电力装备高质量发展总体情况及存在问题

／机械工业北京电工技术经济研究所 亢荣／

愈演愈烈的国际格局将影响产业链和供应链。攻克“卡脖子”的技术，确保自主可控，比历史上任何时期都更紧迫，推进国产替代的步伐亟需加快。

一、总体情况

（一）指导思想

以习近平总书记新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届历次全会精神，弘扬伟大建党精神，坚持稳中求进工作总基调，完整、准确、全面贯彻新发展理念，加快构建新发展格局，全面深化改革开放，坚持创新驱动发展，推动电力装备高质量发展。

（二）电器工业取得的成绩

（1）我国电力装备行业基本情况

2021年电工行业企业数27625家，同比增长8.1%；2021年行业资产总额达到89199.1亿元，近10年资产年均增长率9%；主营业收入59320.2亿元，近10年年均增长率1.7%；2021年利润总额4555.5亿元，近10年年均增长率为5.6%，电力装备行业整体经济形势保持平稳发展。

2021年，全国发电装机容量237692万kW，同比增长7.9%。其中，非化石能源装机容量为11.2亿kW，占总装机容量比重为47.0%，历史上首次超过煤电装机规模。

2021年，全国新增水电并网容量2349万kW，为“十三五”以来年投产最多。截至2021年12月底，全国水电装机容量达39092万kW（含抽水蓄能3639万kW），同比增长5.6%，占全部装机容量的16.4%。全国火电装机容量达129678万kW，同比增长4.1%，占全部装机容量的54.6%。其中，煤电装机容量为110901万kW，同比增长2.8%，占全部装机容量的46.7%；气电装机容量为10859万kW，同比增长8.9%，占全部装机容量的4.6%；生物质发电装机容量为3797万kW，同比增长27.1%，占全部装机容量的1.6%。全国核电装机容量达5326万kW，同比增长6.8%，占全部装机容量的2.2%。全国风电新增并网装机4757万kW，为“十三五”以来年投产第二多，其中陆上风电新增装机3067万kW、海上风电新增装机1690万kW。截至2021年底，全国并网风电装机容量达32848万kW（含陆上风电30209万kW、海上风电2639万kW），同比增长16.6%，占全部装机容量的13.8%。全国光伏新增装机5493万kW，为历年以来年投产最多。截至2021年底，全国并网太阳能发电装机容量达30656万kW（含光伏发电30599万kW、光热发电57万kW），同比增长20.9%，占全部装机容量的12.9%。

（2） 电力装备企业“走出去”情况

当前，绿色低碳发展已成为全球普遍共识和众多国家的实际行动，光伏、风电、氢能、储能等非水可再生能源发电在全球电力行业中的地位快速提升。中国高度重视“双碳”工作，“30·60”目标展现了中国作为一个发展中国家的负责任大国的担当。作为全球最大的可再生能源市场和设备制造国，中国已成为全球能源绿色低碳转型发展的主力军。

2021年电力装备行业进口金额为484.6亿美元，同比增长14.7%。出口金额为1389.1亿美元，同比增长5.9%。

其中，发电设备出口规模保持稳定，可再生能源设备出口规模占比提高。

2021年全国出口发电机组915.6万kW，同比增长0.1%，占发电设备产量的6.8%，主要出口到印尼、柬埔寨、巴基斯坦、尼泊尔、越南、巴西等国。其中出口水电机组181.2万kW，同比增长27.7%；火电机组633.5万kW，同比下降8.1%；风电机组100.9万kW，同比增长20.0%，可再生能源设备出口产量占比提高6.1个百分点。2021年国内企业新接发电机组出口订单1095.5万kW。

据中国机电产品进出口商会统计，2021年，中国企业签约境外电力项目667个，比2020年增长24.4%；签约发电装机容量6673.1万kW，其中在“一带一路”沿线国家市场签约电力项目355个，占全部签约项目数的53.2%；项目金额309.2亿美元，比2020年同期回落3.0%，占全部签约项目总金额的61.5%。中国企业在RCEP区域国家签约项目229个，项目总金额112.7亿美元，占全部签约项目总金额的22.4%。

二、存在的问题

（一）上游原材料领域

愈演愈烈的国际格局将影响产业链和供应链。攻克“卡脖子”的技术，确保自主可控，比历史上任何时期都更紧迫，推进国产替代的步伐亟需加快。

（1）工业软件方面

1）三维几何建模引擎是三维CAD软件最核心的底层技术，是目前三维CAD领域最关键的“卡脖子”技术，几何约束求解引擎是公认的CAD参数化设计的关键核心技术，是CAD的关键基础组件，技术难度大，可靠性要求极高，目前被国外垄断。

