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国家能源局原监管总监李冶:需推动能源电力装备技术持续创新

日期:2022-10-28    来源:环球网  作者:任智惠

国际电力网

2022
10/28
14:24
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关键词: 能源电力装备技术 能源电力 清洁能源

“我国能源电力装备行业这十年发生了翻天覆地的变化。能源领域科技创新实现从‘跟跑、并跑’向‘创新、主导’加速转变,技术进步成为推动能源发展动力变革的重要力量。”近日,国家能源局原监管总监李冶在《电气时代》深度对话栏目“时代访谈”中详细讲述我国能源电力行业这10年的巨大变化,并对我国能源电力装备行业“十四五”的发展形势进行展望。

我国能源电力装备行业十年来变化显著

李冶长期奋战在能源电力行业一线,感受到我国能源电力装备行业这十年发生的翻天覆地的变化。他认为这种变化源于多方面,既有市场的拉动和用户的支持,也有企业自身的努力,但是更主要的还是国家的高度重视,国家政策的大力支持。

对于我国重大装备国产化方面的巨大变化,李冶感触颇深。据李冶介绍,近三十年来,我国重视重大装备国产化工作,尤其近十几年,对企业的自主创新工作抓得更加具体。企业一方面加大自主创新力度,另一方面与国际上一些著名的企业合作,加快国产化进程。在某些领域,如特高压输电,我国已经走在了世界前列,进入了无人区,只能加快自主创新步伐。另一个重大装备国产化的成功案例是天然气长输管线用压缩机组的国产化。我国近几年天然气的需求量在不断增长,约有50%~60%的天然气是由国内自己开采的,其余的则需要从国外进口。而天然气长输管线压气站所用的压缩机组过去一直依赖进口,基本上购买欧洲和美国的产品,价格昂贵不说,交货期在两年以上,无法满足我国工程建设的进度需求。所以我国在十年前就开始推进这项技术的国产化,如沈鼓集团和中石油等重点企业团结协作,攻克了关键技术,实现了压缩机组的国产化,不仅价格大幅下降,交货期也大大缩短。目前这些关键的产品,从主机到辅机,从配套到控制系统,乃至整个的成套工程技术,我国都完全掌握在自己手里,真正实现了油气全国一张网。重大能源技术装备的立足国内生产和制造,是我国非常重要的一个国策,对保障能源安全至关重要。

能源行业取得历史性成就,高质量发展迈出新步伐

十年来,面对能源供需格局新变化,国际能源发展新趋势,中央提出了“四个革命,一个合作”能源安全新战略,为新时代能源高质量发展指明了方向。李冶认为我国能源电力行业十年来以来取得了三个非常突出的成就。

1.能源供给能力和质量显著提升

一是能源供给能力和质量显著提升。“十三五”以来,我国能源自主保障能力始终保持在80%以上,供需关系持续向好。2021年我国全口径发电装机容量达到23.8亿千瓦,清洁能源发电装机容量历史性突破10亿千瓦,风电、光伏年发电量首次突破1万亿千瓦时,风电、光伏、水电、生物质发电装机规模连续多年稳居世界第一。在运、在建及核准核电机组71台,装机容量7600万千瓦,位居世界第二。清洁能源消纳持续向好。2021年水电、风电、光伏发电平均利用率分别为98%、97%和98%。核电年均利用小时数超过7700h,油气增储上产稳步推进,煤炭产能结构持续优化,120万t/a及以上大型煤矿产量占80%以上。煤油、气、电和新能源和可再生能源多轮驱动的能源生产体系基本形成,能源输送能力显著提高,能源储备体系不断健全,经济社会发展和民生用能需求得到有效保障。现在可以非常自豪地说,我国生产的能源保障了我国的国民经济建设、社会发展和百姓的生活。

