2008年08月01日 星期五 08月(总第7期)
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宏观经济环境下高压开关设备市场形势探讨

2012-10-15 02:55:58

宏观经济环境下高压开关设备市场形势探讨
◎ 文/王晋根

一、当前经济环境

我国国民经济在连续几年保持二位数的增长后,到2006年,GDP已达20.9万亿,而2007年又达到23.0万亿。我国经济总量已列世界前四名,由于人民币不断升值,国民经济总量有可能逼近或超过日本。但是我国经济增长是建立在劳动密集型,能源、原材料高消耗,非环境友好,出口拉动等基础上的,而且物价指数CPI快速增长,贫富差距扩大,劳资关系紧张,由于这些因数的影响,将难以保持经济的可持续发展。目前世界经济由于粮食、石油、原材料短缺,也面临着高通胀压力,石油、煤、原材料,铁矿砂、铜、铝,粮、食油价格也在不断上涨,对中国经济造成了很大压力,而我国高税收政策及行政开支过度膨胀也加剧了经济不平衡。今年年初南方冰雪灾害及5月份四川及甘、陕大地震,必将进一步阻滞GDP快速增长。我国已不可能单纯地靠扩大出口来平衡经济,也难以单纯地靠行政措施将经济过热控制下来。采用反腐倡廉、精兵简政、减税、节能增效是唯一可行的出路。
今年年初以来,随着新劳动法出台,劳动力成本进一步提高,加上原材料新一轮上涨因素,国内外一些企业已面临无利可图,难以维持的局面。珠三角地区成千上万企业倒闭,转移,以民企为领头的温州市也有约20%企业关门,受冲击最严重的是打火机,制鞋、服装等劳动力密集型产业。长三角地区也面临着同样局面,处于“风声鹤唳”的境地。电力设备和输变电产业,尽管市场总量仍在扩容,但由于原材料涨价,劳动力成本上升,加上这二年国内外投资商纷纷涌入这个行业,使得一些产品的产能更加过剩,市场竞争加剧,现在只有技术附加值高的高电压、高技术产品利润率仍然可以,就是126kV高压开关设备等产品利润率也在快速下滑中。如果我们企业不懂得瘦身、减肥,缩短战线,精兵简政,节能降耗,过穷日子、苦日子,不懂得开发市场对路的高技术产品,那么亏损帽子随时都会载到自己头上,关门只是时间问题。企业领导要充分认识这个形势。
高压开关设备市场至今很热,今后会怎么发展,这是行业同仁普遍关心的问题,这里在所收集材料的基础上,谈一些看法。

二、电力工业正面临调整结构压力

2003年以前,我国年新增装机是以1500万kW左右速度增长,基本不超过2000万kW,但从2003年夏天开始,南方水电因为水少而发不出电,电煤涨价,火电厂也不好多发电,而钢铁、有色、石化、房地产、建材等高耗电、耗能行业迅速发展。南方夏天炎热,拉闸限电成了家常便饭,电荒正以惊人速度蔓延,中央和一些省市抢建火电厂,电力装机正以极高速度发展,正如图1所示,06、07年及08年(预期),三年每年都新增装机1亿kW左右,加上04、05年两年新增装机1亿kW,共4亿多kW。07年底总装机已达7亿多kW。

因此,在06、07年期间新闻报导称,电够用了,发电机运行小时数已降低不少,但至07年下半年(10月),电煤开始趋紧,南方水电遇枯水年,水电发不出来,而北方开始取暖用煤,已经感到电煤紧缺压力,而2008年初,一场罕见波及南方半个中国冰雪大灾难把电源结构性缺陷彻底暴露出来,电网大面积断裂失电,铁路运输中断,电煤运输困难,上亿人生活在缺电饥寒交迫中。假如我们有较多核电,水电来补充一下,也不至于造成那么大的灾难。从这里就可以看出,这几年新上装机绝大部分为煤电,结构性缺电仍未解决。
目前,中国电力源构成(见图2),其中,火电接近80%,水电20%,核电总装机900万kW,仅占1.2%。核电是一种核分裂发电电源,不受气候、燃料运输等影响,但调峰能力极差,需要与水电、蓄能电站联合运行,且有放射性辐射可能,因此应建在人烟稀少地方为好。
绿色电源如风电、太阳能等比重更小,建了那么多风电场,总装机才约600万kW,还不到总装机容量的1%,仅相当于六台大煤电机组。且风电投资成本是煤电的两倍。总之,当前靠绿色电能来满足中国的高耗电是相当困难的。

