追光逐日捕风储能 电力设备“更新”再启程

　　7月16日，电力规划设计总院在京召开《中国能源发展报告2024》《中国电力发展报告2024》发布会。《中国电力发展报告2024》显示，自2013年以来，电力需求稳步增长，全社会用电量10年平均增速约5.6%。2023年全社会用电量较2022年增长6.7%。

　　如何保证发电量、输电量持续且高质量增长，满足日益增长的全社会用电需求，正是电力设备行业在设备更新过程中迫切需要解决的关键问题。

　　今年3月份，国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》(以下简称《行动方案》)。《行动方案》提出的“设备更新行动”，是一场规模庞大、时间持久、复杂度超高的系统性工作，不仅要促进新能源发电量持续增长，主动打破自然资源约束，还要推动储能建设，接纳消化更多新能源电力，更要升级改造现有电网，实现智能化、自动化、柔性化配电和输电。

　　中国电力企业联合会副理事长、特变电工董事长张新在受访时表示：“‘以旧换新’对电力设备企业而言，是又一次创业征程的起点。”

　　发电端打破自然约束

　　在火力发电站依赖石化原料、水力发电站建设周期长等约束下，如何满足全社会持续增长的用电需求？

　　电力设备企业给出了清晰的谜底：以光伏、风电等为突破口，生产发电量更大、转换率更高、技术水平更先进的新能源发电设备，大力建设“陆上三峡”和“海上三峡”。

　　“陆上三峡”是指在光照充足、风力强劲的北方地区，通过建设大规模光伏发电矩阵和风力发电机组生产电力。西北地区的甘肃和东北地区的吉林正在推进“陆上三峡”建设，并取得一系列可喜成果。“海上三峡”则是在风力强劲的近海和深远海，融易新媒体消息，通过建设大功率风力发电机组生产电力，在江苏如东、福建福清、广东阳江、山东昌邑等地，“海上三峡”年发电量正迅速攀升。

　　在“陆上三峡”和“海上三峡”建设如火如荼展开的同时，电力设备企业正抓紧自主创新，开展研发攻关，新能源发电设备更新的战线上不时传出喜讯。

　　在光伏发电领域，薄膜电池取代了硅系电池，背钝化发射极和背面电池又取代了薄膜电池。在电力设备企业的实验室里，钙钛矿太阳能电池商业实用性提升，叠层太阳能电池遭视为下一代超高效太阳能电池技术路线，转换效率已经提升至33.9%，柔性太阳能板和透明太阳能电池正在孕育当中。

　　在风力发电领域，风力发电机正朝着大型化迈步前进，海上风电机组容量从3兆瓦跃升至16兆瓦；新材料和新工艺带来叶片尺寸飞速提升，风电叶片尺寸从20米跃升至123米；半直驱技术有望逐步替代双馈技术和直驱技术，带来更高发电效率。

　　时代新材是中国中车的一级子公司，也是中国中车旗下主要风电叶片生产企业。公司董事长彭华文向《证券日报》记者表示：“过去的小风机工作效率低，迫切需要替换为大风机以提升发电效率，这是风力发电设备生产企业更新设备的共性方向之一。大叶片需要水准更高的制造工艺、强度更高的结构设计和更先进的材料配方。”

　　电力设备企业的探索并未止步于此。在风电、光伏之外，多家电力设备企业与科研机构一道，正在推动人造太阳项目不断前进。全超导托卡马克核聚变实验装置成功实现了稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造新的世界纪录。中国环流二号实现首次放电。中国环流三号在国际上首次发现并实现了一种先进磁场结构。

　　储能端扩大“蓄水池”

　　在以光伏、风电为代表的新能源发电量持续增长的同时，一个突出的问题摆在电力设备企业面前。光伏、风电的发电量受昼夜、季节等因素影响，有一定波动性。能否将有波动的新能源电力“装入”具有消纳吸收功能的“蓄水池”中，最终使新能源电力更加稳定可靠？

　　面对这一问题，电力设备企业也找到了对策：以先进储能技术为突破口，生产容量更大、安全性更高、经济性更好的储能设备，成为电力系统中的“蓄水池”。

　　电化学储能是通过可逆电化学反应，实现电能与化学能相互转化的储能方式。在电力设备更新过程中，电化学储能应用场景从发电侧、输配电侧扩展到用电侧，形成了发电侧储能、输配电侧储能和用电侧储能三大场景。在日趋成熟的锂离子电池之外，电力设备企业又相继开发出成本更低的钠离子电池、储能效率更高的液流电池、能量密度更高的金属空气电池等。在电力设备企业的实验室中，安全性更好的固态电解质和先进固态电池，以及响应速度更短的超级电容器等产品已接近商业化落地阶段。