轉眼,又到年終歲尾。2012年,能源科技裝備領域喜訊頻傳,成果頗豐。能源裝備制造業站在了全新的歷史起點上,進入到由“大”變“強”的關鍵階段。中國裝備制造業必須走向高技術、高品質和高附加值已成為業內共識。
圍繞結構優化和產業升級的主線,一年來,在電力裝備、煤機裝備、油氣裝備、新能源裝備等領域,涌現出諸多重大突破和階段性成果。除了在以往的“重”、“大”、“長”、“厚”等方面不斷刷新世界紀錄外,中國裝備制造業也努力嘗試在核心技術和關鍵零部件研制領域打破國外壟斷。
一年來,我們與廣大讀者一起,分享了我國裝備業點滴進步的喜悅,也引發了對瓶頸和困境的思索,并嘗試對行業健康發展提出建設性意見。
本期將為您梳理能源裝備行業2012年的重大事件與得失,從中汲取成功的經驗和前行的力量。
1 政策頻出助力高端裝備制造業
2012年1月,《智能制造裝備產業“十二五”發展路線圖》公布。與此同時,工信部、科技部、財政部和國務院國資委聯合發布2012年版《重大技術裝備自主創新指導目錄》。該《目錄》共包含19個重大技術裝備領域、260項裝備項目,19個重大技術裝備領域中與能源相關的占據了10個。5月,《高端裝備制造業“十二五”發展規劃》正式印發,明確了“十二五”期間我國高端裝備的發展方向,以期進一步提升我國高端裝備制造業整體發展水平和國際競爭力。
點評:
2012年可謂是高端裝備制造業政策規劃出臺最密集的一年。一系列的政策和規劃,將為我國裝備制造業向高端升級提供堅實的基礎。
隨著國務院在2006年出臺振興裝備制造業規劃,“十一五”期間,國內裝備制造業在“重”、“大”、“長”、“厚”等方面不斷刷新世界紀錄,在諸多能源裝備領域也都具備了相當高的制造能力,如,世界最大功率3000千瓦電牽引采煤機、 年產1200萬噸綜采成套刮板輸送裝備等填補了煤機裝備的國內空白;特高壓裝備世界領先;長輸管道關鍵設備相繼打破國外壟斷。但不可回避的一個事實是,我國在高端成套專用控制系統等方面能力較弱,企業自主創新能力不強,缺少可以比肩GE、ABB等國際巨頭的大型能源裝備企業。這些都需要中國裝備制造業為之不懈努力。
2012年,重大技術研究、重大技術裝備、重大示范工程及技術創新平臺“四位一體”的國家能源科技創新體系得以明確和初步建立,為我國能源裝備在未來一個時期,實現由“大”到“強”的轉變,提供了良好的外部環境。正如中國的能源政策(2012)白皮書所指出,我國將進一步推進能源裝備技術進步,依托重大技術裝備工程,加強技術攻關,完善綜合配套,建立健全能源裝備標準、檢測和認證體系,提高重大能源裝備設計、制造和系統集成能力。
2 “981”南海開鉆海工裝備邁上新征程
5月,我國自主設計建造并擁有六項“世界首次”先進技術的3000米深水鉆井平臺“海洋石油981”在南海東部深水海域成功開鉆,我國海洋石油工業“深水戰略”邁出實質性步伐。
與此同時,《海洋工程裝備制造業中長期發展規劃》發布,提出了未來10年我國海洋工程裝備制造業發展目標:產業規模、自主創新能力和綜合競爭力大幅提升,形成較為完備的產業體系,產業集群形成規模,國際競爭力顯著提高,推動我國成為世界主要的海洋工程裝備制造大國和強國。
8月,工信部發布了《海洋工程裝備科研項目指南(2012年)》。《指南》圍繞海洋資源勘探、開采、儲運和服務四大環節,選擇了部分亟需突破的海洋工程裝備重點產品和關鍵技術,形成了18個2012年海洋工程裝備研發的重點方向。