2.能源结构持续优化,能源利用效率大幅提升

二是能源结构和效率持续优化,清洁能源占比不断提升。党的十八大以来,单位国内生产总值能耗累计降低26.2%,相当于减少能源消费约14亿t标准煤,以能源消费年均约3.0%的增长,支持了国民经济年均6.5%的增长,能源利用效率不断提升。2021年,天然气、水电、核电、新能源发电等清洁能源消费比重提升至25.5%,比2012年提高了约11个百分点。能源消费结构向清洁低碳加快转变。截至2021年年底,我国新能源汽车保有量784万辆,呈持续高速增长趋势。北方地区清洁取暖面积约156亿㎡,清洁取暖率达到73.6%,替代散煤1.5亿t以上,能源与生态环境友好性明显改善,能源节约型社会加快形成,能源消费结构更加优化。

3.能源技术创新能力进一步增强

近年来,建立了完备的水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源装备制造产业链,成功研发制造出全球最大单机容量,100万千瓦水电机组,具备最大单机容量达10MW的全系列风电机组制造能力,不断刷新光伏电池转换效率世界纪录,形成具有自主品牌的华龙一号及国和一号等三代压水堆和具有第四代特征的高温气冷堆先进核电技术。能源领域科技创新实现从“跟跑、并跑”向“创新、主导”加速转变,技术进步成为推动能源发展动力变革的重要力量。我国的能源产业已经步入高新技术产业,随着现代能源技术飞速的发展,我国无论是在传统能源还是在新能源领域,技术水平都处于世界前列。

清洁能源发电量“三分天下有其一”

对于清洁能源这十年间的巨大变化,李冶认为,首先得益于中央重视和支持,其次是各个行业部门以及地方政府也都高度重视,还有最关键的是能源行业自身的努力,我国风电和太阳能发电取得了突飞猛进的发展。第一,装机容量迅速提升。新能源发电的总装机容量已经超过了10亿千瓦,居世界第一位。第二,新能源发电量不断提升。目前我国总发电量一年大概是8.2万亿千瓦时,而风电、太阳能发电、水电及核电四种清洁能源一年的总发电量将近3万亿千瓦时,可谓是“三分天下有其一”。这在全世界是规模最大的,相当于欧洲几个国家全年的用电量加在一起。第三,新能源设备和材料的制造能力大幅提升。我国新能源发展得快,除了我国工程建设市场有巨大需求以外,最重要的还是我国有非常完整的制造体系,即产业链完整。以风电和光伏为例,世界上每年风电和光伏的Top10,每项我国都有5家以上企业名列其中。所以,全球风电和光伏一半甚至多半以上的产品是来自中国,我们不仅满足了中国的需求,也满足了全球的需求。

我国能源装备规模和技术水平居于世界前列

在谈到我国能源电力装备的技术水平在世界所处的位置时,李冶认为,首先,我国是世界第一能源装备大国,无论是品种、种类还是产量都是全世界最多的。我国每年大概可以生产1亿千瓦以上的各种各样的能源和电力装备,相当于全世界其他的国家加在一起的产量,所以说我国是名副其实的能源电力装备的生产大国。其次,我国是否是能源装备强国呢?李冶认为至少在两个领域,我国是能源和电力装备的强国。一个就是传统的能源电力装备领域,比如火电领域,目前全世界单机容量100万千瓦的火力发电设备共有约200多台,中国就有170台,而且全部是由我国自己生产的。我国建在安徽平山的最高参数机组的单机容量已经达到了135万千瓦,而其设计供电煤耗仅为251克/千瓦时,这在全世界都是最先进的性能,其排放能力等各方面也都是最先进的。另外,我国是世界第一水电大国,最近单机容量100万千瓦的白鹤滩水电站投入运行,标志着我国电力装备全面进入了百万千瓦时代:火电机组百万千瓦,核电机组百万千瓦,水电机组百万千瓦,特高压输电的电压等级百万伏。所以我国堪称世界电力装备大国和强国。

