“稳增长”要靠什么?拉动经济增长的三驾马车,无非投资、出口与消费。消费与出口,未必能保持去年的增速,以往挑起投资大梁的房地产行业,依旧处在风雨飘摇中,而新基建被国家寄予厚望。
2006年,中国开始特高压示范工程。此后,在2011年至2013年、2014年至2016年、2018年至2020年分别有过较大的发展。据国网披露,2022年将计划开工“10交3直”共十三条特高压线路,创历史新高。
特高压的潜力不仅限于托底经济,“双碳”大方针下,新旧能源替换之间的供需错配关系,也给特高压行业打开了想象的天花板。
我国既是目前世界上唯一一个用特高压输电技术进行远距离输电的国家,也是全球特高压输电线最长、核心专利最多、技术最完备的国家。
虽然,我国的工业发展要比西方国家起步晚很多,但在工业中基础性的输电技术,我国却是全球最牛的。
国外做出超高压时,中国还有很多地方连电都不通,技术落后一大截。如今800千伏直流特高压,1000多千伏交流特高压,全世界却只有我们中国才能做出来。
2017年国家电网曾统计,我国特高压线多次,其中电压从几千万伏到超过十亿伏均没有出现任何问题,同时我国在主要设备上都达到了100%的自主化。
而之所以中国的特高压技术能够实现全球领先,一方面要得益于我国政府超前的思维和眼光;另一方面我们国家比世界国家更有发展特高压的需求。
因为欧洲的大部分国家国土都比较小,如果仅仅是满足自己国内的输电需要,输电的距离也没有达到特别远。
而我国受到地形和资源分布不均等自然因素的影响,存在经济发展不平衡、人口分布不平衡、东西部地区发电用电差距大等问题。东部沿海地区5.2%的国土面积,贡献40%GDP,而产生之能源却只占0.4%。水电主要在西南腹地,风电集中在内蒙。
进入21世纪后,国家经济也开始获得快速发展,我国的电力输送的缺点也慢慢地开始显现出来,广东、江苏和浙江等用电大省都曾出现过用电危机,严重影响了工业生产。
统计局显示,2018-2021年国内全社会用电总量分别为 6.84、7.23、7.51、8.31万亿千瓦时,每年都在增长。随经济发展、新能源车保有量增长、数据中心投资等,未来全社会用电总量将持续增长。
只有掌握了先进的输电技术,才能从西部等发电量比较多的地区将电力输送到东部,既可以满足东部地区的用电需求,也可以拉动西部地区的经济发展,从而促进区域的均衡发展。
但是长距离输电,最大的问题就是输电的过程中电量损耗问题。解决这个问题,比较基本的方法就是增加输电线的横截面积,另一个就是增加输电的电压,而增大横截面积,远距离传输需要较高成本,因而,我国就必须加大对特高压技术的部署。特高压就是指800千伏及以上的直流电和1000千伏及以上的交流电,我国特高压技术可以做到远距离传输5000公里。
地上输送,主要指架空线路,一般通过立于地面的杆塔作为支持物,将导线用绝缘子悬架于杆塔上,实现电力传输。
而传统的架空线输电方式易受雨雪冰冻天气和污秽的影响,而且随着特高压电网输电等级的不断提高,这种影响对输电效果造成的影响也越来越明显,因此伴随我国特高压输电系统的投资与升级,地下输送输电系统市场空间望继续扩容。
电缆输电系统主要由电力电缆、电缆连接件组成,但由于绝缘材料和工艺等因素的限制,目前投入商业化运行的电缆输电线kV 以上电压等级的电能在采用地下输送方式时只能通过 GIL 输电系统进行。
相较于电缆输电,GIL具有传输容量大、线路损耗低、受环境影响小、安全性高、节省占地、使用寿命长等优点。
但由于造价成本较高,GIL的普及程度较低,目前仅在其他线缆不具备建设条件的极端环境,以及电压较高的发电机出口引出线才需要用到 GIL。但实际上GIL的使用寿命为50年,显著高于电缆的30年,且GIL本身的维护成本较低,因此,在高功率的输电场景中,GIL相对电缆而言已经具备明显的经济性。