點評:
作為中國首次自主設計、建造的超大型第六代3000米深水半潛式鉆井平臺,“海洋石油981”代表了當今世界海洋石油鉆井平臺技術的最高水平,創造了多項世界第一的紀錄。如首次采用200年一遇的風浪參數加上南海內波作為設計條件,大大提高了平臺抵御災害能力;首次突破半潛式鉆井平臺可變載荷9000噸,為世界半潛式平臺之最,大大提高了遠海作業能力……
不過,需要注意的是,盡管海洋石油981平臺已經成功開鉆,但981平臺的一些核心裝備依靠進口,雖然詳細設計是中船集團708所做的,但是前期基本設計仍是國外所做。
由此,必須清醒的意識到,我國的海工裝備產業發展仍處于幼稚期,經濟規模和市場份額小;研發設計和創新能力薄弱,核心技術依賴國外;尚未形成具有較強國際競爭力的專業化制造能力,基本處于產業鏈的低端;配套能力嚴重不足,核心設備和系統主要依靠進口;產業體系不健全,相關服務業發展滯后。要想實現海工裝備國產化率2015年達到30%的目標,仍需再接再厲。
3 國家能源局發文加強能源裝備質量管理
5月,國家能源局發文要求進一步加強能源技術裝備質量管理工作。國家能源局要求完善能源技術裝備質量管理體系,加強能源裝備制造業發展的引導和規范,提高能源技術裝備質量管理水平,提高產品質量,提高制造工藝水平,保證材料質量。同時,嚴格企業質量主體責任,強化質量安全監管,完善生產許可、強制性產品認證、特種設備安全監察等監管制度。
點評:
近年來,伴隨我國能源產業快速發展,技術裝備取得了長足進步,但質量一致性差、產品可靠性低等已成為嚴重制約能源高效、安全發展的問題,能源技術裝備產品試驗、檢測等環節的工作亟需完善。同時,能源技術革新帶來的能源新技術、新裝備快速涌現,現有質量管理體系已不能完全滿足能源技術裝備發展的需要。
國家能源局此次發文,標志著我國將加快國家能源技術裝備行業標準體系建設。加快現有國家標準和行業標準的修訂、整合和完善,適時制定新的行業標準,形成統一、完善、符合我國國情的能源技術裝備標準體系,提高標準的先進性,充分發揮標準的引導作用。建立“國家能源技術裝備評定中心”、建立“國家能源技術裝備指導目錄”發布機制等新設想,對推動我國能源裝備的質量提升必將起到積極作用。
4 國產世界最大礦用挖掘機用的是 “中國心”
6月5日,規格最大、技術性能最先進、生產能力最高,創下最大礦用挖掘機世界新紀錄的我國75立方米特大型交流傳動礦用挖掘機在太原下線,而為這臺“巨無霸”挖掘機提供核心動力的是中國北車永濟電機公司自主研制的8臺“中國心”。這臺礦用挖掘機因核心部件采用中國北車國產化的電機,使得我國的大型露天礦用挖掘機生產制造水平一下躋身世界先進水平。
這臺由中國北車永濟電機提供動力的礦用挖掘機,最大優勢在于其高速的生產效率:一斗可以挖掘重達135噸的物料,可將60噸的敞車裝2個多車皮;如果與同規格的自移式破碎站配套采煤,每小時的采礦能力可達12000噸。這意味著其一個月的煤炭開采量可達到500萬噸,相當于一座大型煤礦一年的產量。
11月27日,國內首臺190噸交流電傳動礦用自卸車在中國北車二七裝備公司成功下線。該款EQ190AC型礦用電動輪自卸車最核心的交流電傳動技術具有完全的自主知識產權,處于國內領先地位。
點評:
近年來,我國煤炭裝備制造業取得了巨大進步,大型煤炭裝備自主研發能力、制造技術與綜合實力達到世界先進水平,國際競爭力進一步提升,部分產品技術水平躍居世界前列。我國開采裝備技術的一些方面已達到國際先進或領先水平。但我們也必須看到,我國煤炭裝備制造能力總體水平低、生產集中度低、部分大型設備和關鍵零部件依賴進口等問題依然突出。此外,產品技術標準水平低,有些標準多年無修訂,已不能適應現有產品發展需要;產品設計理論和手段落后,產品使用壽命短、可靠性差;產品制造工藝、檢測實驗手段、加工設備落后;產品可靠性和加工制造工藝研究不夠。
從世界煤機企業的發展歷程看,企業規模大型化、系統裝備成套化、產品結構多元化、售前售后服務全程化、市場競爭國際化是煤機企業做大做強的必然之路。目前煤機已經從普采設備發展到綜采設備階段,更加需要綜采設備中各個設備的相互配合,因此提供成套設備與服務是必然之選。
5 鉛蓄電池門檻提高儲能裝備漸熱
《鉛蓄電池行業準入條件》于7月1日起正式實施。該《準入條件》從企業布局、生產能力、不符合準入條件的建設項目、工藝與裝備、環境保護、節能與回收利用等方面制定了相應的措施。
與此同時,《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012—2020年)》出臺,提出到2015年,純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量達到50萬輛。這對動力電池需求產生了巨大的拉動效應。
此外,隨著分布式能源并網的發展,建立儲能設施的需求也愈發顯現。
點評:
無論是鉛酸電池也好,鋰電池也罷,都表明一個事實,儲備裝備越來越受到重視。
儲能技術的應用前景廣闊,比如用戶側基于峰谷價差的儲能應用、新能源接入側的儲能應用、用于電網調峰調頻能力改善的儲能應用、分散式中小規模的儲能應用、移動式應用等。隨著儲能技術的不斷成熟和應用的逐步深入,將極大推動相關儲能設備的發展。
儲能系統涉及眾多非常規設備,例如壓縮空氣儲能電站中高膨脹比的透平機械等,都是對我國現有機械設計制造產業的技術挑戰。目前我國儲能產業的整體產業鏈沒有形成,國內精密材料、高端前沿材料的加工工藝跟美國、日本差距很大,商用產品的開發技術也是短板。
當前儲能技術路徑比較多,搞釩電池的說釩電池如何如何好,搞壓縮空氣的說壓縮空氣如何如何好。整個儲能產業沒有一個標準,沒有一個統一的要求。業內應該考慮是否可以建立一個具體的標準和要求,通過建立這樣一個共識來推動儲能技術和儲能裝備的全面發展。
6 國產渦輪高溫葉片研發成功
燃氣輪機是現代制造業的“動力之源”,其中的渦輪高溫葉片則是燃氣輪機的核心部件之一。9月,上海市科委重大專項課題“高溫合金葉片制造技術研究”在上海大學通過專家驗收,這也標志著該領域的國產技術已接近國際最高水平。
據專家介紹,渦輪高溫葉片是燃氣輪機的核心部件,在高溫、高速、高應力和高腐蝕的環境下工作,其結構復雜,制造難度大,對組織性能和加工質量要求極高,國外對此項技術嚴格保密,嚴重制約我國重型燃氣輪機的發展。
為解決上述問題并推動我國高端制造業的創新發展,上海市科委設立重大研究專項課題,針對當前國際上最先進的F級256兆瓦重型燃氣輪機渦輪高溫葉片開展技術研究和攻關,由上海大學和其它幾家單位共同承擔。
點評:
