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分布式能源核心装备国产化之路

日期:2018-12-06

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  从上世纪90年代后期,分布式能源冷热电联供系统进入中国,近20年以来,虽然分布式热电联供具有能源就近产生,就近利用,灵活高效的特点,但受限于一些国内特有的问题,产业发展一波三折,截止目前国内投运的分布式热电联供项目约200多个。最开始时,由于燃气资源不足,发电并网困难,气电价格比不合适,核心设备依赖进口等四个主要瓶颈制约了发展。目前国内天然气处于供大于求的状况,鼓励分布式发电并网政策已经出台,随着天然气门站价格下调0.70元/m3,气电比更趋于合理,分布式能源发展的几个问题逐步得到解决,分布式热电联供产业进入了规模化发展的窗口期。但分布式能源部分核心装备还无法国产化,分布式能源项目的主要收益被进口核心设备获取,产业发展并未给国民带来更好的经济收益。绝缘子
  就分布式能源项目的核心装备而言,主要包括燃气发电机组、溴化锂制冷机两大主要设备。溴化锂制冷机国内的技术已经与国外相当,基本实现了国产化。仍然存在差距的核心装备,就是燃气发电机组。燃气发电机组又有两种主流设备,一种是燃气轮机,就是和航空发动机结构类似的一种机型,另一种是燃气内燃机,就是和汽车发动机类似的一种机型。燃气轮机适合大功率发电系统,一般电站容量在10MW以上,单机功率在5MW以上。燃气内燃机适合中小发电系统,容量一般在10MW以下,单机功率在5MW以下。燃气轮机核心技术目前仍掌握在欧美几个发达国家手中,但燃气内燃机技术已经是百花齐放,就技术水平在国际业界地位而言,国产燃气内燃机已经有了一席之地。国产内燃机核心技术的掌握和核心部件生产能力的突破,迫使进口燃气内燃机价格跌了50%以上,同时大幅降低的还有进口设备配件费用。在中小型燃气内燃机领域,“洋品牌”的垄断局面已不复存在,但由于材料、加工精度等综合差距,2MW以上的大型燃气内燃机和燃气轮机仍然是进口设备一统天下。
  国内燃气内燃机应用起步于上世纪30年代,在上世纪中期燃气动力技术和装备在国内几乎没有发展。虽然有“国货”,但技术水平与进口机组差距较大,产品一直依赖进口。到了80年代,随着国家对节能环保要求的提升,燃气动力被重视起来,但由于没有过硬的燃气储运技术,燃气动力设备仅在油田等很局限的范围内使用。进入到2000年,能源供应的多元化使工业发展对燃气动力和电力需求增加,政府相关部门对提升国产燃气机技术水平愈加重视,国内部分厂家依托原有的柴油内燃机生产、研发基础,迅速推出、推广了一批燃气内燃机产品,得到国内用户认可,并开始向国外出口。特别是在低热值、变浓度、高含氢等燃气领域,实现了与国外同步研究,性能相当甚至超过了进口机组,不仅在本土广泛应用,还批量进入东南亚、独联体和南美地区。近年来,欧美和日韩的企业也开始前来采购国产低热值燃气内燃机到本国使用。避雷器
  当然,尽管目前国产小型燃气内燃机综合性价比优于进口产品,但在自动化管理技术、发电效率、大功率以及整机技术水平方面,全面达到进口机组标准尚需时日。由于国内基础工业薄弱,核心材料和热处理技术、高精度加工能力等与发达国家仍存在较大差距,在未来一段时间内,大功率燃气内燃机和大型燃气轮机动力仍需要依赖进口。
  在目前的形势下,怎样改变现状,尽快实现燃气机国产化,让分布式能源产业发展惠及全民。政府、协会、业主、院所、企业和媒体整体合作,可以让燃气机国产化走上快速路。
