电力装备：十大领域将迎发展新机遇

极端天气频繁出现，全球能源供求紧张、矛盾激化，多地屡次出现电力紧缺态势……在这个能源转型的阵痛期，如何从稳定的化石能源向波动性新能源过渡？如何在确保能源安全的前提下实现降碳目标？传统能源与新能源是否需要在较长时间内融合发展？

上海电气集团股份有限公司党委委员、副总裁陈干锦认为，相较于十年前，我国能源结构发生了重大变化，光伏和风电装机占比大幅提高，煤电占比下滑至半壁江山，核电重回积极稳妥发展轨道，新能源的高速发展推动储能步入高速发展期，但新能源天生具有随机性和间歇性，其大规模、高比例并网会对电网的安全稳定运行带来严重挑战。

新旧能源转换无法一蹴而就，也不是非此即彼。在此过程中，不同能源品种将齐头并进。中国电力企业联合会曾做过测算，在碳中和目标实现过程中，新型电力系统的贡献率将达到90%左右。而不同时间尺度、空间尺度，不同特性、不同主体的电源、负荷及储能的相互协调和配合至关重要。

2022年8月24日，工业和信息化部等五部门联合印发《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》（以下简称《行动计划》），提出通过5~8年时间，电力装备供给结构显著改善，保障电网输配效率明显提升，高端化智能化绿色化发展及示范应用不断加快，国际竞争力进一步增强，基本满足适应非化石能源高比例、大规模接入的新型电力系统建设需要。煤电机组灵活性改造能力累计超过2亿千瓦，可再生能源发电装备供给能力不断提高，风电和太阳能发电装备满足12亿千瓦以上装机需求，核电装备满足7000万千瓦装机需求。

《行动计划》指出，将推进火电、水电、核电、风电、太阳能、氢能、储能、输电、配电，及用电10个领域电力装备绿色低碳发展。

开展在役机组及系统高效宽负荷、灵活性、提质增效、节能减排、深度调峰、机组延寿和智慧化等技术研究和应用。重点发展煤电多能耦合及风光水储多能互补发电、燃气轮机发电、碳捕集利用与封存、煤气化联合循环发电及煤气化燃料电池发电等技术及装备。加快630℃、650℃清洁高效煤电装备应用。推动超临界二氧化碳发电技术应用。建设全流程集成化规模化二氧化碳捕集利用与封存应用项目。

全球气候因素及限电频次增加，令各国重估火电价值，保障电力安全依然离不开火电。“我们不太会告别火电时代”，正如上海电气电站集团常务副总裁吴焕琪所说，要增强抵御极端天气风险的能力，首先要提高发电能力。煤电在相当长时间内仍将承担保障电力安全供应的重要作用，燃煤清洁高效利用和煤电灵活性改造既能发挥火电对电力安全供应的兜底作用，也能为新能源大规模发展保驾护航，传统能源板块结合新能源的发展将大有可为。

重点发展水电机组宽负荷改造及智慧化升级、复杂地质条件下超高水头冲击式机组、可变速抽水蓄能及海水抽水蓄能、潮汐发电站及兆瓦级潮流发电、兆瓦级波浪发电、老旧水电机组增容增效提质改造等技术及装备。加快大功率可变速抽水蓄能和海水抽水蓄能装备应用。促进风光水核能源互补。

重点发展核级铸锻件、关键泵阀、控制系统、核级仪器仪表、钴基焊材等。研究建立核电专用软件验证数据库，支撑软件体系开发与优化升级。加快三代核电标准化、谱系化发展，持续推进钠冷快堆、高温气冷堆、铅铋快堆等四代核电堆型的研发和应用。加快可控核聚变等前沿颠覆性技术研究，开展现役核电装备供热等综合利用。加快三代核电优化升级，推动小型堆供热商业应用、小型堆核能综合利用及海上浮动堆应用。

目前，全球核电市场迎来新的发展窗口期，国内今年已有十台核电新机组获批，创14年来之最。作为全球唯一能够提供核岛、常规岛主设备、关键设备、仪控仪表，及大型铸锻件的核能装备集成供应商，上海电气直接受益于核电发展提速。在上海电气核电集团副总裁陆冬青看来，国内能源电力需求仍将快速增长，核电是兼顾能源自主供给与低碳转型的重要选项。按照中长期能源发展战略，核电的装机量和发电量占比将在2035年达到10%左右，在当前基础上仍有较大市场空间。除了发电之外，核能综合利用市场也展现出广阔发展前景。

重点发展8MW以上陆上风电机组及13MW以上海上风电机组，研发深远海漂浮式海上风电装备。突破超大型海上风电机组新型固定支撑结构、主轴承及变流器关键功率模块等。加大基础仿真软件攻关和滑动轴承应用，研究开发风电叶片退役技术路线。加强深远海域海上风电勘察设计及安装。推动12MW~15MW级超大型海上风电装备应用，推进远海深水区域漂浮式风电装备基础一体化设计、建造施工与应用。

重点发展高效低成本光伏电池技术。研发高可靠性、智能化光伏组件及高电压、高功率、高效散热的逆变器以及智能故障检测、快速定位等关键技术。开发基于5G、先进计算、人工智能等新一代信息技术的集成运维技术和智能光伏管理系统。积极发展太阳能光热发电，推动建立光热发电与光伏、储能等多能互补集成。研究光伏组件资源化利用实施路径。推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化，开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用，开展智能光伏试点示范和行业应用。

加快制氢、氢燃料电池电堆等技术装备研发应用，加强氢燃料电池关键零部件、长距离管道输氢技术攻关。开展制氢关键装备及技术应用，推进不同场景下的可再生能源-氢能综合能源系统应用，推动长距离管道输氢与终端装备应用。

