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新一轮能源革命,变频器厂商打开新局面

发布日期:2022-05-12 14:56浏览次数:18202

   在今天,“双碳”目标是人们耳熟能详的一个“新名词”。人类进入工业时代,能源消耗快速增长,过量的二氧化碳排放导致气候变暖、温室效应,甚至极端恶劣天气。而中国近年来快速崛起的同时,在全球碳排放量占比也迅速增长,控制碳排放的任务迫在眉睫。

  2021年是“十四五”规划的开局之年,中国确立了“双碳”目标的路线图。力争在2030年前达到二氧化碳排放峰值,2060年前实现碳中和。作为世界上最大的发展中国家,中国要按期实现碳达峰碳中和目标,将用全球历史上最短的时间完成全球最高碳排放强度降幅,这无疑将是一场硬仗。实现“双碳”目标,既是严峻挑战,又是重大机遇。

  就在2021年,“碳中和”如同一把烈火,引燃了各个行业的减碳行动,特别是工业企业在经历限电限气、能耗双控等考验,存活下来的企业涅重生,未能通过“考核”的企业退出大舞台。工业企业得以涅重生,最根本的就是降低企业运营能耗,提升能效,通过节能改造来实现绿色工厂运作,打造自己的可持续发展竞争力。

  2022年,“双碳”工作仍将大力推进,节能减排依旧是各工业企业十分重要的任务。变频器作为电机控制系统与工业节能的关键部分,其重要性不容忽视,尤其在高压变频器领域,有着更大的突破空间。

  绿色“蝶变”  工业设备行业迎发展良机

  中国工业领域正在迎来一场绿色“蝶变”。随着气候变化在全球领导人非正式会议上占据愈发重要的位置,2020年9月,中国宣布了“2030碳达峰”和“2060碳中和”的愿景。

  2021年,我国连续出台多项碳达峰碳中和的相关政策,从已经发布的《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》、《2030年前碳达峰行动方案》来看,政策指导层面已经越来越清晰——“双碳”目标已成为长期国家战略,它不仅被定义为能源问题、环境问题,更是经济问题和长远发展问题。

  “双碳”目标之下,我国加快产业结构、能源结构转型升级的紧迫性凸显。未来,企业将面临严格的碳排放限额。不减碳,意味着企业需承担高昂的排放成本。因此,对于能源消耗和碳排放的大户,工业企业积极应对“双碳”目标不再是可有可无、锦上添花的可选题,而是影响到企业生死存亡的必然选项,各企业要通过节能减排打造绿色竞争力。

  2022年,“双碳”工作仍将大力推进,节能减排作为实现“双碳”目标的重要路径之一,依然是各工业企业十分重要的任务。国家及相关部门陆续出台了《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南》、《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》、《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》、《“十四五”节能减排综合工作方案》等一系列政策,这些政策不断地推动了工业企业节能提效、超低排放、升级改造,在很大程度上促进工业设备行业的发展。

  高效节能  变频器市场持续增长

  变频器尽管很少出现在公众的视野中,但它几乎无处不在。从生活到生产,从民用到工业,从变频空调到高速列车,甚至广阔到工矿企业的电气自动化控制领域,变频无所不在,变频器为现代生活中的大量基础应用和场景提供了动力来源。由于其高效节能的特性,使得变频器在各个行业中被广泛应用。特别是面对广阔的工业自动化领域,变频器占据着举足轻重的地位。而在电机节能改造中发挥关键性作用的高压变频器,更是成为了高能耗领域的标配。

  相关数据显示,2019年中国变频器市场规模接近500亿,同比上一年增长4.7%。其中中低压变频器市场规模为362亿元,高压变频器市场规模为133亿元。相关机构预测,在下游行业景气度持续上升的趋势下,具有高效节能功能的变频器市场将受政策驱动持续增长,预计到2025年,中低压变频器市场规模将达到400亿元以上,高压变频器的市场规模将突破200亿元。

  中低压变频器,可应用于大部分的电机拖动场合,能够实现工艺调速、节能、软启动、改善效率等功能,在电力、冶金、石油化工、煤炭、起重机械、纺织化纤、油气钻采、电梯、建材等行业得到了广泛应用。高压变压器涉及的领域非常广阔,涉及电力、矿业、水泥、冶金、煤炭、石化等行业,可实现对各类高压电动机驱动的风机、水泵、空气压缩机、提升机、皮带机等负载的软启动、智能控制和调速节能,从而有效提高工业企业的能源利用效率、工艺控制及自动化水平。

  目前,中国制造业正在开展新一轮转型升级,从传统制造向智能制造过渡,迈向高质量发展阶段,同时对于工业设备的性能提出更高要求,节能、绿色驱动的方式将成为主流,各变频器厂商纷纷紧随行业发展需求,推出相匹配的产品或在原有的产品、技术上进行节能升级。

