电力装备助力“碳达峰·碳中和”途径与措施研究(下)

2022-09-03 01:44中国电器工业协会
电器工业 2022年7期
关键词:装备能源

/中国电器工业协会/

(续)

第二部分电力装备面临的机遇和挑战

一、行业现状

目前,我国电力装备制造业已形成门类较为齐全、规模较大、具有一定技术水平的产业体系,成为装备制造业的重要支柱产业,涵盖了发电、输变电、配电、用电、电气元器件和材料等五大领域,产业链、供应链基本完整可控。2020年,电气行业规模以上企业数2.2万家,主营业务收入达到5.55万亿元,利润总额2038亿元。2020年行业进出口总额1800亿美元,其中进口额600亿美元,出口额1200亿美元,电气产品远销亚洲、非洲、欧洲、美洲等国家和地区。

发电设备。从2006年开始,我国发电设备年产量连续13年超过1亿kW,产量位居世界第一。2020年,我国发电设备装机容量为22亿kW,位居世界第一。与此同时,我国能源供给结构也在逐步优化,2020年煤电装机容量10.8亿kW,占总装机容量的比重为49.1%,首次降至50%以下,风电、太阳能发电、核电等非化石可再生能源装机的比重在逐年增加(见图1)。

图1 2015年与2020年新增电力装机结构对比

发电行业是节能降耗和污染物减排的重点领域。近年来“上大压小”进一步推进,火电机组容量等级结构持续向大容量、高参数方向发展,供电标准煤耗等主要耗能指标大幅下降,输配电行业全国线路损失率也从2011年的6.31%降至2020年5.62%(见图2)。

图2 2011 ~2020年电力行业减排指标图

新能源中我国光伏发电产业链体系日渐完善,设备制造、系统应用领域发展成绩斐然,现已建立了从上游高纯晶硅生产、中游高效太阳能电池片生产到终端光伏电站建设与运营的垂直一体化体系,形成了完整的拥有自主知识产权的光伏新能源产业链条,为光伏行业高质量发展提供了有力支撑。2020年,我国多晶硅、硅片、电池片和组件的产能在全球占比分别达到69.0%、93.7%、77.7%和69.2%,产能和产量高居世界第一,已成为全球光伏产业发展主要推动力量之一。在全产业链规模化发展及项目全国统一竞价等机制的有力推动下,光伏发电企业不断加强系统优化和成本控制,有效降低工程造价,到2020年,光伏发电电价水平在2015年基础上下降50%以上,在用电侧实现平价上网目标,为行业实现平价上网奠定重要基础。

我国风电产业发展实现了大跨越。2020年,我国风电并网装机容量为7167万kW,占比37.5%;发电量4665亿kWh,占比6.2%。2020年我国风电累计装机突破2.8亿kW,是继2010年以来连续11年新增装机位居世界第一。国内海上风电机单机功率已从4MW快速发展至10MW级别。同时,海上风电正在逐步从近海向深远海发展,离岸距离和水深也在持续突破。随着漂浮式等技术的成熟,远海风电将成为我国巨大的海上风电可开发空间。

输配电设备。输变电行业的市场需求与发电装机、电源及电网建设规模密切相关。“十三五”期间,全国共完成电网投资25669亿元。截至2020年底,我国220kV及以上线路长度79万km,变电容量45亿kVA。

从产量规模看,我国变压器和高压开关设备(110kV及以上)年产量分别连续12年超过10亿kVA和120万台。2020年变压器产量为17.36亿kVA, 高压开关设备(110kV及以上)达到150万台,配电设备中高压开关板和低压开关板年产量分别为115万面和5342万面,电力电缆5242万km,有力支撑了电力系统的平稳运营。

目前我国以特高压(交流1000kV、直流 ±800kV、±1100kV)为代表的输变电技术及装备总体上处于并跑(国际领先)水平;产业规模及生产能力能够满足国内的市场需求,且具备一定的“走出去”能力。