大幅提升电化学储能装备的可靠性，加快压缩空气储能、飞轮储能装备的研制，研发储能电站消防安全多级保障技术和装备。研发储能电池及系统的在线检测、状态预测和预警技术及装备。推动10MW级超级电容器、高功率锂离子电池、兆瓦级飞轮储能系统应用。

重点研发海上风电柔性直流送出和低频送出、交直流混合配电网系统、开关电弧、设备长期带电可靠性评估等技术。突破换流变压器有载调压分接开关、套管、智能组件等基础零部件及元器件。开展高端电工钢低损耗变压器、热塑性环保电缆材料、新型低温室效应环保绝缘气体等相关装备研制。加快新能源孤岛直流接入的先进协调控制技术及紧凑化、轻型化海上风电升压站和低频输电技术应用。加速环保气体高压开关、天然酯（植物）绝缘油变压器推广应用。

加速数字化传感器、电能路由器、潮流控制器、固态断路器等保护与控制核心装备研制与应用。加快数据中心、移动通信和轨道交通等应用场景的新型配电装备融合应用与高度自治配电系统建设。开展区域配用电需求响应、碳交易计量等试点。探索在新能源、新基建等新型应用场景中，开展直流配电、双向能量流互动配电系统等应用。

《行动计划》提出，在偏远孤岛等输电线路建设成本较高的地区，发展风电+电解水制氢技术。在淡水资源短缺岛屿等地区，培育风电+淡化海水模式。在偏远地区，推广分布式风电+智能微电网。在适宜的海上风电场，推进风电+渔业+旅游模式。鼓励结合沙漠、戈壁、荒漠等场景，围绕重点用电企业，探索风光储一体化装备应用试点。

上海电气风电集团股份有限公司首席数字官康鹏举认为，风电是能源革命的主力军，新能源的间歇性问题不能靠风电或光伏发电单独解决，需要系统解决方案。要提高风电功率预测准确率，不仅要依靠地球物理学、气流卫星、大数据建模等技术，还可以通过风光储、源网荷互补等系统方案解决。

风电行业正呈现大型化、规模化趋势，市场充满商机，现实充满挑战，未来面临的是一场淘汰赛，行业整合、规模化发展将走向成熟。“降本、降本、降本，是我们持续面临的课题，我们将以产业链穿透、技术创新支撑风电新能源板块的发展。”康鹏举说。

《行动计划》提出，推进新建厂房和公共建筑开展光伏建筑一体化建设，支持农（牧）光互补、渔光互补等复合开发，推动光伏与5G基站、大数据中心融合发展及在新能源汽车充换电站、高速公路服务区等交通领域应用。鼓励在沙漠、戈壁、荒漠、荒山、沿海滩涂、采煤沉陷区、矿山排土场等区域开发光伏电站。

作为全球规模最大、技术最先进的迪拜950MW光热光伏复合项目总承包商和主要设备供应商，上海电气优化整合全球40多个国家的资源力量，正在全力建设可100%依靠太阳能实现24小时连续稳定发电的“一带一路”示范项目。围绕先进光伏电池片及组件生产等制造核心环节，上海电气与产业链优势企业建立开放合作联盟，结合集团已有的泛半导体智能制造基础优势，以及“光伏+”集成解决方案综合市场优势，推动构建集团在光伏装备产业链中的核心价值。

上海电气的迪拜光热光伏复合项目将有效推动迪拜能源结构优化和升级，成为目前中东地区使用先进太阳能光热光伏发电技术的代表项目。项目投产后，将为当地32万户家庭提供清洁电力，每年可减少160万吨碳排放。

《行动计划》提出，在新能源资源富集地区，推动新型储能+可再生能源发电、风光火（水）储一体化供能试点。围绕大数据中心、5G基站、工业园区、公路服务区等用户，发展新型储能+分布式新能源、微电网、增量配网等。

可再生能源叠加储能的组合模式将在电力系统的调节和保障方面发挥越来越重要的作用。数据显示，今年上半年，上海电气的储能业务收入同比增长达到153%。在上海电气电站集团副总裁徐强看来，储能在电网中可同时发挥削峰填谷、提高电网稳定性、消纳新能源、应对极端事件等多重作用，“随着国家‘十四五’能源规划的推进，包括风光大基地的开发，储能产业正进入飞跃式发展阶段”。

徐强介绍，通过多年技术储备和产业化推进，上海电气已在储能的多个应用领域进行全方位布局。未来5~10年，锂电池仍将占据电化学储能技术领域的主流。液流电池技术正由示范阶段进入逐步商业化发展阶段，发展前景取决于技术突破。机械储能领域，上海电气的飞轮储能已制造完成样机，获得近200台意向订单，未来将打造飞轮领域系列化产品。

随着能源转型持续推进，钒电池以其安全性高、扩容性强、循环寿命长等优势迎来发展机遇，站上储能新风口。上海电气储能科技有限公司副董事长杨霖霖介绍，钒电池是液流电池领域目前最成熟的技术，据IDTECHEX预测，十年内液流电池的装机容量将突破百GWh。上海电气早在10年前便前瞻性布局了全钒液流电池赛道，2019年正式成立上海电气储能公司推进钒电池的产业化，目前在手订单储备量近1个GWh，同步在多个海外市场取得了市场突破。截至目前，储能公司已交付50余项KW~MW级储能项目，在安徽合肥完成一期产业布局。

据悉，下一步，上海电气将布局上游核心附加值关键产业链，落地百MW级别项目商业化应用，将储能产业打造为新的增长引擎点。

（来源：中国工业和信息化部）