把脉重点方向 电力设备前景看好
2012-06-21王思童
文/本刊记者 王思童/
科技部“十二五”专项规划的出台是为了贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》、《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《国家战略性新兴产业发展规划》、《国家“十二五”先进能源技术领域战略》等国家相关可再生能源战略部署,促进风能技术的发展和应用,为我国未来风电产业的可持续发展提供技术保障。今年全国人大审议通过的政府工作报告中提出“防止太阳能、风电设备制造能力的盲目扩张”之后,新出台的太阳能、风电专项规划并未如部分业内人士所担忧的那样转向保守,而是在强调增强自主创新与并网能力的基础上,智能电网、太阳能、风电各有新的重要拓展领域,并且提出建立科技研发和公共服务体系,这是一种积极而冷静的发展策略。
“十二五”期间智能电网建设电力设备需求前景光明
需求特点:
电网支撑大范围优化资源配置能力亟待提高。我国能源资源与用电需求地理分布上极不均衡,决定了我国必须走远距离、大规模输电和全国范围优化能源资源配置的道路。大规模、集中式的能源基地开发,需要电网进一步提升资源配置能力。
现有电力系统难以适应清洁能源跨越式发展。我国风资源丰富地区主要集中在东北、华北、西北等区域,这些地区大多负荷水平较低、调峰能力有限,大规模风电就地利用困难,需要远距离大容量输送,在大区以至全国范围内实现电量消纳。
大电网安全稳定运行面临巨大压力。其一是电力工业规模迅速扩大;其二是电网结构日趋复杂,形成了全国联网的交直流互联大电网;其三是自然灾害频发,冰灾、地震、台风等极端灾害对电网的安全造成了极大的威胁。
用户多元化需求对现有电网提出新的挑战。智能配用电环节要满足分布式电源接入、电动汽车充放电、电网与用户双向互动的需求。亟需突破大规模分布式电源接入配电网的关键支撑技术。
能源供应结构还需完善,能源利用效率需要进一步提升。
电网发展对关键技术和装备提出更高要求。提高设备运行的安全性及经济性、节约维护费用,需要以智能化的输变电设备为基础,实现设备全寿命周期管理,提高输变电资产的利用效率。提高电网运行的安全性和稳定性,需通过智能化的输变电设备与电网间的有效信息互动,为电网运行状态的动态调节提供有力支撑。同时,电工制造行业及相关产业自主创新和产业升级,需要靠提升输变电设备的智能化水平来推动,以提升科技创新能力和国家竞争能力。
市场分析:
杨奖利 中国电器工业协会智能电网设备工作委员会 副秘书长
伴随着我国经济的加速发展,经济发展方式须向低能耗、低污染、低排放、高效率的低碳经济模式转变即注重发展的质量。作为发展低碳经济的绿色平台有重要内容,拥有有效平等,智能电网的发展不但能够解决能源利用方式和效率的问题,也将成为我国经济增长的新引擎和抢占未来全球低碳经济制高点的重要战略措施,建设智能电网发展前景光明。
国家电网公司智能电网建设分为三个阶段:其标准制定和相应规划制定的第一阶段,已基本结束了。第二,从2010年到2012年为大规模示范推广的阶段。第三,2015年到2020年是全面建设的阶段。目前,国家电网在试点阶段的智能电网部已与科技部合并,智能电网将转入常态化建设阶段。
根据“十二五”规划的相关计划,设备需求将高涨。根据国网公司“十二五”智能化规划,“十二五”期间将新建110千伏及以上智能变电站约5100座,改造110千伏及以上变电站约1000座。2011年仅建设完成200座,“十二五”期间四年平均改造1400多万座电站。
产品开发研究方面要深入总结国家电网公司智能化试点工作的经验,汲取试点工作中的教训,仔细研究国家电网公司《智能电网关键设备(系统)研制规划(修订版)》,发挥自身特点和优势,使我国智能电网设备研发达到一个新的水平,特别是电磁兼容试验,线路监控、电源供应方面等具体问题。通过学习、研究、消化、吸收再提高,进行阶段化的试验,研发自主创新的产品,适应日益发展的智能电网建设的需求。