用电设备。我国是最大的用电设备制造国。2020年我国交流电动机、电焊机、电动工具、工业锅炉年产量分别为3.2亿kW、1108万台、2.4亿台和2万台。电机作为电气装备领域、工业领域及日常生活中广泛应用的驱动设备,电机耗电占全社会用电量的近60%,约占工业用电的75%,电机系统节能是电气装备领域节能减排的关键。据统计,全球45%的电力用于驱动工业应用及楼宇建筑中的电机,目前全球尚在运行的电机约有3亿台。如果将其全部替换为高能效设备,提升系统能效,预计全球电力消耗将减少高达10%。目前我国在用电机装机容量约为29.5亿kW,在用高效电机占比不足10%。高效电机生产成本高、市场推广困难,是目前我国在用电机整体能效水平较低的主要原因。

二、发展趋势

能源清洁低碳转型,将孕育新一轮电力装备技术革命,进一步推动清洁能源生产、输送和利用各环节各领域创新技术和装备的应用。

聚焦能源转型清洁化、电气化、智能化、集成化等重要领域,需要加快推广应用一批先进适用技术,实验示范一批重大关键技术,储备一批前沿关键技术,重点推动大容量、高效率、低成本清洁能源开发,推动超大容量、超远距离特高压技术、特高压柔性直流技术、多节点多回路交直流混联技术、先进储能技术研发和应用。随着各种集中式、分布式清洁能源大规模开发、高比例介入和大范围配置,需加大电网运行控制与信息技术耦合,提升电力装备信息化水平,主要包括智能检测与预警能力、输变电设备与线路一体化调控能力、各环节高度融合的智能变电站技术体系、配电自动化、用电信息采集能力等。

(一)常规发电设备

煤电装备。煤电装备装机低位回调是大势所趋,但短期内煤电仍然是保障我国电力安全和电力供应的主力军。基于我国煤炭资源丰富、煤电技术先进的突出特点,在安全有序的原则下,降低煤耗,提升调节灵活性,推动提质增效、多能耦合与 CCUS 等技术应用,是煤电未来的发展方向。

水电装备。水电发展角色将从供能转变调能。未来将充分发挥水电站群的调节能力,多能互补联合运行,促进区域风、光等新能源消纳,推动达成高比例可再生能源发展目标。抽水蓄能电站对于促进区域风、光等新能源消纳能有效发挥调节作用,国家将加快推进抽水蓄能电站建设,增强系统储备调节能力。新技术研发方面,高水头大容量机组、超高水头冲击式水轮发电机组、大型可变速抽水蓄能机组、海水抽水蓄能机组等是继续攻关的重点。

核电装备。核电装备是我国保障电力安全、实现碳中和目标的有力推手, 未来核电将承担相应的基础负荷作用。“华龙一号”和CAP1400将是我国核电建造的主力堆型,开发更加安全高效的核能技术,强化国内核电产业链培育力度,加快国产化装备及零部件推广应用,提前布局四代堆及小堆关键技术及装备是今后发展重心。

气电装备。气电快速启停特性使其成为坚强电网的重要支撑,气电功能定位将向调峰电源不断倾斜。未来一段时期内主要方向将是燃机装备的完全自主化、国产化,进一步提高发电效率和可靠性,以满足供电成本和电力系统安全要求。

(二)新能源发电装备

风电装备。我国风电产业发展将从速度规模型向质量效益型转变。有序推动海上风电发展、启动深海海上风电示范、强化老旧风电项目技改升级、推动分布式风电建设,拓展风电制氢等“风电 +”一体化项目应用场景。风电设备技术发展聚焦大型化、低风速和智能控制技术,制造企业加快关键零部件和原材料实现自主化,形成自主设计、制造和成套服务能力,提升国际竞争力。

光伏装备。因具有资源丰富、清洁、安全的特性,光伏发电正以前所未有的速度成为未来能源发展的第一主角。“双碳”下,分布式光伏迎来发展机遇。提升光电转化效率、降低发电成本依旧是光伏行业的目标,N 型电池有望成为电池片未来的发展方向。随着分布式发电系统渗透率不断提升,组串式逆变器占有率将稳步提升,国产逆变器竞争优势明显,潜力巨大。行业亟需从技术领先, 逐步走向标准领先,实现 “中国标准走出去”。

