【两会声音】全国人大代表张新:建议加快特高压关键核心技术突破
来源:中国能源网 2021年03月06日 15:15
2021-03-06 15:15 来源:中国能源网

加大对行业龙头企业国产化创新政策扶持与资源保障力度 部分核心技术与关键设备国产化研发难度高。(三)特高压直流国产化核心设备批量应用机制不完善 在国内重要特高压工程中。加大特高压交流核心关键技术及设备研发力度。

一、案由

电力行业作为我国国民经济的基础性支柱行业,关系着整个国家能源安全、资源配置、供给侧改革和经济发展。随着我国输变电产业高速发展,重大技术装备首台套产品的国产化程度低、设备“空心化”问题一直是制约我国装备制造业转型和升级的重要因素。近年来,在国家各部委积极推动下,输变电行业重大装备的国产化率有了明显的提升。新中国成立初期,新装火电机组大多从前苏联进口,容量普遍比较小。从1956-1977年,国产6000kW、1.2万kW、10万kW、20万kW、30万kW火电机组相继投产,但电力关键技术还要依赖发达国家。1965年,我国技术装备和技术经济指标大部分只达到世界先进国家40年代未期的水平,小部分也只有50年代初期的水平。

改革开放以来,特别是“十八大”以来,电力装备水平有了很大提高,关键设备研制方面取得重大突破,代表中国核电技术能力的“华龙一号”,其装备国产化率达到85%以上,反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件等核心装备都已实现国产;电网技术在特高压输电、智能电网、大电网安全稳定运行控制、新能源接入等方面,取得了一批具有全球领先水平的科技创新成果,尤其是在特高压领域,截止2020年12月底,我国已投运、在建的特高压交直流工程共计33条,其中直流工程19条、交流工程14条,我国电工装备企业走出了一条从引进消化吸收再创新到自主创新的新路径,形成了较为完整的特高压装备制造业体系,提高了我国在特高压领域的国际话语权。中国主导制定的特高压、新能源并网等国际标准成为全球相关工程建设的重要规范,特高压输电技术和超临界技术进入世界先进行列,拥有世界电压等级最高的正负1100kV直流输电和1000kV交流特高压输电。

二、案据

我国通过很短的时间,在特高压直流输电领域实现了核心技术从无到有、从有到精的跨越式发展,这都得益于党中央、国务院及两大电网公司对特高压直流核心技术及关键产品研发的高度重视和大力投入,使得特变电工等核心电力装备生产企业取得了在特高压换流变阀侧直流套管等一系列核心组部件的国产化突破,但仍有部分核心技术和关键设备依然受制于人。 

(一)特高压直流核心关键部件存在“卡脖子”情况

特高压直流套管、出线装置、有载调压开关、IGBT功率模块等关键组部件和制作套管芯体所用绝缘纸、环氧树脂、铝箔等配套材料研发能力依然不足,产品主要依赖进口,造成组部件生产成本高企、供货和服务周期较长、首台套产品质量不稳定,对我国能源电力工程建设造成一定影响。

1.特高压直流套管

特高压变压器直流套管因国内起步晚、电压等级高、研制难度大,特变电工等国内企业在直流±800kV以下套管已实现了国产化研制,正在国网公司的带领下开展±800kV换流变阀侧直流套管的研制工作。目前,国产±500kV及以下套管已实现工程应用,但业绩不多,推广难度较大。±500kV以上电压等级的直流套管全部被瑞士ABB、德国HSP等公司进口垄断,国内设备制造厂家采购相关组部件时完全没有议价权。

2.变压器出线装置

我国直流±800kV及以下电压等级的出线装置基本实现国产化研制,直流±200kV、±400kV出线装置已在工程广泛应用,但是±800kV出线装置的国内厂家由于起步晚,应用业绩较少,仍然需要向瑞士魏德曼、瑞典Figeholm等国外公司进口。由于瑞士魏德曼、瑞典Figeholm的±800kV、±1100kV高端换流变阀侧出线装置知识产权分别属于德国西门子、瑞典ABB,目前国内企业必须通过西门子、ABB与直流套管等关键组部件成套打包采购,进一步加强了其在高端换流变压器领域的垄断地位。

3.变压器有载调压开关

有载调压开关因其制造精度、安全可靠性要求高等原因,研发难度较大。国内仅有上海华明电力设备制造有限公司、贵州长征电力设备有限公司等少数厂家具备500kV及以下交流工程用变压器的有载调压开关研发制造能力。近年来国网公司正带领上海华明开展换流变有载调压开关的国产化研制工作,但还不具备应用条件,目前所有的直流换流变压器上配套使用的有载调压开关完全依靠德国MR公司和瑞典ABB公司进口。

4.IGBT功率模块

1700V以上大功率IGBT功率模块长期依赖进口,ABB、英飞凌、三菱等国外企业占据绝大部分份额,目前仅有中车等可以生产,但在市场上份额较小。在特高压领域,国产功率器件的稳定性和可靠性还有待验证,电网可靠性要求和价格竞争使得国产IGBT在特高压领域无立足之地。