“十二五”期间太阳能发电设备向经济化规模市场化发展
需求特点:
作为发展低碳经济的绿色平台有重要内容,拥有有效平等,智能电网的发展不但能够解决能源利用方式和效率的问题,也将成为我国经济增长的新引擎和抢占未来全球低碳经济制高点的重要战略措施,建设智能电网发展前景光明。
在太阳能硅材料及关键配套材料方面:我国具有自主知识产权的规模化多晶硅生产工艺研发及装备制造仍处于起步阶段,在生产成本、产品质量、综合利用等方面与国际先进水平仍存在明显差距。我国太阳电池关键配套材料产业的发展也相对落后,一些关键配套材料,如银浆、银铝浆材料、TPT背板材料、EVA封装材料等还大量依赖进口,必须加快技术研发,提高质量,实现关键配套材料的国产化,进一步降低太阳电池生产成本。
太阳电池:晶体硅高效电池方面,国际发达国家商业化效率已达20%以上,我国仍处于空白状态;薄膜电池方面,非晶硅/微晶硅叠层电池和国际上有差距,国际上已经产业化的碲化镉薄膜和铜铟镓硒薄膜电池,在我国还没有商业化生产线;新型电池仍然没有掌握国际上已经产业化的薄膜硅/晶体硅异质结电池、高倍聚光电池、柔性电池的中试和生产技术,染料敏化电池也需要向实用产品发展。在全光谱电池、黑硅电池等前沿技术研究方面,也与国际水平存在一定差距。
生产装备:晶体硅电池部分关键生产设备性能与国际先进水平存在相当差距,成套生产线自动化程度低;薄膜电池的关键设备和生产线主要依靠进口。缺乏国产化整线集成解决方案。
光伏系统:在大型并网光伏电站、光伏微网、区域建筑光伏系统及光伏直流并网系统等光伏大规模利用的设计集成、关键设备、功率预测和并网技术方面与国外先进技术水平有一定差距,综合利用方面还缺少经验。
太阳能光热利用:我国目前还没有商业化运营的太阳能热发电站,缺乏系统设计能力和集成技术,高温聚光、吸热和储热技术不成熟。区域太阳能建筑供暖技术、太阳能中温技术与工业节能应用在我国仍为空白。
测试及平台:我国在标准电池计量、电池、组件测试等方面需要进一步完善,系统模拟和测试技术能力刚刚起步,大型逆变器的研究测试和室外实证性的研究测试示范基地仍然处于空白。
市场分析:
红炜 中国能源经济研究院光伏研究中心主任
从2011年中期以来,光伏市场进入残酷整合期。个人认为这次整合时间会经历不短的时间,预计明年年底光伏市场能完成整合就不错。从光伏发展史看,从2000年开始到2005年是一种稳步增长的态势,2005年后是高速增长,以德国、意大利为代表的欧洲国家,提升了光伏的补贴,带来了整个国际市场的需求量迅速增长,这个时期的供不应求,使得中国的光伏产业也迅速发展起来。到2008年前期产能出现供大于求的现象,据个人统计在2008~2009年初光伏产能大概出现40%多供大于求的格局,本来按照市场的运行轨迹,市场应当进行自我修复。但因为2008年的金融危机,使得全球加大货币投放,也提升了光伏补助,造成了产能的进一步放大,供求关系愈发不平衡。这一虚假的繁荣,使得中国光伏企业数量从2009的百家迅速增加至2011年的500家。2010年底,德国、意大利宣布2011年开始大幅削减光伏补贴,结果是欧洲出现抢装潮,终端市场需求突然增加,中国的许多光伏企业不去深究为什么,加上地方政府推波助澜,中国的产能迅速放大,使得这个问题在去年的五月达到峰值,其结果是世界的光伏产能达到60GW,而去年真正的需求是27GW。要调整这一严重失衡的关系,其所需时间一定比大多数人想的要长。