燃氣輪機被公認為世界上最難制造的機械裝備,又稱制造業“皇冠上的明珠”。它是大型客機、特種船舶和民用發電等領域的主要動力源之一。現代燃氣輪機的熱效率已達到42%以上,是目前最高效的動力設備之一。
由于國外對這項技術的嚴格封鎖,目前我國大部分電廠的燃氣輪機都是整機從國外購買,這些設備價格不菲,一臺就需要花費十幾億元,而維修設備更是源源不斷地巨資投入。
實際上,我國的燃氣輪機制造業起步并不晚,上世紀六十至七十年代各汽輪機廠都曾研制生產過燃氣輪機。但隨著國家能源結構調整,天然氣供應不足,燃氣輪機研制逐步失去市場。30年的斷層讓我國燃氣輪機技術錯過了國外高速發展的時期,迅速與國際水平拉大了差距。近10年來,隨著國家能源戰略的調整,燃氣輪機才重新步入發展的快車道。此次研發成功,宣告了我國在燃氣輪機制造領域的回歸。
7 “中國制造”首次進入核電蒸汽發生器“心臟”
9月25日,東方電氣(廣州)重型機器有限公司使用由寶鋼集團制造的國產核電690U形管,在中國防城港核電1號機組1號蒸汽發生器上成功實現穿管。這是核電690U形管國產化以來在中國核電機組上的首次安裝應用。
“穿管”是核電蒸汽發生器制造的關鍵工藝。現場參加穿管儀式的東方電氣集團董事長王計說,核電蒸汽發生器用690U形管是百萬千瓦級核電機組使用的關鍵特殊材料,隨著國家新一輪核電產業的發展,東方電氣對其的需求不斷加大。
2007年6月,寶鋼與江蘇銀環和中廣核集團共同出資并控股,興建了國內第一條核電蒸汽發生器用690U形管專業生產線。隨著寶鋼690U形管實現全面投產,使中國成為繼法國、日本、瑞典之后,全球第四個能夠制造該產品的國家。
點評:
從完全依賴進口,到實現自主設計、自主制造,依托核電自主技術的快速發展,目前我國已具備整套核電設備制造能力。
從進口的大亞灣核電站,到國內企業參與建設的嶺澳一期,再到設計、制造、建設和運營都實現了自主化的嶺澳二期,同處大亞灣基地的三座核電站,實現了在核電自主化上的“三級跳”。而核電自主技術的廣泛應用也鍛造出一支裝備制造的“生力軍”。為擺脫受制于人的被動局面,我國企業在消化、吸收國際先進技術的基礎上,不斷創新,突破一個又一個技術瓶頸,實現了成套設備的批量化生產。
目前,我國已成為繼法國、美國和俄羅斯之后,世界上為數不多的擁有整套核電設備制造能力的國家。具備每年8套核電主設備制造能力,硬件規模世界第一。
2012年,核電重啟話題備受業界關注。隨著核電的回暖,必將推動我國的核電裝備自主化邁上一個新的臺階。
8 長輸管道關鍵設備實現國產化
11月,首套國產20兆瓦級電驅壓縮機組在西氣東輸二線高陵增壓站順利完成72小時連續運行,驗證了成套壓縮機機組連續運轉的可靠性,標志著天然氣長輸管道關鍵設備國產化研制工作取得了重大勝利。20兆瓦級電驅壓縮機組在西氣東輸二線高陵站的成功投運同時創造了我國首臺大功率超高轉速電動機、25MVA高壓變頻調速裝置、大型高速直連變頻電驅壓縮機組、首個全國產化電驅壓氣站等多項第一。
中國石油天然氣集團公司副總經理廖永遠說:“天然氣長輸管道關鍵設備的國產化,對提高我國裝備制造企業的核心競爭力、開拓未來市場具有極其深遠的影響,對保證國家能源安全、促進我國石油工業及裝備制造業的發展具有十分重要的意義。20兆瓦級國產電驅壓縮機組的成功投運,是中國石油的福音,也是相關廠家發展的良機!”