  英威腾推出GD350-13系列抽油机专用变频器,集成了游梁式抽油机、高原机、塔式抽油机和直驱螺杆泵专用功能设计,助力油田企业降本增效,促进企业的可持续性发展。四方电气在2021年对新老产品的迭代替换中,提出了以“更小的体积、更低的能耗、更优的性能以及更出色的性价比迎合市场”,相继推出一系列符合市场需求的新品,在各行各业迅速占领市场份额。

  东方日立的高压大功率变频器一直秉承节能优先的设计理念,除了在设计上保证性能的前提下尽可能提高产品效率外,还在用材用料上选用高效零部件,提高高压变频器整体效率,使2000kVA以上的变频器本身的效率高达97.3%以上。在高压变频器的应用上,东方日立专为大容量动调风机设计的调节技术,使动叶可调风机变速运行的同时一直保持高效区运行,比常规的调速方法至少提升5%的运行效率。

  在节能减排、绿色环保等战略的推动过程中,变频器扮演了一个重要的角色。作为变频调速领域内的重要设备,变频器在众多行业中都能实现高效节约电能,提高工艺水平等优势,这也必然推动变频器在各行各业中的广泛应用。在未来几年市场发展潜力非常巨大。

  能源变革  变频器厂商紧抓机遇

  碳达峰、碳中和是“十四五”的重要目标,我们除了大力推动节能降耗之外,进行能源变革也将是极为重要的一环,即从传统能源向新能源转变。目前我国可再生能源领域专利数、投资、装机和发电量连续多年稳居全球第一,风电、光伏的装机规模均占全球30%以上。

  《2030年前碳达峰行动方案》中提出大力发展新能源。全面推进风电、太阳能发电大规模开发和高质量发展,坚持集中式与分布式并举,加快建设风电和光伏发电基地。到2030年,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。不难看出,如今新能源正在唱响主题,以光伏、风电、储能、氢能为代表的新能源开始快速发展。

  我国风电技术的进步推动了风电度电成本的下降和发电效率的提升,风电担当起发展新能源第一主力之责。全国风电、光伏发电量占全社会用电量的比重的逐年提高,风电已然成为新型能源主力军。变流器作为风电行业的核心产品,其技术原理和变频器相近,所以不少变频器厂商在风电行业布局。

  汇川技术作为国内自动化行业的龙头企业,自2016年立项风电行业以来,一直致力于以技术创新来提高国产风机驱动、电机产品的可靠性和降本增效。汇川技术风电变桨驱动器目前已实现80A的技术突破。推出的新一代双驱变桨系统方案为大型机组应运而生,最大可适应15MW机型。在风电行业,目前汇川技术累计发货量超过10万台(其中变桨驱动器36000台,变桨电机33000台,偏航控制器32000台)。

  同样,禾望电气专注于电力变换技术路线探索和更大功率新机型研发,在风电机组转矩跟踪、电能质量、电网适应性、海上风电等解决方案方面均具有较强竞争力。目前,禾望电气为风电行业提供850kW~10.0MW全功率变流器、1MW~6MW双馈变流器、主控电气系统以及变桨控制系统等,成为国内风电变频器的主要厂商之一。

  随着全球能源格局向追求清洁高效能源的深刻转变,储能产业和储能技术作为新能源发展的核心支撑已是共识,储能在发、输、配、用侧的作用越来越凸显。作为国内高压变频器代表企业,智光电气于2018年设立子公司智光储能全方位开展储能业务,并且先后收购广东创电和参股精虹科技,将储能业务延伸到电池PACK和BMS领域。实际上,储能系统由电池和逆变器等组成,对于有着多年变频经验的厂商来说,几乎没有门槛。

  汇川技术依托强大的电力电子技术、自动化技术和数字化控制技术,先后在高速驱动技术、高压压缩机驱动技术、储能变流器、能量管理控制系统取得突破。其推出的IPS一体化储能集装箱,集成了三电平大功率PCS、开关柜和升压变压器,系统设计集成度高,让安装维护等操作变得高效简单,大大缩短了电站建设周期,降低系统设计成本。

  此外,光伏领域也是变频器厂商布局的方向。英威腾自主研发的光伏逆变器可广泛应用于多种光伏发电场景,禾望电气也已经推出了光伏发电系统、集中式逆变器方案等产品。

  结语

  “十四五”规划的落地,“双碳”目标的提出,全面节能降耗、绿色可持续发展的理念将更深入,变频器正在迎来一个发展的黄金时期。变频器在深耕传统行业的同时,必将通过创新技术以及更高品质的产品打开广阔的新兴应用市场。

  在新一轮经济发展浪潮中,将聚焦新能源和高端制造,变频器厂商必将大有作为,在更多新应用场景中探索新的机遇。