说到2012年的光伏市场终端需求,个人预计还将是27GW左右,即使有增幅也是有限。德国和意大利等国会下降一些,以前德国和意大利占世界50%以上的市场需求,整个欧洲占到世界的80%以上。欧洲的需求减少,会导致整个光伏行业需求下降。但是,2012年,中国、美国包括日本等国的光伏需求可能会上升,使得今年的市场需求将和去年基本持平。关键的问题是,我们要看到产能是60~70 GW,而需求量不到30GW这一残酷的现实。对此中国的光伏企业家和地方政府应当有清醒的认识,不要再抱幻想。个人认为国家的扶持力度已经不少,剩下的是物竞天择、适者生存的市场行为。2011年,美国给予5亿美金的贷款,奥巴马多次视察过的美国著名光伏企业都在破产,2012年初德国最大的光伏企业Q-cell也宣告破产,并带动其他企业也在破产。中国作为世界光伏第一产能大国,目前已知破产的屈指可数,这个现象也不正常。中国的光伏产业,需要经历一个残酷的整合期,从而更好的发展。
光伏产业本是一个资金与技术密集的高科技行业,但根据目前中国的实际情况,中国的光伏企业仍处在资金和劳动密集型这一初级阶段,仍属于加工行业。这种局面必须改变。纵观全球光伏市场,欧洲市场越来越萎缩,市场需求大幅减少;美国对我国进行“双反”,增加中国光伏企业进入其市场的壁垒;日本市场现在还比较模糊;国内目前的需求是要靠大量补贴来实现。国际市场受限,国内市场有限,中国光伏的希望在哪里?想来想去,中国的光伏企业只有通过技术提高这唯一的生存之道杀出一条血路,应该通过此次行业整合,打造出一批资产规模雄厚,品牌、管理卓越,具备相对独到技术水平的企业,使得中国的光伏产业水准大大地上升一个台阶。此次行业整合,企业间的竞争,先期一定是价格竞争,先让一部分没有竞争力企业出局;后期规模、优秀企业之间的竞争,主战场一定是技术水平的竞争,高手与高手对决,一定是高层次的竞争。如果企业在市场上有独到技术,在同等价格下,如果电池片转换率较高,使用年限长,这样企业一定有更好发展。此次世界规模最大的上海光伏展,几大著名企业强力推出最新技术的代表作就是一个最好的证明。个人认为对于未来的中国光伏市场,如果你听到更多的是技术之争,而不是价格之争,本轮行业整合就接近尾声了。
说到光伏市场的未来,只有一个标准——实现经济性。当前报道中,多说全球有二十多个国家可达到“平价上网”,意思是说光伏发电价格已经可以和传统能源媲美了,我对此提出严重质疑。看光伏的未来,如果只看价格是得不出正确判断的,甚至会误导企业,误导地方政府。就算光伏发电价格有竞争力了,但光伏发电受自然、体制和技术条件影响,其稳定性如何?是否需要和其他发电进行调峰互补?送电和配电企业是否利益共享?等等。光伏产业的发展和成熟是一个完整产业体系构造,目前在体制上、技术上有很多制约因素。在探讨新能源的征程上,人类还有较远的路要走,对此必须有清醒的认识,才不会再犯大的错误,走大的弯路。中国能源产业科技发展“十二五”规划清楚地告诉人们:太阳能是未来最有竞争力、最有希望替代传统能源的可再生能源。要实现这一目标,不光是在价格上,而是整个光伏产业体系,包括价格、技术、管理、送配电、电力改革等多个方向共同调整、完善的结果。
“十二五”期间风力发电设备需求稳中求进
需求特点:
特大型风电场建设的需要:特大型风电场建设是我国风电开发的需求重点,国外无法提供直接的经验。“十二五”期间,国家规划建设6个陆上和2个海上及沿海风电基地,迫切需要在特大型风电场风资源评估、风电场设计、并网消纳与智能化运营管理和大容量、高可靠性、高效率、低成本的风电机组等方面进行科技开发和创新,为我国特大型风电场建设提供技术保障。
大规模海上风电开发的需要:我国海上风电已经起步,“十二五”期间潮间带和近海风电将进入快速发展、规模化开发阶段,因此,需要开展海上风电机组研制及产业化关键技术研究,加强工程施工与并网接入等海上(潮间带)风电场开发系列关键技术研究,为大规模海上风电开发提供技术支撑。
风电自主创新体系、能力建设与人才培养的需要:“十二五”期间,结合国家能源产业和风电科技发展战略的总体部署,迫切需要建立公共研发测试服务体系,根据我国环境条件和地形条件等开发出具有自主知识产权的风电设计工具软件系统,在整机设计集成与关键部件制造领域实现技术突破,实现产、学、研、用相互结合共同发展,为我国风电装备性能优化及自主设计提供条件和支持,保障我国风电产业的持续、快速和稳定增长。