在冰雪大灾难发生时,有3700万kW煤电机组,因无煤烧而停机,这就是说我国煤电比重过大(80%),不仅排出大量CO2温室气体,而且要消耗那么多煤,而煤的生产跟不上,运输也跟不上,这就是说,调整电源结构是当前必须要解决的问题。国家有关领导已认识到这个问题的严重性。

从上面情况可以预测,“十一五”后期及“十二五”我国将加大水电、核电及风电等绿色能源开发。在西北建大型坑口电厂以减少运煤、以输电代运煤。为贯彻节能降耗,整顿和关停单机10万kW以下燃煤小机组。也就是说从适当降低煤电比重,大力优化能源结构,实施电源合理布局,并在负荷地区适当建分布式电源及应急电源,以提高我国能源安全性、可靠性。这是今后一段时间必须逐步解决的问题。

三、强化电网建设,优化电网结构

解放以来,我国电力建设一贯实施“重发、轻输、不管用”政策,投资重心放在电源建设上,对于输配电网建设不重视,我国电网与电源投资比重为33%:67%。而工业化发达国家为60%:40%。甚至中国有的电厂刚建成时,发出的电就送不出去,分配不了,造成窝电现象。电网建设欠账太多,2008年初,我国19省市冰雪大灾难把电网薄弱性、脆弱性、应变能力差的缺陷暴露无遗。造成了电网大面积崩溃。当然几十年一遇严重覆冰(50mm~70mm),架空线被拉断,杆塔被压垮、拉垮是可以理解的。但是我国电网没有备用线路,没有备用输送能力,难以实现大容量负荷转送。当然也有人为建设质量的问题,如某省不少老线路没有倒,而新线路杆塔都倒了,从钢筋混凝土杆断面可以看出,新线路水泥杆就没有放钢筋,这还不是豆腐渣工程?当然电网建设所欠下的账,老账、新账都要清算,都要还。

欧洲和北美国家之间都是紧密联网,互换电力,以使电网实现最优化技术经济效益。而我国电网建设是以省网为基础,省际联网比较少。今年年初湖南郴州与省网主干线断裂,停电20多天,使京广电气化铁道断电,造成铁路大动脉在春运高潮中阻塞,损失极为严重,而离郴州不远华润电厂专给广州供电,如果在建厂后能再接一条线给郴州,那么不至于使郴州停电20多天,造成那么大的政治、经济损失。供电市场化要突破以行政省为单位搞电网建设,应开展多种方式省际电网互联,提高电网运行经济效益和安全性。

“九五”到“十五”期间为了拉动内需,花了好几千亿,搞城网和农网中压电网改造,更换一大批高损耗老旧变压器,以无油化真空断路器代替少油断路器等,应该讲成绩是很大的。但这次电网改造运动准备工作做得不充分,目的性不够明确,规划做得不够细,因此今后还需要大量返工,如,应简化、优化电网输配电电压等级,采用20kV提升主配电电压,以实现电网的节能降耗。装备政策还不够明确,采用标准还不够先进合理等等。在新形势下的网改应该总结经验,把工作做得更好。

我国主输电电压等级规划滞后,发展太慢,由于东中部电力部门不愿意上330kV电压等级,至80年代初才上了平武500kV超高压输电线路,交流500kV电压等级满足不了区域电网联网及西电东送的远距离、大容量输电要求,因此沿海不少电力部门在实施串补以增大500kV线路输送能力,说明当时这个电压等级选得太低。500kV输送能力不能满足电力输送需要。我国水电资源3/4分布在西南的云南、贵州、四川及西藏,煤、石油、化石能源70%以上分布在新疆、陕北、晋北、内蒙古等西北地区。除三峡以外,长江上游、支流正建多个千万kW级水电站,需几千公里远距离、上千万kW大容量输电线路。国家电力部门于近年匆匆抛出了百万等级交直流特高压输电示范工程,正紧锣密鼓建设“晋东西——南阳——荆门”特高压示范线路。这将推进我国统一特高压电网建设,并且必将拉动我国各个电压等级以及整个电网市场的发展。

这次冰雪灾害有一条重要经验,凡是网格化的高速公路,一旦出故障可绕道流通,损失就小,电网与高速公路一样,网格化(哪怕平时有些线路是关闭的),如一条或多条线路损坏,电可绕行其它线路流通,这可减少受灾损失,提高电网运行的灵活性、安全性和可靠性。

