力不足，使得中國燃機市場基本被國外機組壟斷，后續檢修維護費用居高不下。技術落后設備無法改造升級，有的機組因為檢修費用太高直接報廢。

（八）政策建議

大中小企業融通發展是產業集群升級的高端形態，現在的大中小企業融通發展突破了地域限制，通過互聯網等信息技術手段，更強調業務的協同、資源的共享和利益的共贏。要著重發揮產業鏈龍頭作用，帶動大中小企業融通發展。大企業是產業鏈的核心和龍頭，要樹立良好的產業生態觀念，圍繞主導產品核心業務產業關聯環節做優做強，牽引帶動上下游中小企業共同固鏈強鏈延鏈補鏈，形成創新鏈共享，供應鏈協同，數據鏈聯動，產業鏈協作的融通發展模式，提高產業鏈、供應鏈的穩定性和競爭力。

一是發揮行業龍頭企業的帶動作用。大力實施創新驅動“強鏈”，整合提升配套中小企業。二是通過專項政策有效激發企業數字化改造的積極性，切實發揮其示范企業引領作用，帶動電力裝備企業整體數字化水平和智能制造水平的提升。三是鼓勵企業加大技改力度。支持重點企業瞄準前沿技術，加快裝備升級改造，推動關鍵領域的技術裝備達到國內先進水平。引導和鼓勵企業積極應用新技術、新工藝、新設備、新材料等對生產設施進行改造更新，提升裝備水平、提高產能產量、改進生產工藝，促進產品升級換代，推動結構優化調整，引導企業走高效益、低耗能、高附加值的工業化道路，推動傳統產業提檔升級。四是培育骨干龍頭企業，堅持投入拉動、創新驅動，集群、集聚、集約發展，加快推進工業化發展步伐。鼓勵和支持中小配套企業做專做精，提供專業化產品，為行業骨干企業配套，形成產業鏈條。集約高效利用現有資源，增強制造業發展的可持續性，逐步實現由傳統制造向高端制造的轉變。

下一步，我們要按照黨的二十大報告精神，勇于擔當，以科技報國的決心、自立自強的信心、堅持堅守的恒心，加快實現高水平科技自立自強，為全面建成社會主義現代化強國，實現中華民族偉大復興中國夢提供科技支撐。