储能装备。“双碳”目标下,储能技术在火电灵活性改造、需求侧管理措施、可再生能源消纳及其他形式的应用具有重要的作用。国家“十四五”规划将氢能与储能纳入战略性新兴产业,列入未来产业赛道。不少企业正加速氢储能布局,积极推动氢能“制储输用”全产业链发展。未来行业发展将聚焦提升产业链各环节核心技术自主化水平,攻克质子交换膜等核心技术装备,实现技术向商业化应用,破解寿命和成本等发展瓶颈。

(三)输变电设备

“双碳”目标下,新能源成为电力系统供电主体,当前的电网不能承受大量的新能源电力的输送,平衡新能源发电的不稳定性和不确定性,需要投入柔性交流输电设备、柔性直流断路器、调相机、柔性变电站等大量的输变电设备。加强高端及新型装备的研发能力、速度及力度,解决少数原材料、组部件的性能及质量对主机的制约成为行业发展的重点,绿色、环保、高效、高可靠性等要求也将倒逼上游产业(材料、组件、工装等)技术进步。

(四)配用电设备

多种分布式新能源及储能系统接入为配用电系统控制与调度带来挑战。满足“双碳”目标下不同应用场景用户用电需求,积极响应大电网的电力调度及电力市场交易,保障配用电系统安全稳定运行,实现分布式新能源利用效率最大化成为行业发展重心。未来需要重点关注分布式新能源系统接入技术规范和标准,解决新型配用电系统规划设计、系统稳定运行控制策略、故障快速检测与切换、电能检测与优化管理等技术、装备、模式问题,构建完善新型配电网络拓扑,实现“超级配电系统”。

(五)电气节能设备

电机耗电占全社会用电量60%以上,电机节能与高效应用是较为直接、有效和经济的降碳方式。加强高效电机、专用电机、新能源领域电气产品和高效变频电机系统的技术开发与应用,深入开展电机系统节能技术和电机高效化、轻量化设计制造技术研究,加快电机产品碳足迹核算与绿色物料应用技术研究, 加大电机在钢铁、化工、水泥等重点领域的协同示范应用,引导电机生产企业共同参与系统节能工程项目,构建电气装备低碳公共服务平台成为行业主要发展方向。

(六)能源综合利用

能源综合利用作为一种能源服务形式,能满足用户多样的用能需求、降低用能成本和提高用能效率,与“双碳”目标下能源发展趋势十分契合,是低成本实现碳排放尽早达峰的主要路径之一,随着后续相关政策举措的落地实施, 将激发能源综合利用的市场需求,今后市场空间巨大。未来,巨量的能源和非能源数据,将成为能源综合服务产业越来越重要的生产要素。数字技术有望在能源综合服务产业加快推广应用,拓宽服务的深度和广度,催生服务模式的创新。未来,能源综合利用一方面以需求为导向、以客户为中心,通过应用新型用电设备,加速实施电能替代;另一方面通过实施节能改造,开展多能耦合与协同优化,建成多能互补互济的能源综合利用系统,助力节能减排。

三、潜在机遇

到2030年左右CO2排放达峰后,电力消费仍会持续呈缓慢增长趋势,2035~2050年能源消费以及电力总消费量趋于稳定,经济社会发展将逐渐与能源和资源消费脱钩。另一方面,工业、建筑、交通等终端部门将实现深度脱碳, 在加大节能及能效提升力度的同时,加快电气化发展,以电力替代煤炭、石油等化石能源直接燃烧和利用,或以可再生能源电力和核电制氢,提升氢能在终端部门的利用率,这都将提高电力在终端能源消费中的比重和发电用能源在一次能源中比例,而导致电力的增长速度快于能源消费的增速,进而未来各种情景下电力需求仍将持续上升。

(一)能源生产清洁化扩大电力装备发展空间

截至2020年底,我国电力总装机22亿kW,其中火电装机12.45亿kW,产生的碳排放超过全国碳排放总量的50%。要实现碳达峰碳中和目标,能源结构将由以高碳排放的传统能源为主转变为以低碳排放的新能源为主,能源原材料由有价、有形、有限的煤炭、石油、天然气等化石资源转换成无价、无形、无限的风能、光能、水能等可再生资源,而可再生资源转换为电能的效率主要取决于电力装备水平,因此能源生产将由资源属性切换到装备属性。加快新能源装备技术提升以满足碳达峰碳中和目标的要求,将为我国电力装备带来巨大的发展空间。