中国能源装备产业链完整,装备中国,服务全球

在传统的能源电力这个领域我国处于世界前列,我们不仅用中国的能源装备装备了中国能源,也服务于全球能源市场。

据李冶介绍,这十年间在传统化石能源领域,无论是勘探开发及一次能源的加工转化,还是成品能源的传输配送,以及能源在终端市场上的利用,这里面所需要的大量技术装备,几乎全部实现了国产化,而且我国整个能源电力装备的产业链在世界上最全的。

我国电力各领域的进步明显。如我国的特高压电网是全世界最大最强也是唯一的,这除了跟我国的自然资源禀赋有关,核心问题还是在于创新。从20世纪60年代开始,世界上其他一些国家都纷纷研究特高压输电,但是几十年下来都没有形成一个完整的技术体系,更没有上升到工程层面。而目前我国特高压输电的骨干网架已经完全建立,每年有超过3亿千瓦的电力通过特高压电网输送到全国各地。因此,李冶认为电力系统的技术与装备优势是我国一个比较大的优势。

另外,我国能源在创新发展过程当中,我国体制的优势所带来的产学研用合作的态势也非常明显。李冶认为,政府支持当然必不可少,但是重要的还是市场的拉动。在电力装备领域我国开始向全球公认的一些前沿技术挺进。如核电装备领域,我国自主生产的华龙一号是典型的全国产化的三代机组,目前已经开始批量建设,并且我国已经开始进入到了第四代机组,清华大学主持研发的全世界第一台第四代的核反应堆也在中国山东建成,而其他一些西方国家还都停留在一些标准和理念上。

需正视差距、补齐短板、攻克“卡脖子”技术

和国际上一些同行相比,无论是在能源电力领域,还是在技术装备领域,我国都有需要学习的地方。在电力装备领域存在产能过剩、同质化严重的问题。目前我国生产发电设备的哈尔滨电气、上海电气、东方电气三大动力,每一家的年产量都可以在3000万千瓦以上,三家一年就可以制造1亿千瓦的发电设备,全世界其他的国家加在一起也达不到这个水平,但这同时也意味着残酷的市场竞争,企业要靠压低产品价格来赢得市场,这是我国需要改进和调整的地方。在能源技术与装备领域,我国企业的优势是提供单机单器的能力很强,某一个产品做得非常好,产量会非常大,居世界首位,但是为整个工程提供从主机、辅机、配套,甚至从工程的设计建设到最后的服务的成套解决方案的能力还有所欠缺。另外,我国在能源和电力技术与装备的加工制造方面很强,但在基础材料和基础零部件方面还有待加强。如风机用的轴承,一些控制系统所用的芯片和操作系统等还需要大量进口,我国需要再进一步努力去赶上。

能源电力装备行业“十四五”发展形势展望

能源作为国民经济的基础产业,它永恒的也是第一位的使命是保障国家经济的稳定运行,保障国家能源安全。

1.补齐短板,保障国家能源安全

随着经济社会的发展,对能源也提出了很多新的要求,包括传统能源的节能增效,以及新能源的发展。我国能源电力装备行业存在的问题需要在“十四五”期间填平补齐,真正做到中国能源技术与装备能够彻底地装备中国的能源。从安全的角度来讲,李冶认为这是“十四五”期间我国能源电力装备行业最重要的一项工作。

2.加快能源转型,助力“双碳”目标实现

能源在保障国民经济稳定运行的同时成为温室气体排放的最主要的因素。“双碳”目标下的能源转型也是全世界形成的一个共识。作为全球第一能源生产和消费大国,也是第二经济大国,中国责无旁贷,一定要加快步伐,尽快实现能源转型。李冶认为,能源转型最重要的一个途径是从传统的以化石能源为主,向以风电光伏等新能源为主转变。争取经过“十四五”的努力,让新能源能够作为增量的主体,也就是说,基本能源保障还是靠传统的能源,但是每年的新增量用新能源将逐步对传统能源实现替代,这是很了不起的、很复杂的一项任务。