點評:
大型長輸管線電驅壓縮機組,是天然氣輸氣管道動力供給場站用于壓縮和輸送天然氣的關鍵核心設備,是整個供給場站的“心臟”,也是我國重大裝備國產化領域突破重點之一,被業界喻為天然氣工業領域的“兩彈一星”。一直以來,全世界也只有美國GE、英國羅羅、德國西門子三家企業能夠設計、制造和總成。20兆瓦電驅機組研制成功表明我國完全有能力為輸氣管線增壓站提供具有國際先進水平的壓縮機,樹立了長輸管線壓縮機組國產化又一個重要的里程碑。加上此前成功研制的30兆瓦級燃驅壓縮機組和高壓大口徑全焊接球閥,我國天然氣長輸管道三大關鍵設備全部實現國產化,主要技術指標均達到國際先進水平。
此次成功再次印證了一條重要經驗:就是依托重大工程實現能源裝備的國產化。站在國家的立場,站在國家長遠發展的角度,用戶對于國產重大裝備給予堅定不移的支持,也被認為是此次設備研制成功的另一個重要原因。這些成功的經驗對于其他能源裝備的國產化或許會有借鑒意義。
9 我國自主制造的世界最大水輪機組投產
11月5日,我國自主制造的世界最大水輪機組——單機容量80萬千瓦的向家壩水電站7號機組正式投入商業運營,這標志著我國第三大水電站向家壩水電站開始投產發電。
向家壩水電站是繼三峽工程、溪洛渡水電站之后中國整體規模第三大水電站,是金沙江下游梯級開發中最末一個梯級電站,是中國西部大開發重點工程和西電東送骨干電源點,電站總裝機640萬千瓦。
此前,三峽電站32臺70萬千瓦機組全部投產發電,標志著三峽工程電站重大裝備國產化目標全面實現。依托三峽工程,我國水電裝備企業通過技術引進、消化吸收、自主創新,掌握了一大批具有自主知識產權的核心技術。
點評:
從主要采購外國廠商的技術設備,到實現機電設備的全面國產化,我國企業用不足十年的時間,跨越了與歐美企業數十年的差距,一躍進入世界水電裝備制造技術的最前沿。
通過依托三峽工程、向家壩工程等重大項目,我國水電重大裝備只用6-7年時間實現了30年的跨越發展。以這些重大工程項目為平臺,堅持引進消化吸收再創新,開創了我國自主設計、制造、安裝特大型水輪發電機組的新時代。
目前,不僅主要設備全面國產,以往長期依賴進口的關鍵原材料和鑄鍛件,也深深地打上了“中國制造”的烙印。在業主單位的協調下,國內企業通過技術攻關,生產的大型電站水輪機鑄件、蝸殼壓力鋼管用高強度鋼板、水輪發電機鏡板鍛件、大型水電機組厚鋼板等產品質量指標達到國際同類產品最高等級。
正如業內所言,現在我們可以驕傲的宣布,我國水電裝備產業鏈全部實現國產化。
10 頁巖氣裝備市場啟動
2012年,隨著頁巖氣開發利用補貼政策等一系列頁巖氣扶持政策的出臺,頁巖氣的產業前景被寄予了很大希望。銀河證券研究所相關研究報告顯示,2020年前,中國頁巖氣需打井4萬口左右,行業總投資約8000億元。其中,設備投入約占投資總額的25%,大約2000億元左右,年均需求近220億元。未來幾年,中國頁巖氣設備需求年均增速在50%左右。
沈陽新松機器人公司針對越來越熱的頁巖氣開發,自主研發的車載全液壓頁巖氣鉆機于年中獲得成功并將投放市場。此外,海隆控股等公司也紛紛表示,已在頁巖氣裝備領域布局。
點評:
頁巖氣作為非常規油氣具有開采周期較長、單井經濟效益不高等特點。要實現頁巖氣的商業開發必須具備兩個要素:低成本與大規模。而裝備和技術的國產化則是關鍵。
雖然頁巖氣發展在國內還處于起步階段,產業化路程也還漫長。但研發和布局頁巖氣裝備卻是箭在弦上,技術儲備必須提前做。目前我國有1800多家石油天然氣設備生產商,市場競爭可謂激烈。可是就頁巖氣市場來看,由于其技術門檻較高,目前相關企業數量依然偏少。
目前,國家有關部門已經意識到其緊迫性。我國將通過實施國家重大科技專項,在頁巖氣資源評價、地球物理勘探、鉆完井和壓裂技術、氣藏工程和采氣工藝、開采環境評價和保護技術等方面,爭取早日實現突破。同時,也在做重大裝備自主化的專項規劃,盡快實現可鉆式橋塞、高效鉆頭、大型壓裂等頁巖氣關鍵裝備自主化。