(二)工业再电气化催生电力装备新场景应用

据初步统计,我国工业、建筑、交通运输等领域碳排放约占全国碳排放总量的40%左右,主要排放源为直接燃用化石能源。实现碳达峰碳中和目标, 能源消费将由直接燃用化石能源转换成直接使用电能为主,能源供应的电能替代进程不断加速,工业、建筑、交通运输等领域终端用能再电气化程度不断提升,短流程炼钢、建筑光伏一体化、新能源交通运输等电气化应用场景不断拓展,工业电加热装备、户用光伏装备、港口岸电设备等新型用电装备不断普及, 将为我国电力装备拓展新的发展领域。

(三)能源生产利用方式变革加速电力装备技术融合创新

以能源生产清洁化、能源消费电气化为主要特征的能源生产利用方式变革, 将对建立世界领先的电力装备低碳科技创新体系提出更高要求。电力装备短板技术突破和前沿技术创新的紧迫性更加凸显,带动风光储煤水多能互补技术、CCUS 等关键技术,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率器件等关键部件,大容量海上风电机组、氢能制备及应用设备等关键装备的研发创新和应用推广。同时电力装备与新材料、新一代信息技术融合创新的必要性更加显著,带动大功率电力电子器件材料、质子交换膜材料等关键材料,5G、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术的深度融合。

(四)“双循环”新发展格局加速电力装备国际化进程

实现碳达峰碳中和已成为世界各国共识,但实施进程和着力点存在差异。发达国家致力于风电、光伏等新能源的发展,发展中国家对煤电、中小水电等传统能源仍有需求。当前,我国电力装备技术水平、生产能力、配套服务具有明显国际竞争优势,既能满足发达国家对于更严环保要求、更好供货服务能力等新能源装备需求,又能为发展中国家提供技术更先进、更高性价比的传统能源装备,带动技术、产品、标准、服务等走出去。同时,电力装备走出去也将促进我国内循环,带动国内材料、部件、整机、服务等全产业链协同发展,也可平稳化解因煤电、中小水电等国内市场需求降低而导致的产能压力。加快电力装备转型升级,我国将从能源进口国转变为电力装备和服务的出口国,将更好服务于“一带一路”倡议,更好融入国际产业链合作体系,实现双循环协调发展。

四、面临挑战

(一)电力装备产品结构与能源生产方式转变不匹配

在电力装备供给上还存在结构性问题。在产品结构方面,煤电机组、常规输变电设备等传统电力装备产能过剩,大容量海上风电机组、大规模新型储能、柔性直流输电、直流配网设备等产能储备不足,煤电灵活性运行及脱碳降碳、可变速抽水蓄能、储能电池预警及热失控监测等技术有待突破。大功率电力电子器件、海上风电主轴承、氢燃料电池膜电极及碳纸等面临“卡脖子”风险。在新能源消纳方面,电网将面临高比例可再生能源、高比例电力电子的“双高”特性,在设备研发、材料选型、工艺实现等方面要进行“双高”特性匹配。

(二)电力装备服务能力与能源消费方式转变不匹配

实现“双碳”目标,难点不在能源生产端,而在能源消费端,重点是能源消费方式的转变,再电气化设备将成为电力装备的重要发展方向,电力装备的需求变得更加多元化,新的商业模式和应用场景将不断涌现。对钢铁、有色、化工等工业领域再电气化工艺流程改造缺乏深入了解,对建筑楼宇冷、热、水、电、气多种能源互补匹配方式不清楚,缺乏可借鉴可推广的成熟案例和解决方案,制约了再电气化装备的研发制造和推广应用,导致电力装备与工业、建筑等领域之间的供需关系不衔接不匹配。