我国多年来是靠10kV(及6kV)作为中压主配电电压,目前主输配电压仍然比较稠密,如(500-(330)-220-110-(66)-35-10(6))等,其中小括号是个别地区使用,电压等级越多,网损越大,中压主配电压越低网损越大,当然相邻两电压等级拉开的距离过大(技术和经济上也是不合理的)。

目前我国网损是总发电量的7.55%,而先进国家则是5%,说明我国电网节能降耗潜能很大,应采用如下一些措施:
1)减少主要输配电压层次(如110-35-10-0.4kV,为110-20-0.4kV替代);
2)提升中压主配电电压,如20kV代10kV(6kV);
3)中压直接到用户,尽量减少低压配电线路长度,同样负荷情况下低压电流比中压电流大得多,铜损也大得多;
4)尽量使用低损耗、节能型配电设备,如用低损耗非晶变压器,小涡流开关柜等。

总之,电力部门专家,国家主管部门很重视中国输配电网技术改造,近几年已准备拨巨款实施,这对输配电设备隐含着巨大商机、我们输配电设备制造企业应主动适应市场需要。产品要满足节能、降耗、减排要求。

四、近几年主要高压开关设备市场分析

与电源建设重点优化煤电电源,增加水电、核电等非温室气体(CO2)排放的电源不一样,近期电网建设,主要还是围绕电网建设滞后造成的欠账、实施西电东送、区域电网联网及优化电网结构应该做的工作。这里主要探讨在这个大形势下,高压开关设备市场发展趋势。

1、800kV与1100kV
750kV电压等级(系统最高工作电压800k V)是西北电网主网架电压,也是目前中国正式运行的最高电压等级。西北电网(含陕、甘、宁、青、新)覆盖地域面积大,约为国土面积1/3,媒、石油、天然气资源丰富,并有黄河上游千万kW以上梯级水电站及汉水上游,白龙江上游约几百万kW水电资源。“十五”末,兰州至官亭750kV示范输电线成功运行验收后,国家已开建拟建官亭至西宁、官亭至拉西亚水电、兰州至银川、至陕西乾县,向河西走廊延伸等多条750kV线路,西北是目前较富电地区之一,区内正开建多处坑口电厂,及黄河上游水电外送规划,750kV输变电设备市场正呈现繁荣景象。西北电网特点是面大、点少、总容量在全国区域电网中是偏小的电网,目前800kV输变电设备市场主要有已开发成功800kV输变电设备的大厂及参与合作生产的外商。但是,这块市场是十分重要的,其架设了由500kV电压等级通向1000kV电压等级的梯子。高海拔地区外绝缘相当于1000kV,西北750kV线路需要的开关设备,主要是GIS及罐式断路器。1000kV电压等级(最高工作电压1100kV)是西北电网以外,未来国家主网架电压。目前主网架电压是500kV,500kV难以满足区域电网间联网及西电东送需要,而750kV与500kV电压等级相差太近,也不可能上,1000kV电压等级是一条可能出路。目前国家已开建“晋东南—南阳—荆门”特高压示范线路,“十一五”期间可进入设备安装、调试、试运行。

对于目前能否上特高压电压等级,仍有两种不同观点,国际上,前苏联在上世纪八十年代已建1000多公里1150kV线路,并已带负荷运行5年多,由于经济等原因,目前已降压500kV运行,美国、意大利、日本都已建特高压工业性试验线路,输变电设备已进行过考验,并开展了大量科研工作。国际高压专家认为,目前输变电设备已成熟,建设特高压试验线路是有条件的,但对于特高压线路的强电磁对环境影响,对人的影响问题,还需要进行深入研究。因此,未来对特高压设备市场有两种可能,如果第一条示范线路试运行正常通过了验收,那么第二条、第三条特高压线路都会开建。2020年交流特高压规划,在示范线路晋东南——南阳——荆门基础上,往东北方向至北京、往西北经陕西到宁夏,由南阳西北到西安至彬长电厂,由荆门往西至三峡,往东到武汉,另外,淮南——皖南——浙北——上海第二线,南阳到淮南建联路线,满足全方位西电东送和区域电网联网,特高压电网输送电量2亿kW,占当时全国总装机1/4(含交直流特高压)。最近国网公司授权重庆规划雅安——乐山——恩施——长沙1000kV特高压输电线路(详见图3)。特高压规划总投资4060亿元,其中交流2560亿元,直流1500亿元。如能够按规划实施,将具有较大的商机。
注:图3所示,关于未来特高压电网的构架,是在所收集资料的基础上形成的,其中有些是作者本人的推理和设想,仅供参考。

