深入学习贯彻党的二十大精神加快推进电力装备科技自立自强（上）

／ 机械工业北京电工技术经济研究所 亢荣 ／

电工行业覆盖国民经济分类4个大类，10个中类，41个小类，产品涉及发电到输变电设备再到用电等多个领域。随着我国经济进入新常态和新发展理念的全面推行，高投入、高消耗、高污染、低效益的电力装备粗放型发展路子已走到了历史尽头，产业转型显得更加紧迫。

科技立则民族立，科技强则国家强。当今世界正经历百年未有之大变局，科技创新是其中一个关键变量。加快实施创新驱动发展战略，加快实现高水平科技自立自强，以国家战略需求为导向，集聚力量进行原创性引领性科技攻关，坚决打赢关键核心技术攻坚战。

党的十八大以来，我国电力行业以“四个革命、一个合作”能源安全新战略为根本指引，发力求解清洁低碳和安全保供课题，交出了一份硕果累累的发展答卷。这十年，我国能源绿色低碳转型取得重要进展，供给能力和质量显著提升，产业结构持续优化，产业链供应链稳定性不断提高，发电设备制造取得举世瞩目的成绩，具备1.4亿千瓦以上的年生产能力（不含光伏设备），输变电设备特高压工程累计线路长度从2016年的1.7万公里快速提升至2021年的4.6万公里。可再生能源装机规模和煤电超低排放机组规模均超10亿千瓦，“绿水青山就是金山银山”的理念深入人心。

电工行业覆盖国民经济分类4个大类，10个中类，41个小类，产品涉及发电到输变电设备再到用电等多个领域。随着我国经济进入新常态和新发展理念的全面推行，高投入、高消耗、高污染、低效益的电力装备粗放型发展路子已走到了历史尽头，产业转型显得更加紧迫。

一些关键核心技术、标准、基础材料仍掌握在发达国家手中，部分重要关键装备还依赖国外引进，国际知名电工装备品牌建设不够，产业转型之路虽然已经走过滚石上山、爬坡过坎的关键阶段，但依然是任重道远，未来如何取得关键性领域重大突破，进一步缩小同国际先进水平的差距，显然是无法回避的重大挑战。

本文以围绕党的二十大报告，从以下三个方面，涉及电力装备，总结成功经验，分析面临的问题，提出下一步举措及建议。

一、实施产业基础再造工程、重大技术装备攻关工程

（一）发电设备

（1）煤电装备

技术创新助力我国发电设备技术水平实现大跨越，发电技术研发和装备制造水平迈上新台阶。截至2021年底，我国煤电装机规模超过11亿千瓦，占我国电力总装机的46.7%。截至2022年9月，全国供电煤耗率已降至304.2克/千瓦时。

我国先进超超临界煤电机组数量、装机容量均居世界第一，关键设备生产制造均可立足国内。百万千瓦级空冷发电机组、大型循环流化床发电技术世界领先，多台超超临界二次再热煤电机组相继投产。以哈电集团、东方电气、上海电气为代表的煤电装备制造业年生产能力超过1亿千瓦。

我国是世界上循环流化床锅炉装机容量最多的国家，大型循环流化床（CFB）锅炉生产能力和技术水平世界领先。2012年至2022年9月，国内企业已设计制造出30万千瓦级以上CFB锅炉93台。

下一步：煤电装备技术创新主要聚焦进一步提升效率、提升灵活性和减少排放3大目标，重点包括8个方向：

在提升效率方面，包括老旧煤电机组高效灵活性改造、更高参数（650~700℃）超超临界发电和超临界CO2发电三个技术方向。

在提升灵活性方面，包括数字化智能化燃煤发电、抽水蓄能发电两个方向。

在减排降碳方面，包括高效超低排放循环流化床（CFB）发电、燃煤耦合生物质发电、整体煤气化燃料电池发电三个方向。

（2）气电

截至2021年底，我国气电装机容量9972万千瓦，占我国电力总装机的4.2%。

我国已经掌握了高温透平叶片、压气机、燃烧室、高温涂层等关键核心技术，实现了核心技术从无到有的转变。大部分部件可在国内制造，本地化率已达85%，并成功自主研制了国内首台F级50兆瓦重型燃机，于2020年实现满负荷稳定运行。

我国重型燃气轮机还没有形成自主的设计体系，热部件仍然依赖进口，维修服务依靠国外，自主控制保护系统尚未得到广泛验证；中小型燃气轮机产品设计经验不足，设备还没有形成系列化，工业领域应用经验积累不够，低排放燃烧室、多种燃料燃烧室等技术还在研发中，面对我国能源电力领域的广泛需求还有一定差距。

下一步，燃气轮机装备技术创新重点包括三个方面：一是燃气轮机非常规燃料燃烧技术，开展合成气、高炉煤气、伴生气等低热值气燃烧器、轻柴油和天然气双燃料燃烧器和掺氢燃机攻关；二是突破中小型驱动燃机设计和制造技术，研发分布式能源系列燃机，完善关键部件和整机的试验验证能力，推进中小型燃机示范应用；三是重型燃气轮机关键技术，突破重型燃气轮机自主设计、燃烧室、透平热端部件、控制系统、寿命评估及运维检修服务等关键瓶颈技术，研制具有完全自主知识产权的300兆瓦等级的 F 级燃气轮机，开展运维检修服务创新示范及工程验证。