(三)基础共性技术储备与行业绿色转型要求不匹配

实现“双碳”目标,将对电力装备脱碳降碳基础共性技术提出新的更高要求, 主要包括两部分,一是电力装备生产过程低碳化,如温室气体替代、全产业链碳核算等;二是电力装备运行过程低碳化,如富氧燃烧、变压器及电机节能等。而当前相关基础共性技术研究缺位,标准、检测、认证体系不完善,涵盖碳核算数据库在内的可追溯系统性碳排放评估考核体系尚未建立,不能满足电力装备生产运行脱碳降碳的需求,阻碍了电力装备全产业链绿色化转型。

(四)国际市场开拓能力与高水平走出去要求不匹配

虽然我国电力装备具有高性价比、部分产品技术领先等优势,但在面向发达国家市场竞争中,缺乏具有较强品牌优势和国际竞争力的龙头企业,与GE、ABB、西门子等大型跨国公司相比,在品牌影响力、综合集成能力、全球采购议价能力、融资能力、标准与合格评定国际互认等方面尚有一定差距,处于不利地位。同时,缺乏对部分“一带一路”沿线国家法律制度、宗教文化、营商环境等方面的充分了解,尚未形成信息共享机制和走出去服务支撑,电力装备走出去存在较大的不确定性,导致国内电力装备企业对国际新兴市场的开拓能力较弱。

第三部分 发展战略

一、指导思想

深入贯彻《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》、国务院《2030 年前碳达峰行动方案》。

锚定碳达峰碳中和目标愿景,以新能源装备为主要切入点,围绕国内国际两个市场需求,构建绿色低碳电力装备供给体系;坚持以重点行业再电气化为主要突破点,推进工业、建筑、交通等领域电能替代,着力提升用电设备能效,加快形成新型商业模式;坚持创新驱动发展,以提高发展质量为中心、强化行业核心竞争力为目标,促进电力装备持续健康发展。

二、基本原则

创新驱动。发挥创新引领作用,强化企业创新主体地位,加快绿色低碳关键核心技术攻关。坚持体制机制改革,推进应用场景和商业模式创新。深化新一代信息技术与电力装备领域融合应用,提升行业绿色低碳发展新动能。

系统观念。落实全国一盘棋,统筹好整体与局部、重点突破与全面渐进的关系,协调推进能源生产清洁化与能源消费再电气化工作。把握发展规律,抓住主要矛盾,带动全行业碳达峰碳中和整体水平提升。

清洁高效。围绕构建以新能源为主体的新型电力系统,推进电力装备供给结构优化调整,加快绿色低碳电力装备应用,提升用电设备能效水平,提高能源利用效率,降低社会用能成本。

分类推进。结合市场需求急迫程度,分步分类推进电力装备转型升级,确保电力安全稳定供应。根据技术成熟度和工业、建筑、交通等行业用能实际,在有条件的行业循序渐进开展电能替代示范应用,助力行业如期达峰。

三、主要目标

到 2025 年:新能源装备应用比例不断提高,电力装备数字化智能化绿色化水平显著增强,支撑电网在“双高”特征下安全稳定运行能力显著提升,基本满足以新能源为主体的新型电力系统建设需要。重点用能行业再电气化示范应用取得明显成效,新场景新模式新业态加快培育。研发示范推广一批绿色低碳电力装备,建设一批共性技术研发中心和公共服务平台,为实现碳达峰奠定坚实基础。

到 2030 年:电力装备供给结构进一步优化,供给体系全面满足以新能源为主体的新型电力系统建设需要。重点用能行业再电气化规模化应用,形成完善的电能替代产品体系和成套服务能力。全面建成电力装备绿色低碳共性技术研发和标准检测认证体系,助力碳达峰目标顺利实现。

到 2060 年:大力实施再电气化,促进工业领域终端用能设备电能替代。新能源发电占比达到绝对优势,智慧配用电系统全面应用于智能电网用户端各种应用场景,实现数字化、高可靠性的智慧输配电系统解决方案,全面满足我国经济和社会“2060 年碳中和”的能源需求。