第二种可能,如果试运行期间暴露出还需要解决的大问题,那么验收将会推迟,特高压电网建设将推后。总之,百万伏电压等级输变电设备要等到“十二五”以后才会有实质性启动。据08年5月国家高压电器检测中心信息,1100kV高压开关设备(含GIS、HGIS等)已完成型式试验。

2、500kV及330kV市场
500kV是我国华东、东北、华北、西南、华中、华南区域电网的主网架电压,随着区域电网内部百万kW及以上大电厂不断建设,西电东送及区域电网间互换电力需要,各区域电网内部正加强500kV电网建设,以华东电网为例,上海建设了环绕一周双环网500kV线路,浙江、江苏、安徽、上海间都有较强的多回500kV线路,福建已建设了水口至浙江金华的500kV(正建双线)线路正式加盟华东区域,其他区域电网也如此。如按近两年新增装机1亿kW测算,每年需要500kV断路器约700多台(含GIS约300间隔,2007年年鉴统计已达188间隔),由于进口500kV高压开关设备比重仍然较大,因此行业年鉴统计部分比按装机测算要低。近两年年新增装机可能有所下降(煤电将会整顿放慢),但由于电网技改增大(特别是今年年初受大冰雪严重损害),西电东送加快,500kV市场仍将保持较好态势。从产品结构比例来看,GIS约占30%,罐式约占40%,瓷柱式约占30%,如果GIS国产化进一步发展,GIS比重会进一步提高,这是与500kV要进城,也与开发大水电、高海拔、重污秽、高寒等使用开关设备需要,唯GIS莫属。

目前330kV是西北电网主网架电压,随着新的更高电压等级750kV加快建设,330kV将会从主角变为配角,但是由750kV输送到负荷侧电力,将通过330kV电压来销纳与分配,因此330kV电压的开关设备尽管会限制短路电流需要,原有线路会解裂,但是新建线路将是不少的,每年需要363kV断路器约180台,其中GIS约90个间隔,2007年年鉴显示,363kV SF6断路器有91台,GIS约94间隔,与装机测算量已接近,说明这一等级中,国内厂家提供产量已占主导地位。西北地处高原,因此GIS与罐式断路器占的比重比500kV更多,会达到50%以上。

3、110kV、220kV及66kV
110kV和220kV电压等级在许多区域电网或者省网中是二次输电电压,即将500kV或330kV输电线路输送来的电能再转输出去,有些大城市负荷密度(即每平方公里负荷量)很高,则110kV和220kV电压直接进城,有些参与配电,因此110kV和220kV电压等级产品市场容量,在当前提升很快,市场很热,特别城市地价高,苛酷环境等因素影响,使得高压GIS的市场很热,近几年随着制造技术成熟,使用经验的积累和丰富,GIS市场出现了火爆局面。如按新增装机1亿kW来测算,近二年110kV及220kV高压断路器市场需求量大致如下,252kV断路器约6600台(含GIS 2300间隔),2007年行业年鉴统计,SF6敞开式1282台,GIS1986间隔,GIS测算与统计接近,而总量仅为测算一半,除了进口设备数量统计不进来以外,也可能与电网建设滞后有关,但仍然可明确显示,GIS比重增加,几乎是总量的60%。而126kV断路器约23000台(含GIS 7000间隔)。2007年年鉴中统计,126kV敞开式瓷柱式SF6断路器6369台,GIS为4743间隔,总共为11112台。约为测算一半,原因与252kV一样,进口数量在年鉴中统计不进来,也与电网建设滞后有关,但GIS比重已占43%。在126kV高压开关设备中,GIS使用比重由30%向35%~40%提高,敞开式组合电器使用比重日趋上升,还应该注意,外商通过控股合资企业直接进入中国市场,非开关行业内资企业通过各种途径也进入这块市场(估计已有30多家企业在生产GIS产品),因此这块市场竞争将日趋剧烈,产能很快饱和。
66kV电压等级主要是东北地区电网使用,解放初期,辽宁等地的输电电压等级,是日伪时期留下来的有66Kv、44kV、22kV及11kV等,东北不原意上原苏联35kV电压等级,将44kV升压到66kV。形成了目前东北地区500/220/66/10kV电压等级的配合,66kV在东北地区有较大市场容量。2007年行业年鉴统计72.5kV SF6断路器达1736台。