（3）水电

（a）常规水电

截至2021年底，中国水电总装机容量达到3.91亿千瓦，占可开发总量的57%，抽蓄在运装机容量约3600万千瓦，全国新增水电并网容量2349万千瓦，为“十三五”以来历年之最。

我国水电设备经过引进再创新，实现了跨越式发展，并依托国家重大工程具备了自主研制大型水电机组的能力。我国混流式、轴流转桨式和灯泡贯流式水电机组的设计制造水平已达到世界先进水平，已经实现了中低水头百万级巨型混流式水电机组的自主研发和生产制造。白鹤滩水电站1000兆瓦水电机组，是世界上单机容量最大的水电机组，在机组设备研制、设计、制造、材料等领域推动了我国特大型水电设备设计制造技术的全面发展。2020年10月17日，由东方电气集团东方电机有限公司研制的国内最高水头抽水蓄能电站——浙江长龙山抽水蓄能电站首台机组转子顺利吊装就位，该机组的设计开发难度属世界最高等级，挑战抽水蓄能技术研发的极限，其中最高水头达到756米。2020年6月，哈电集团哈尔滨电机厂有限责任公司自主研制的阳江抽水蓄能机组核心部件——首台座环蜗壳成功发运，标志着国内单机容量最大的400兆瓦、700米超高水头段的抽水蓄能机组研制取得阶段性成果，为后续产品顺利制造提供了宝贵经验。

从水电发展来看，从国家能源局印发的《2022年能源工作指导意见》来看，下一步水电重点是有序推进雅鲁藏布江下游以及金沙江旭龙、雅砻江孟底沟、黄河羊曲等水电站开发建设，对已建、在建水电站增容改造，充分发挥水电支撑风电、光伏规模化开发的调节作用。

水电技术装备发展的下一步重点：雅下水电开发单机70~90万千瓦、700~1000米水头的冲击式水电机组做技术储备。另外，水电装备需要围绕已建、在建水电站的增容提效、调节能力提升等开展研发和技术准备。

在水能发电技术来看，国家能源局、科学技术部2022年4月，联合印发了《“十四五”能源领域科技创新规划》列出了3项重点任务：藏东南水电开发关键技术；水电基地可再生能源多能互补协同开发运行关键技术；水电工程健康诊断、升级改造和灾害防控技术。

（b）抽水蓄能装备

下一步重点是围绕大容量、高水头、可变速抽蓄成套和关键设备开展攻关，突破变速电机励磁、轴承等关键零部件瓶颈。

（二）输变电设备

截至2021年底，我国已建成投运33条特高压线路。其中，15条交流特高压，18条直流特高压。特高压工程累计线路长度从2016年的1.7万公里快速提升至2021年的4.6万公里，年复合增长率超过10%。

我国输变电设备制造业通过技术引进及合作生产，实现了跨越式发展，三峡输变电工程的国产化制造，彻底结束了我国重大输变电设备依赖进口的历史，全面掌握了1000千伏交流、±1100千伏直流及以下等级的输电技术，输电装备技术水平、设备规模、试验能力等均领先世界。具备1000千伏特高压变压器、320兆乏及以下容量系列电抗器、特高压气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）、特高压气体绝缘金属封闭母线（GIL）（除高容差触头外）、特高压串联补偿装置等特高压交流输变电装备研制能力；特大功率晶闸管器件、±1100千伏换流阀、换流变压器及其关键零部件、特高压直流输电控制保护系统等特高压直流输变电装备研制能力。同时在多端柔性直流输电、异步联网直流输电等领域，装备制造企业依托示范工程，自主攻关了一批如换流阀、直流断路器核心装备研制。总体看来，我国特高压技术与设备制造领域现已形成了功能齐全、综合指标居世界领先水平的实验研究体系。

在电网投资方面，国家电网2022年度工作会议上，国家电网公司董事长辛保安指出，2022年国家电网发展总投入目标为5795亿元，其中，计划电网投资5012亿元。明确提到，要高质量推进白鹤滩-浙江特高压直流、川藏铁路施工供电二期等重点工程建设。年内建成投运白鹤滩-江苏、荆门-武汉等特高压以及闽粤联网、500千伏雄安东等重点工程。因地制宜推进地区网架优化和配电网建设改造，建设坚强智能城市配电网，实施农网巩固提升工程，加快新型电力系统示范区建设。

从行业当前发展来看，输变电设备下一步重点放在以下几个方面：一是战略性、前瞻性输变电设备核心技术攻关，支撑建设适应大规模可再生能源和分布式电源友好并网、源网荷双向互动、智能高效的先进电网；二是强化短板技术攻关，推进关键核心部件国产化替代，保障产业链安全；三是加强数字技术融合，推动输变电设备数字化、网络化、智能化转型。