第四部分 “双碳”下电力装备行业重点任务

一、强化产业协同创新,搭建产业技术创新体系

健全政、产、学、研、用协同创新体系,围绕构建以新能源为主体的新型电力系统的需求,聚集行业海内外优势创新资源,以提升产业技术创新能力,推动和引领产业技术发展为目标,按照“政府引导、企业牵头、多方参与、独立运作”的原则,在政府扶持和政策引导下,由若干骨干企业牵头,联合高校和科研院所,创建若干个技术创新中心。以技术创新中心为基础,加强行业核心关键技术和共性技术的攻关,推动产业链上下游紧密合作,打通从产业技术研发、成果转化到企业孵化各环节,带动行业联动发展。建立成果共享机制,形成行业技术标准、构建专利池,降低研发成本,避免重复建设,不断提高企业研发能力和国家化竞争力。

二、发挥煤电基础作用,推进清洁高效技术应用

提升现役及新建煤电机组灵活性,针对在役机组开展提效、灵活性、延寿等改造工作,发挥煤电作为基荷能源作用,参与深度调峰满足电网安全运行要求;发展清洁高效煤电,进一步发展先进高参数煤电机组,完成650℃等级超超临界燃煤发电技术示范,发展 IGCC 及IGFC 系统集成优化技术;开发大规模多联产技术并开展示范应用,技术可靠性、经济性达到国际领先水平;发展燃煤耦合生物质发电技术、CCUS 技术,完成富氧燃烧、化学链燃烧工业示范;研发新一代高效、低能耗的 CO2提纯、捕集技术,完成 CCUS 技术大规模示范推广,完成百万吨级 CO2捕集、利用与封存全流程示范;完成燃煤耦合生物质发电技术大容量机组示范及技术经济运行评价,进行大规模推广应用。

三、夯实基础支撑能力,提升产业链智能化水平

推动电力装备高端化、智能化、绿色化和服务化建设,全面梳理行业在基础材料、基础零部件和元器件、基础工艺及制造装备、工业基础软件和产业技术基础上的短板,建立攻关清单,解决产业发展中的“堵”点,提高产品的技术水平和可靠性,促进创新产品迭代升级和规模应用。做强行业细分产业链,实施产业链现代化提升行动,推动产业链供应链大中小企业链条式智能化、绿色化技术改造,加快提升电力装备全产业链智能化水平,搭建电力供需双向互动和新模式新业态发展,提升能源系统整体效率。

四、加强产业协调配合,促进全产业链绿色发展

强化头部企业、龙头企业和行业“小巨人”的培育力度,以大企业大集团和行业“单打冠军”带动形成较为完备的现代产业链。聚焦聚力企业新技术应用和新产品开发,实施电力装备产业锻长补短、强链备链计划,提升产业链供应链自主可控能力。围绕创新链布局产业链,实施企业高端化、智能化、绿色化技术改造,架构电力装备(绿色)制造体系,完善绿色低碳电力装备标准、检测、认证,搭建绿色低碳技术评估、交易体系和科技创新服务平台,促进全产业链共同绿色发展。

五、开展场景拓扑研究,响应用户侧多元化需求

根据不同应用场景的环境情况、用户需求、用电模式,充分考虑接入的分布式新能源发电系统、分布式储能系统、控制与保护设备的容量及规格型号多种多样,开展新型配电系统、微电网及典型应用场景拓扑形态研究。加快能源综合和运行规划技术、设备状态感知与信息传输技术、用户端需求响应与虚拟电厂管理技术、基于人工智能的配电控制策略、微电网保护与控制技术等,提升电源侧多源协调优化运行能力、推动配用电系统各环节全面数字化。

六、加快商业模式创新,加速能源综合利用水平

创新能源综合站一体化建设、分布式光伏 + 储能 + 充换电站、数据中心等多种商业模式,以节能服务公司为主体,基于合同能源管理模式,为含有光伏、燃气轮机、储能系统及各类负荷用户的园区能源综合系统提供节能方案。以园区运行经济性及用户满意度为目标,通过优化光伏、燃气轮机、储能系统及各类负荷的运行方式实现节能,满足社会各界不同的用能需求;同时通过强大的业务体系提高供需双向信息传递效率,为供需双方广泛参与、互利共生创造条件,有效引导源网荷储协调发展,推动清洁能源消纳,平衡用能市场,从而实现清洁低碳、安全高效能源生态系统的健康良性循环,加速能源综合利用水平。