3.推动能源电力装备技术持续创新

能源电力装备的技术属性非常强,无论是一次资源的勘探开发,还是一次资源向二次资源的加工转化,无论是成品油还是电力的传输配送,以及到最后终端市场的能源利用,技术装备是需要不断更新的,因为能效的提升是无限的。所以,在不断地开发新能源的同时,还要不断地创造新的技术和装备。

4.开拓海外市场,服务全球能源市场

另外,中国是能源电力装备大国,我国的能源电力装备不仅要满足国内能源行业的需求,还要广泛开展国际合作,服务全球能源市场。目前,全球的风机、太阳能产品一半以上都来自中国制造,我国常规的电力设备及石油勘探设备,也在大量地向国外出口。目前,这些国家对我国的能源建设能力和能源技术装备的水平非常信任,因此,我国能源电力装备未来的市场前景是非常广阔的。

能源电力装备行业“十四五”发展机遇和挑战

在分析我国能源电力装备“十四五”发展机遇和挑战时,李冶认为,第一个挑战是“双碳”背景下如何保证国民经济增速不下降,同时又是清洁高效、绿色低碳的增长方式,这对能源领域可能是最大的挑战。不过他认为这既是挑战也是机遇,是下一步创新的重点,抢抓国内外的市场机遇是目前能源领域需要做的最重要的事情。第二个挑战就是要不断创新。包括机制的创新、企业的整合能力和生产能力的优化,要充分运用新能源带来制造业的优胜劣汰的市场机制实现创新发展。目前储能市场前景非常广阔,对储能技术和装备的市场需求也非常迫切,这方面急需行业调整结构。

无论是能源工程还是能源技术装备的制造过程,我国还有一些短板和“卡脖子”技术,主要体现在芯片和控制系统等信息化产品。以燃汽轮机为例,其跟航空发动机是属于同一技术和制造体系,这方面虽然我国已经有了长足的进步,但是和欧美日一些发达国家相比还有很大差距。我国能源电力行业是发展和挑战并存的,相信通过大家共同的努力,砥砺前行,一定会走上一条高质量发展的道路。

对能源电力装备行业发展的建议

作为一个能源和能源电力装备行业的一个老兵,李冶一直是在思索能源电力装备行业如何高质量发展问题。面对“双碳”目标,为了保障能源安全,我国明确提出要先立后破,要进行低碳转型。控制化石能源消费,大力发展新能源和可再生能源,实现能源的转型,是我国能源行业未来几十年面临的非常繁重的一项任务,需要能源行业一起努力。

1.能源要发展,装备须先行

在国家规划政策的指引下,能源领域的工程建设单位,能源技术装备的生产单位,以及涉及能源的产学研用的各个方面的专家、学者、企业机构,都要精心做好准备,要团结起来,共同将后面的工作做好。要永远牢记能源装备的使命担当——能源要发展,装备需先行。能源装备一定要走在前面,没有先进的技术与装备,能源要上一个台阶,或者进入了新的领域就是一句空话。后面还有很多无人区是需要去闯,行业要有充分的思想准备。

2.紧抓“双碳”机遇,满足国内外市场需求

要牢牢抓住“双碳”这个难得的发展机遇,做大做强中国能源技术和装备产业。目前,面对“双碳”提出来之后行业面对的诸多挑战,不仅我国,欧美日发达国家,都在不断地探索。李冶认为未来的能源市场对先进的技术和装备的需求将非常迫切。

3.打造世界级能源电力装备企业

我国有大量的制造企业,制造能力很强,但是一提到能源电力,大家就会想到美国的通用电气(GE)、德国的西门子等这些大的企业。我国能源电力产业要达到国际领先水平,除了要有先进的产品外,还要有一批GE、西门子这样的大企业。GE、西门子等企业可以为能源工程、电力工程提供成套的解决方案,从设备到工程设计、工程建设,再到后边的运维,从一次设备到二次设备,包括控制、调节、保护、转换这些所有的系统装备,而国内能够做到这样的企业至少现在还没有。李冶认为,打造中国的GE、西门子,一直是我国能源电力技术装备行业的一个愿景,这也是我国在未来若干年之内努力的方向之一。


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