（三）新能源与新型电力系统装备

（1）核电

截至2021年底，全国核电装机容量5326万千瓦，比上年增长6.8%，占我国电力总装机的2.2%，发电量4075亿千瓦时，占全国发电量的4.9%。

截至2021年底，我国商运核电机组达到51台，总装机容量为5327.5万千瓦，仅次于美国、法国，位列全球第三，核电总装机容量占全国电力装机总量的2.27%；在建核电机组装机容量十余年保持全球第一。

“华龙一号”国内外首堆——福建福清核电5号机组标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列，成为继美国、法国、俄罗斯等国家之后，真正掌握自主三代核电技术的国家，我国核电技术水平和综合实力已跻身世界第一方阵。石岛湾高温气冷堆核电站示范工程——全球首个并网发电的第四代高温气冷堆核电项目，标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术的国家之一，意味着在该领域我国成为世界核电技术的领跑者。大型先进压水堆重大科技专项“国和一号”示范工程建设进展顺利，示范快堆1、2号机组于2017年、2020年先后开工建设，多功能模块化小型堆“玲珑一号”示范工程开工建设，陆上小型压水堆及海洋核动力平台的研发持续开展，液态燃料钍基熔盐实验堆工程建设正在稳步推进，铅基快堆等研发取得重要进展。在聚变堆研发方面，世界首个全超导大型托卡马克装置东方超环（EAST）不断刷新在一亿度超高温度下运行时间记录，新一代“人造太阳”装置中国环流器二号M（HL-2M）置建成并实现首次放电。

下一步工作将围绕提升核电技术装备水平及项目经济性方向，加强战略性、前瞻性核能技术创新关键核心技术攻关方向，推进核能全产业链上下游可持续发展方向重点展开。

（2）风电

截至2021年底，风电装机容量达3.3亿千瓦，同比增长16.6%；其中，陆上风电3.0亿千瓦，海上风电2639万kW。装机容量连续11年保持世界第一。

风电装备制造通过自主研发、引进消化、吸收再创新等已形成较为完整的产业集群，从北方平原到南方高原山地、到潮间带、海上实现了装机范围的全面覆盖，现阶段海上13.6兆瓦机组成功下线，陆上6.7兆瓦机组成功吊装，大功率风电机组已逐渐成为市场主流。我国“三北”地区的陆上风电新建项目度电成本可以达到0.16元/千瓦时、中东南部区域可以达到0.34元/千瓦时，大部分新建陆上风电项目已经具备平价上网的条件。

目前形成了叶片、机舱、齿轮箱、钢结构件等完整产业链。发电机、齿轮箱、主轴、变桨偏航轴承、驱动电机等大型机械元件已实现国产化，国产变桨系统可靠性能逐渐提升，风电连续多年新增装机居全球首位，成为全球第一风电大国。

下一步行业发展重点将放在装备大型化发展、海上风电向深海远海转移以及退役风电机组循环利用这三个方向；除短板技术突破外，在技术创新方面，开展提升风电机组发电功率技术研发。

（3）光伏

2021年，我国光伏累计装机量、新增装机量、多晶硅产量、光伏组件产量，已分别连续7年、9年、11年、15年位居全球首位，国内累计装机量从2012年底的650万千瓦增至2022年9月的3.58亿千瓦。光伏全产业链通过自主创新、降本增效，产业及服务体系已具成果，晶硅电池、薄膜电池最高转换效率多次创造世界纪录，量产单/多晶电池平均转换效率分别达到22.8%和20.8%。我国光伏产业已实现每3年一次技术和产线升级迭代，多晶硅生产综合电耗已降到66.5千瓦时/千克多晶硅，单炉致密占比为70%~80%；182毫米、210毫米大尺寸硅片正在逐步进入市场；组件主流功率超过450瓦，此外在晶硅电池技术方面领先全球，钙钛矿、有机电池等实验室效率也在世界前列，有机叠层电池和薄膜电池保持着世界纪录。从多晶硅、硅片、电池、组件主要制造环节，到浆料、背板、光伏支架、逆变器等原辅材与配套设备，我国已形成全球最完整的产业生态圈，并且供应链基本自主可控，总体看来，我国光伏引领着全球光伏技术进步。

“十四五”期间，光伏产业聚焦重点放在降本增效光伏电池技术、与其他可再生能源互补技术以及光伏回收再利用技术等。

（4）新型储能

2021年底新型储能累计装机超过400万千瓦，新型储能的累计装机规模为2540万千瓦，同比增长67.7%，其中，锂离子电池占据绝对主导地位，市场份额超过90%。新型储能中，锂离子电池和压缩空气均有10万千瓦级项目并网运行，特别是后者，在2021年实现了跨越式增长，新增投运规模17万千瓦，接近2020年底累计装机规模的15倍 。

在能源转型的背景下，推动储能规模化发展，技术攻关和突破是关键，主要包括多元化技术、全过程安全技术、智慧调控技术、创新智慧调控技术等领域，加快核心技术自主化，提升新型储能领域创新能力等。

（未完待续）