2）数据库软件：国外建立的时间较长，数据量大，全球各地很多科学家养成了到其上面检索、搜集相关资料的习惯。

3）工业控制软件：国际工业软件巨头通常同时开发多个互相配套的软件，如PLM将CAD、CAE以及产品数据管理PDM 等系统衔接一体，使企业能够对产品从设计、研发到生产、报废等全生命周期的设计及信息进行高效的应用、集成与管理。

（2）发电设备领域

风电专用的大型轴承、大功率变流器功率单元、叶片专用碳纤维材料和巴沙木材料、风电用海缆等集中在国外几个大供应商，存在明显的“卡脖子”风险。世界前八大的轴承厂商均为国际品牌，占据了中国50%以上、全球70%以上的市场份额。我国只能设计生产部分轴承，大尺寸轴承的研发主要依赖国外厂商，风电行业齿轮箱中应用的小型轴承大部分也依赖国际品牌。在行业需求旺盛时，往往成为行业产能短板。

核电部分国产的关键原材料和部件，如大型铸锻件、高精度仪表仪器、焊材等存在质量不稳定、成品率低等问题，与国外先进国家相比仍然存在较大差距，质量、工期、成本等方面还不能完全满足核电发展的需求。

光伏发电零部件供应短板。急需改变诸如功率半导体IGBT和集成电路DSP、AD转换芯片、高性能核心控制器等受制于人的现状。

（3）输变电领域

核心材料严重依赖进口，存在“卡脖子”现象，这些问题涉及整个产业链。如：高性能环氧树脂基材交联网络结构的构筑与纳米改性方法；电容器用聚丙烯粒料；超高导磁材料；海上风电系统与成套中超高压直流电缆用绝缘料等方面。核心零部件（包括绝缘拉杆、电阻片、IGBT等）和部分工业软件领域严重依赖进口。

（二）装备技术领域

（1）新定位下火电设备的安全可靠性问题

近年来，火电机组普遍进行配煤掺烧，频繁参与调峰运行，运行工况大幅偏离原设计工况，对设备可靠性、设备寿命造成了较大影响。为推动碳达峰，促进新能源消纳，火电机组必然还将进一步开展深度调峰，部分机组可能两班制运行或常态停机、顶峰应急，其安全可靠性、问题将更加突出，必须予以重视，加强研究。

（2）“新能源+储能”和“火电+CCUS”两条技术路线全生命周期的技术成熟度、经济性比较问题

“新能源+储能”和“火电+CCUS”是为实现碳达峰碳中和要求，发电侧的两个核心技术路线。前期“新能源+储能”技术路线受到的重视较多，通过可再生能源优先上网、新能源强制配备储能等政策要求得到了较快发展，设备制造和机组运营都有一定的盈利模式；而“火电+CCUS”还处于示范探索阶段，现有项目均以科技示范的形式开展，目前几乎没有盈利模式，在能源保供压力和双碳的双重压力下，“火电+CCUS”也有希望成为有竞争力的技术路线。应从全局和全生命周期角度，充分研究“新能源+储能”与“火电+CCUS”两条技术路线的经济性，考虑资源禀赋、技术发展成熟度等多种因素的制约，研判两条技术路线的发展趋势，为研发投入、政策制定和电源建设提供参考。

（3）面临标准不完备的挑战

“碳达峰、碳中和”背景下，电力装备相关的标准、试验检测方法、认证体系等缺失或不全，不能支撑未来产业的发展需求。

（三）能源结构的变化给企业转型发展提出了挑战

在“双碳”目标下，传统电力装备产业面临生产管理、技术产品等多方面的转型抉择，企业是否应该转型、转型方向是否正确、转型方案是否经济可行等均关乎企业生存问题。

（四）适应市场人才与装备制造业发展需求不匹配

现有人才队伍的专业知识结构不能满足企业发展的需要。制造企业生产技术专业人才较多，高级管理人才和专门人才相对较少，特别是缺乏熟悉经营战略、市场预测、金融、财会、经贸、证券、法律等方面的复合型人才。需要针对电力行业发展、设备制造业研发计划开展有计划的人才培养。