  一是政府组织顶层设计,分步实施。目前,政府针对燃气动力国产化工作提出了一些倡议,但还没有非常具体的政策。其他不论是研究机构、企业和媒体等均属于散兵作战,没有形成团体的合力,没有统一的方向,甚至还没有明确找出技术差距在哪里,因此没有办法制定出一套攻守战略,政府也只是探索性的推进。这就迫切需要由相关政府部门牵头,通过研讨,分析形势,确定差距。如针对燃气轮机和大功率燃气内燃机,分别制定国产化推进计划,明确分工并组织实施。依托发展较快、技术差距较小的燃气内燃机厂家,制定短期规划。通过自主研发和技术引进相结合,预计3-5年内就会有较大突破,接近甚至在部分专项技术领域赶超国际产品,为发展中小型分布式能源项目奠定基础,同时制定中长期的燃气轮机技术引进计划,通过市场引导、研发投资、人才引进,结合国内材料、加工、自控等技术的提升,最终实现燃气轮机的国产化。
  二是充分利用国际品牌的竞争,迅速吸收消化核心技术。目前无论是燃气轮机还是燃气内燃机,在国际上都有多个技术和装备供应商,这些供应商之间有一种潜在的默契,对中国进行技术封锁,长期行而不宣的获取高额垄断利润,这点在汽车领域表现的尤为突出。20多年来自主汽车技术及品牌都没有发展起来,导致国内用户购买的汽车价格超过欧美本国。利用中国低廉的人力和污染代价生产出的产品价格高于欧美,显然是技术垄断带来的收益。但是高铁的引进模式打破了联合垄断,让提供技术的供应商短期多获得市场,其他国际公司则没有市场,通过短期市场代价换取真正的技术,并组织国内相关行业领军企业,采用竞争模式引入技术合作,快速吸收核心技术,实现国产化。同时警惕部分国际公司的宣传理念误导,提出什么目前采购全球化,设备中也包括中国生产组件,在国内有服务机构,设置了中国代理、甚至下一步在中国制造等等。只有核心技术国产化、收益国产化才是真正实现国产化。
  三是加强和鼓励自主研发投入,建立吸引行业人才的机制。由于多年的能源结构问题,国内燃气发电产业发展缓慢,燃气发电技术、装备和人才均极度匮乏。笔者曾经考察过美国、德国等燃气发电装备企业,有一些华人在做技术研究和应用推广,但他们不愿意回到国内发展,认为国内缺少平台,产业发展具有不确定性。在国内召开的一次国际燃气热电联产技术研讨会上,也有海外的相关专家提出回国发展,但政府没有出具未来燃气发电产业发展的规划。没有制订国家研究级机构的规划,这些专业性人才虽然很精于某个专业,但对于其他领域并不熟悉。没有确定的平台及空间,就无法吸引其回国发展。国内的企业也是一样,以市场换技术的合作模式,让企业没有主导权,无法实现技术引进。加上自主投资研发的政策不明朗、技术风险不可控,使得企业动力不足。在发展初期,应由国家依托院校、研究所和装备制造厂,投资建立研究机构或以免税等模式鼓励企业建立研究部门,进行开发和技术引进,吸引国内外技术专家加盟。
  四是创造产业发展空间和规模促进资本投入。目前燃气发电及热电联产的产业规模还不大,国内无论大型天然气发电站还是热电冷联产项目均比较少,以煤作为主力能源的模式限制了天然气发电产业的发展。按照热值核定,煤的单位热值价格是天然气的40%甚至更低,煤电作为电力的核心支撑,使得燃气发电没有盈利空间,虽然能源利用效率高,但没有经济效益,没有国家层面的补贴政策,未来的燃气发电及联供产业发展形势还不明朗。因此作为以经济效益为核心的企业,看不到产业发展的形势,更加不愿意进行研发等长期投资。推进天然气发电及热电联产不仅仅在示范应用,而应该对于未来产业发展进行宏观布局,通过有效的利益链促使燃气发电进入主流应用领域。比如收取煤电环保税费补贴天然气发电、对于能效利用率高于70%的热电联产项目予以优惠燃气供应价格等,必将激发一轮企业自主的技术国产化热潮。
  来源:本文刊登在中国城市燃气协会分布式能源专业委员会主办的刊物《分布式能源》总第17期,转载请注明出处。
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