(二)特高压直流核心关键设备国产化研发资金投入不足

目前,国家及两网正在推动特高压直流首台套装备及配套直流套管、有载调压开关、出线装置、IGBT、直流支撑电容器等核心元器件国产化工作,但重大首台套装备研制需投入大量前期科研攻关费用,动辄数千万元乃至数亿元,而且具有项目研制难度大、周期长、风险高、收益小、试用和推广困难等特点,给企业当期经营带来一定压力。

(三)特高压直流国产化核心设备批量应用机制不完善

在国内重要特高压工程中,输变电核心关键装备及配套直流套管、出线装置、IGBT等国产关键组部件及材料批量化应用方面,考虑到特高压系统的重要性,整体进度较为谨慎和缓慢。同时,由于国产化首台套产品无经验可借鉴,在产品制造和现场难免会出现一些质量问题,给企业带来较大损失和经营压力。国家层面目前缺乏相应支持政策、免责条款和容错机制,影响了国产组件和材料的批量化推广速度。

(四)特高压成套设备供货及系统集成能力建设有差距

在特高压成套设备供货及系统集成能力建设方面,由于国内企业起步晚,虽然具备了关键整机的替代进口自主化生产能力,但在基础理论研究、整机研发设计、成套设备供货及系统集成能力建设方面,与ABB,西门子相比较还有很大差距,国际竞争能力弱,需要加快培育壮大产业链完整、集成能力强的特高压装备制造业龙头企业。

三、解决建议

电力能源安全是国民经济持续健康发展的重要保障,输变电装备作为电力能源的核心组成要素,其安全可靠性和自主化研发能力至关重要。为全面贯彻第三次中央新疆工作座谈会精神和深入落实自治区领导关于《业内期盼加快特高压关键核心技术突破》报告的专项批示意见,进一步促进产业进步,解决重大装备“卡脖子”问题,提升对电力能源安全水平,特提出以下建议:

(一)建议国家针对特高压领域首台套产品及“卡脖子”关键组件和材料国产化研发工作,给予全方位政策保障支持

一是加强研发经费投入力度。给予首台套国产化装备研制项目科研经费补贴,加强对输变电核心装备国产化研究与应用示范研发方向的支持,由政府或电网企业牵头,加大行业资源整合、合资合作、全产业链商业模式开发和国产化成果应用型创新研究等支持力度。二是加大税收优惠力度。针对高端装备国产化成果的研制单位和应用单位均给予税收优惠政策,加大对国产化研发投入和试点示范工程建设投入的税前抵扣力度。三是建立容错机制。针对首台套重大技术装备工程示范应用、整机运行和零部件应用的全过程,出台相关的免责机制和容错机制,在重大技术装备示范应用过程中因非人为责任和认知不足等因素造成的直接损失和间接损失设置保险基金或国家层面保障机制,企业及相关责任人免于承担相应责任,同时减轻用户推广使用国产化产品的经济责任和政治责任,营造积极的创新氛围。四是深化保险补偿机制。持续深入推动首台套国产化重大技术装备保险补偿机制试点,大力支持首台套国产化装备的试制试用。

(二)建议国家扶优扶强,加大对行业龙头企业国产化创新政策扶持与资源保障力度

部分核心技术与关键设备国产化研发难度高,资源投入大、效益转化慢。建议以政策为牵引,推动各类资源向龙头企业集中,突出龙头企业的行业引领作用,在要素供给、环境营造、政策保障、资金配套等方面给予更多支持,凝心聚力,扶优扶强,提高企业国产化研发积极性,打造良好的国产化创新生态。

(三)建议加大国产化重大装备示范应用推广扶持力度

针对实现完全国产化研制的首创性装备,加大其产业化和市场化的鼓励性政策扶持力度,在政府及国有企业主导建设的各类项目中率先使用国内企业研发的首台套科技成果,在工程招标中设置国产化装备采购比例硬性指标,并出台政策鼓励和引导电力建设工程用户使用国产化装备,对实现成功投运的用户和研发机构和制造企业予以表彰奖励,多措并举,为重大装备国产化推广提供良好应用场景。

(四)建议国家继续加强特高压交流项目建设,加大特高压交流核心关键技术及设备研发力度

特高压直流输电通常用于长距离、大容量能量传输,特高压交流输电可实现多落点的大区电网间的互联,这两种输电模式在我国坚强电网建设中是优势互补、不可或缺的。在我国特高压电网建设中,特高压交流系统适合作为大区域中枢,以1000kV交流特高压输电为主形成特高压电网骨干网架,实现各大区电网的同步互联,降低系统短路电流。由1000kV特高压交流形成的骨干网架对能量的消纳能力更强,可为特高压直流输电落点提供保障,避免直流输电单级闭锁对电网的扰动。基于以上因素,建议继续加强1000kV特高压交流项目建设,加大特高压交流核心关键技术及设备研发力度,推进国家坚强电网建设。


【责任编辑:王长尧 】

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