（五）海外投资政治风险变幻莫测

受疫情及国际格局变迁影响，政治风险呈现新动向。这可能引发目标国政局动荡和投资政策变更，严重者可能造成大范围的经贸冲突，从而对全球投资信心造成影响。中美、俄美、美欧关系在未来一定时期内仍将延续当前状态，未来中美、俄美之间的博弈可能将有所升级。近些年，美国接连退出《中导条约》及《开放天空条约》，仅有的《新削减战略武器条约》成为美俄之间唯一的军控条约。美国单边行为正在逐步摧毁战后建立起来的军控体系，破坏地区间军事互信，严重影响全球政治稳定性。

三、对策建议

1）在计算硬件、平台软件、人工智能算法库等基础领域应加强自主化技术研究。研发自主可控的软件，同时给予研发资金、应用验证、推广支持。推动电力设备数据共享，发挥数据价值是智慧电厂各项功能模块发挥作用的关键手段，实现电力生产过程的智能监测、智能控制、智能诊断要基于新的智能化监测装置和手段，充分挖掘现有设备数据的价值。

2）建议国家引导相关企业和科研机构进一步加大在大规模储能、新型电工材料、新型直流输电柔性直流输配电、电力调度具有重要影响力的原创技术的产出，增强新型电力系统的科技支撑力和产业带动力。

3）鼓励自主创新，加大科研创新支持力度，鼓励企业通过自主创新，对成功研制国际领先或填补国内空白装备的企业进行表彰；进一步完善知识产权保护政策，保障创新企业的切实权益；利用国家重点实验室、国家研发创新平台等公共科技服务资源，支持节能降碳技术研究与关键装备研制，降低新技术应用推广成本。

利用产学研用联合和跨行业的联合体进行攻关。系统聚集内外创新资源，积极开展行业重大关键核心技术攻关，打造更高层面的协同创新能力。实施电力装备产业链锻长补短、强链备链计划，提升产业链供应链自主可控能力。制定产业地图，利用市场化机制，培育具有较强国际竞争引领力的低碳零碳电力装备和再电气化设备骨干企业和产业集群。

4）设立国家级公共服务平台，牵头组织绿色低碳技术评估、共性技术研究，开展碳达峰碳中和相关标准制修订，提供检测、认证服务，引导行业规范化发展，强化全生命周期的检验检测能力，为构建以新能源为主体的新型电力系统奠定基础。

5）树立以人为本的战略观念，建立有效的人才激励机制，培养高水平复合型人才。要求夯实人力资源管理基础，提高人才引进的专业性与效率，强化高层次人才引进工作；以竞争性与市场化为导向，探索建立以奋斗者为本的激励机制；整合内外部学习资源，建立完善发展保障体系；提高人才使用效率，优化人才配置。

6）充分发挥协会等行业组织的平台作用，定期编制发布绿色技术、装备、产品目录等，加速战略储备类项目的产业化。重点研发消纳高比例新能源输电技术和装备、重工业退煤脱碳技术和装备、再电气化的市场机制和技术装备、氢能生产储运应用场景及技术装备等应用场景及技术装备。组织制定重大技术推广方案和供需对接指南。探索绿色低碳技术推广新机制。

7）强化顶层设计，引导行业资源优化配置、转型升级，促进新能源更大规模并网，加速新能源及储能产业等融合发展，建议加强顶层设计，由相关部委牵头，联合其他机构，设立“电力装备碳达峰碳中和关键技术研究与示范”重点专项，统筹推进科技创新支撑引领碳达峰碳中和工作，提出我国电力装备行业助力碳达峰碳中和发展路径，引导行业技术创新升级。

8）投资前充分考虑我国与东道国的关系、双边合作领域、东道国的政治主张、对外资态度等相关情况，尽力处理好与东道国政府及相关机构的关系，并积极协调项目各方，合理测算项目收益，在情景模拟和压力测试时，应考虑政治风险因素，为项目留出利润空间，并尽可能购买海外投资保险，将风险转移至保险机构，力图将政治风险影响降到最低，如遇到问题，加强与东道国政府和我国经商参赞处沟通。

9）积极适应境外电力项目从火电为主的化石能源向绿色能源转向的大趋势，加快发展绿色能源业务，充分利用大数据、人工智能、物联网、区块链等技术提升改造传统业务，全面提升行业绿色安全发展水平。加大欧美、中东等新兴中高端市场开发力度，实现从EPC向投建营一体化的转型。