电缆输电的上限为 500kV,电流上限为 1400 安培,而 GIL 可用于 110kV1000kV 输电线kV 以上只能利用 GIL 作为输电线路,因而特高压的建设将大幅推动GIL的需求。
根据国家电网数据, 2020电网投资规模为 4605 亿元,其中特高压建设投资规模为 1128 亿元,占 比 25%。在 2021 能源电力转型国际论坛上,国家电网公司董事长辛保安表示,未来五年国家电网计划投入 3500 亿美元进行电网建设,约折合人民币 2.26 万亿元。
按照 2020高压投资占比电网投资规模的 24.50%来推算,预计未来五年我国特高压投资规模为 5536 亿元。目前线缆一般在特高压投资中占比约为 20%,假设线缆中使用 GIL 投资占投资总额的 2.6%,对应 GIL 市场空间分别约为 144亿元,未来随着GIL 对传统线缆的替代,市场将进一步扩容。
GIL 技术上世纪70年始在海外投入使用,目前在欧美及日本等地区应用较多,GIL 准入门槛相较于传统电缆输电系统高出一截,国外 GIL 制造商包括 ABB、AZZ、西门子。
因此 GIL 的研发和生产在国内起步较晚,目前国内从事 GIL 研发和生产的企业主要有安靠智电、西安西电、河南平高电气等。目前来看行业玩家还相对较少,竞争格局良好。
安靠智电以生产制造电缆连接件起家,凭借出色的技术实力与刻苦的研发精神探索高电压等级 产品,较短时间内研发出 500kV 电缆连接件,并顺利通过型式试验与国家鉴定,打破超高压 电缆连接件依赖进口的困局。
2015年,公司在国内率先研发出220kV/500kV/1000kV金属气体绝缘母线(GIL),该技术填补了国内和国际的技术空白,成为国内目前唯一同时掌握两种地下输电技术(电缆输电+GIL输电)的国家级高新技术企业。
绝缘气体泄漏率是 GIL 输电系统产品质量的关键,气体的“零泄漏”才能够保证线路的长期安全可靠运行。
安靠智电的 GIL 产品可实现“零泄漏”,拥有密封、焊接、壳体检验三方面专有技术:运用航天搅拌摩擦焊技术制造壳体,弥补了原有传统焊接的技术缺陷;借鉴“蛟龙号”及“核反应堆”密封技术设计,大大提升产品密封性能;专有“正压法氦质谱”GIL 壳体检验技术,产品检测精度大幅提升。
过去价格高昂制约 GIL 的应用推广,因建设价格高昂,多年来 GIL 主要应用于核电、水电发电端。安靠智电的三相共箱技术大幅降低了成本,加速了 GIL 的应用。
GIL传统技术是一条输电线路分为ABC三根线路,这样的GIL造价高,也需要更大的空间,往往需要为其建设隧道,后期的运维成本也高,难以推广。
安靠是世界上唯一家能把ABC三根线路放置在一个舱体的企业,这能够降低20%~40%的成本,造价后期基本接近电缆的造价,如果考虑输送效率,那安靠GIL成本更低,能够商业化推广,至今尚无同行研发出同类产品。
近年来 GIL在国内已经有了一定推广,2019 年投运的苏通 GIL 综合管廊工程是世界上电压等级最高(1000kV)、输送容量最大(6980 万千瓦)的 GIL 工程。
该公司曾对外表示,“我们现在国内运行的GIL数量大约50公里,在跟踪的杭州和深圳的项目差不多就有280公里。一百公里GIL大约能给公司带来40亿~60亿元收入。”是一门十分赚钱的新生意。
目前 GIL 在应用端仍处新兴阶段,未来随高压架空线入地推进、新型电力网络建设等,GIL 空间广阔,面对即将到来的千亿乃至万亿级市场,安靠智电也将迎来高增长。