第五部分 “双碳”下电力装备行业实施路径

一、开展低碳共性技术和前沿技术科技攻关

建立产、学、研、用协同一体的创新研发体系,依托国家重点实验室,工程技术中心,加强低碳零碳共性技术、前沿技术工程研究中心及低碳电力装备技术实验室建设。围绕高效清洁发电技术、可再生发电技术、碳捕集、利用、封存技术、高效储能技术及用电技术开展专项研究,组建发电设备能效优化,输变电设备故障分析与诊断、低碳智能网络、安全事故风险评估等技术创新团队,重点攻克漂浮式海上风电基础设计、新型燃料电池技术、大型氢燃气轮机设计制造技术、大规模储能、核聚变发电等前沿技术,完善高可靠性快速控制保护技术,提升柔性直流的电压等级和容量水平,降低故障率并提高故障穿越能力,保障电力供应的安全可靠。

二、构建新型电力装备(绿色)制造体系

在保证产品的功能、质量、成本的前提下,建立包括绿色设计、绿色技术和工艺、绿色生产和管理、绿色供应链、绿色循环利用等内容的电力装备绿色制造体系。综合考虑环境影响和资源效率等因素,通过开展技术创新及系统性优化,使产品在制造、设计、物流、使用、回收与再利用等全生命周期中,对环境影响最小、资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。如从节能上,重视燃煤电厂热动系统、环保系统的节能技术;提高集中供热和提高余热、余压回收率;采取多种措施降低输配电过程中的线损,可对电网进行升压改造、采用无功补偿设备提高功率因数、提高计量装置的准确性、实现配电变压器低压侧互联、对配电线路进行节能改造。减排上,重视 SF6回收技术的研发,不断提高回收效率及再利用率。

三、完善绿色低碳电力装备标准检测认证体系

按照需求导向、先进适用、急用先行原则,系统梳理现有标准并科学谋划应有和预计制定的标准,科学确定该领域新型标准体系范围、边界及标准层级,满足新型经济社会发展和资源优化配置的需要。在促进国际国内双循环的背景下,更加需要我国电工行业通过对外交流、合作将国外先进技术引进来,使我国创新技术走出去,这将对我国参与国际标准化竞争提出新要求、新挑战,需要电工行业及时识别创新技术,明确国际标准化工作重点,提前做好国际标准化战略布局和技术培育工作。

按照产品分类,研究低碳环保绿色产品的认证制度,确定其生产、功能、使用特点最优认证模式,完善或重新制定相关产品的认证方案。方案应包括对低碳环保绿色产品全生命周期中的节能减排、低碳排放及降碳效果的综合评价要求,并明确利用计量和检测手段对碳交易值进行量化考核的要求,以认证评价为最终评价手段,推动全行业相关上下游企业绿色低碳材料、设备、技术、工艺、产品的联合开发和应用测试,有效支撑行业关键共性低碳、零碳和负碳技术创新,从全生命周期角度准确分析、评估低碳环保绿色认证产品的降碳效果。

四、搭建重点领域再电气化集成服务体系

坚持技术引领,通过加大技术研发力度,促进再电气化技术快速迭代和成本降低,面向工业、建筑、交通等领域广泛深入实施电能替代,努力实现能源消费高度电气化。

按照差异化原则科学制定相关领域再电气化服务规划,建立标准化、模块化、集成化再电气化项目服务流程规范和行为准则,重点关注电能替代较有前景的技术领域,如工业电锅炉、电窑炉应用于工业产品加工工艺过程;电动汽车应用于公路客运和部分短途货运领域;电(蓄)热锅炉应用于建筑密集小区的集中供暖;热泵应用于大型公共建筑供热;可再生能源电解水制氢替代化石能源重整制氢。