4、关于35kV、20 kV、10(6)kV
解放初,中国从原苏联引进35kV电压等级,形成110/35/10/0.4kV电压配合系列,当时中国电网容量比较小,但从上世纪80年代改革开放后,我国电力装机迅速增大,一些沿海大城市负荷密度上升较快,由于35kV距10kV较近,使网损迅速增加,35kV变电站数量增加很快,占地比较多,再加上35kV电压是IEC标准中非标电压等级,一些大城市都在限制35kV电压等级,因此城网中35kV电压等级发展慢,35kV电压等级主要在农网、非电行业占比重较大。近几年,国家要求节能减排,降低网损,在中压配电网中,提升主配电电压等级10kV到20kV,简化配电电压,由20kV同时代替10kV和35kV两个电压的呼声日益高涨,国网公司要求江苏省试点推广20kV电压等级、南网也准备在广东等地开始推广20kV电压等级,可以预测,近二年这一政策对中压配电设备市场影响还不大,但是再过3~5年其影响会逐步增大,最终24kV设备将成主导市场。

据2007年行业年鉴统计,12kV真空断路器39.02万台,SF6  5550台,开关柜32.48万台,C-GIS 91696间隔,40.5kV SF6 8248台,真空33017台,开关柜4621台,C-GIS 1648间隔。24kV SF6 11台,真空795台,开关柜4800台,C-GIS 216间隔。很明显在中压范围内C-GIS有明显增长,24kV产量比往年增长快,除了部分出口以外,与内需的增加也有很大的关系。

五 总结

1、我国国民经济及新增装机快速增长,近四年年新增装机达到3亿kW,因此带动了电力设备市场发展。但是这种增长主要靠煤电,使得CO2和SO2排放剧增,使气候环境恶化,再加上煤产量跟不上电煤需求,去冬以来,出现了停机等煤的情况,目前提倡“压小促大”火电,建坑口电厂,适当建设负荷中心分布电源及应急电源是合理的,但再想大上煤电是很困难的,改变电源结构不合理状态,而大上水电、核电和绿色能源方向是对的,但这些电源开发不像煤电那么容易,见效快,投资也要大得多,因此靠新增装机来拉动电力设备市场的因素将会退居次要位子。当然,我国目前人均装机,还不到世界平均水平(0.6kW/人),离小康生活(人均装机1kW/人)还有不少距离,因此预期我国电力设备含输配电设备的市场还将景气20~30年。

2、解放以来,我国电力投资一贯是“重发、轻输、不管用”,因此电网建设欠账太多,今年初冰雪灾害进一步暴露了我国电网脆弱性、薄弱性,因此必然要按规范加大电网建设和电网改造;再之,西电东送,区域电网联网,建特高压电网,必然拉动各级电压电网建设,因此,今后几年,一些电网设备景气指数仍然是很高的。

3、我国东部沿海经济发达地区,特别是一些大城市的人口密度迅速增长,土地寸土如金,加上污秽、湿热,开发西部遇到高海拔,高寒环境及建水电站等,迫切需要高压、超高压GIS及中压C-GIS(特别是二次配电C-GIS),因此今年来一些GIS及C-GIS(二次配电)设备市场火热,入市产品供不应求,外商纷纷进入中国市场抢占商机,这应该引起我们的关注。

4、我国电网网损(线损)较高,比国际先进水平高2%~2.5%,这主要是电压等级比较稠密,中压主配电电压太低,中压配电线离负荷较远,低压配电线过长,变压器等设备损耗较高有关,因此主配电电压由10V提升到20kV,简化电压等级配置,隐藏着巨大市场商机。

5、中国06、07两年,年新增装机各约1亿千瓦,相当于中国以外全世界年新增总装机容量,由此带动输变电设备市场十分火热,国外一些著名制造商(如ABB、西门子、三菱、东芝等等就是俄国一些产品也在寻找进入中国市场途径),纷纷抢滩中国市场,中压向高压进军,非电行业向电力设备进军,形成:”八国联军”瓜分中国市场局面。中国本土制造商及厂家,应抓紧开发市场对路产品,提升自己产品品牌和档次,使自己在残酷的市场竞争中能占有一席之地。

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