先进风电装备自主设计和创新能力有待加强的需求:早期,我国风电机组主要依赖引进国外设计技术或与国外机构联合设计,根据我国风资源等环境条件进行自主设计、研发新型风电机组的能力不足,且缺少自主知识产权的风电机组设计工具软件系统。在风电零部件方面,我国自主创新能力较弱,制造过程中的智能化加工和质量控制技术比较落后。如齿轮箱、发电机的可靠性有待提高;叶片处于自主设计的初级阶段;为兆瓦级以上风电机组配套的轴承、变流器刚开始小批量生产,控制系统尚处于示范应用阶段。
中小型风电机组研发和风电非并网接入技术需要进一步提高。我国小型风电机组生产和使用量均居世界之首,但产品的性能和可靠性有待提高,中型风电机组研发和风电非并网的分布式接入技术研究刚刚起步,在风电微网技术和多能互补利用集成技术方面需要持续研究和示范。
市场分析:
张伟年 中国电器工业协会风力发电电器设备分会 副秘书长
近年来我国风电产业依靠丰富的资源和国家政策的大力支持,发展迅猛,风电能源的开发利用速度上已进入全球之首。“十二五”期间,风电产业发展需要的是稳中求进的良性发展。之前,风电资源开发的过快而未能达到预期的效果。我国风电主要集中在“三北”和东南沿海地区,八个千万千瓦级风电基地开发规模占全国总规模的80%,集中度很高,因当地电网消纳空间有限而导致部分弃风现象,使得风电场资源严重浪费。如今,国家能源主管部门以及行业内部均意识到并积极采取有效对策,风电设备企业也不断推出满足“低压穿越”技术的电网友好型装备,同时进一步加快对风电场原有设备的“低压穿越”改造。目前正在加快对风电领域的国家标准以及行业标准的制修订工作的步伐,逐步建立可提供试验检测公共测试平台并加强了引入第三方检测认证工作力度。从能源局下发的“十二五”第二批拟核准项目中可以看出如今我国风电场的规划、审核、开发已进入科学有序的良性轨道,而风电的装备制造企业也在技术进步和提升产品质量上下功夫,总之我国的风电产业正在摆脱以往“爆发式”的无序发展模式进而朝着更加科学有序的轨道迈进。
“十二五”期间,企业一定要在提高自主设计和创新能力上下功夫。提升技术水平,优化产业结构,规避技术弱项,加强基础性研究,朝着大功率、低风速风机等方向发展。稳步推出风资源利用充分、电度成本更低、更加适合我国风资源开发利用的高可靠产品,未来的研究重点将是3MW、5MW、6MW以上的大功率设备。目前,一些企业研发的1MW、1.5MW、2MW等型号低风速、超低风速的风机已经试运行并取得良好效果。
在全球,海洋占了地球表面积的70%以上,在海上建设风电场不仅具有广阔的空间,而且风力和风能密度大,有着巨大的发展潜力。但由于海上风电技术复杂,安装、运行、维护成本高,我国的开发利用仍处于起步阶段。许多企业貌似已经放缓了海上风电开发的“脚步”,但实际正在苦练内功,以更加科学严谨的姿态迎接新一轮的挑战。在海上风场开发方面正在积极探索,从离岸型、深水型、打桩式、漂浮式等不同方向进行研究,从双馈式、直驱永磁式乃至超导技术方面正在深入研究,以实现充分利用海上风场资源为共同目标。
注重风机质量,维护品质在市场竞争中的优势,防止个别企业通过低价战等不正当竞争手段破坏风电市场健康发展。产生低价战会有企业各方面的原因:如果是通过优化技术、完善管理、提高产品质量并在确保高效率、高可靠性前提下来降低成本当然是值得提倡的。但如果是通过以牺牲产品质量来获取的低价机组岂不成为行业中的蛀虫,它将会严重破坏市场有序、稳定、健康的发展。因此我们一定要擦亮眼睛,利用科学的试验检测平台和建立完善的质量管理体系,让风力发电产业市场健康发展。我们鼓励企业以技术创新、质量改进和强化管理去实现企业的降本增效,赢得市场,获得口碑,倡导企业自主开发创新技术,推出更多能够适应我国风场资源环境需求,更适合我国本土情况的高效率、高可靠性的风机设备。
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