五、推进制造企业数字化创新服务能力

加强与高校、科研机构合作,提升基础设施建设所需设备生产水平和供应能力,尽快实现智能电网核心设备的国产化和规模化生产,在保证设备质量的同时降低设备成本,支撑新型电力系统建设。提升电力系统终端信息采集装置、信息传输装置、数据中心处理器等核心装备的生产水平和供应能力,满足新型电力系统消费侧多元化需求。针对能源产业的供给与消费的根本要求,补齐行业企业自动化、信息化、网络化技术,特别是包含电力电子、自动控制和计算机网络技术发展短板,把自身融入能源工程和数字技术之中,加速行业转型升级,成为“以新能源为主体的新型电力系统技术装备集成供应者”。

六、搭建电力装备国际市场信息共享平台

联合行业组织以及社会各方资源,搭建电力装备产业“走出去”信息服务综合服务平台,以“政府助手、企业帮手”为定位,借鉴香港贸发局的成功经验,在对外投资的战略、方式及投资手段等方面与企业并肩携手,搭建多层次、宽领域的贸易和投资合作网络,提供信息资讯、会展及海外推广、商事法律、海关税收、海外网络建设、贸易投资及纠纷、金融支持、风险预警等服务职能,促进产业互联互通、避免重复投资方面,实现行业对“走出去”的引领和指导、进一步提高电力装备行业水平。

第六部分 政策建议

一、设立电力装备碳达峰碳中和国家重大专项

设立“电力装备碳达峰碳中和关键技术研究与示范”国家重大专项,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、绿电交易和碳交易的技术和市场规则、应用新一代信息技术(大云物移智区等)能源平台技术等碳达峰碳中和核心关键技术问题。

二、开展试点示范建设,建立碳中和指标体系

鼓励有条件的地区或重点行业开展碳达峰碳中和试点示范建设,实施能源零碳化、交通电气化、居民生活电气化。通过试点示范,检验现行产业政策完善性,测试民生支出和财政补贴压力,建立碳中和指标体系,验证技术及装备的经济可行性。发布能源绿码及碳交易、重工业脱碳、港口岸电、农村电气化、城市智慧用电、能源综合利用等方面碳达峰碳中和行动计划。

三、制定电力装备助力产业碳达峰方案和技术发展路线图

建立“电力装备落实碳达峰碳中和部际联席”工作机制,由相关部委成立工作专班。实施《电力装备助力产业碳达峰方案》,编制《电力装备助力实现碳达峰碳中和目标重点领域技术发展路线图研究》,强化政策导向,加大财政支持力度。

四、搭建电力装备碳达峰碳中和公共服务平台

搭建国家级电力装备碳达峰碳中和公共服务平台,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;完善电力装备低碳降碳检测、认证服务体系;强化全产业链全生命周期的检验检测能力;培育一批运作规范、支撑力强、公信度高的示范平台,满足中小企业发展需求,引导行业规范发展。

五、设立电力装备产业应用示范专项引导资金

设立电力装备产业应用示范专项引导资金,加大对电力装备行业开展碳达峰碳中和工作的倾斜力度,鼓励行业企业与科研院所、用户企业进行联合开发,促进电力装备新技术装备产业化,引导企业在关键产品技术研发、制造体系低碳化升级方面发展。

六、建立完善参与方费用分担和利益共享机制

出台相应的财税、金融支持政策,通过用户端碳排放评价、用户端碳排放交易、用户端碳排放配额及定价体系等机制推动并实施用户端碳交易,推动建立电力用户参与辅助服务的费用分担和利益共享机制,平衡电力系统调整电网成本上升,工业、建筑、交通等领域再电气化运营增加带来的顾虑,激发相关参与方践行碳达峰碳中和的热情和动力。

七、支持建立自主可控的电力装备产业集群

制定产业地图,利用市场化机制,培育自主可控、具有较强国际竞争引领力的低碳、零碳电力装备骨干企业和产业集群。平稳化解火电机组和常规输变电设备过剩产能,合理优化清洁能源产能结构,尽快补齐再电气化设备产能短板。实施电力装备产业锻长补短、强链备链计划,提升产业链、供应链自主可控能力。

八、充分发挥行业协会、第三方机构引导作用

授权行业协会等第三方机构在政府部门指导下,组织、协调、指导所属产业各领域制定行动方案,监督行动进程,落实行动计划。鼓励行业组织开展团体标准制修订、贯宣工作,开展行业调查研究,发布行业发展运行报告, 强化行业自律。

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