市場需求為產業發展提供強勁動能

清潔能源裝備是裝備制造業的重要組成部分，對于貫徹落實國家能源發展戰略、構建新型能源體系、實現碳達峰碳中和目標具有重要意義。在頂層設計的助推下，我國以風電、核電等為代表的清潔能源裝備產業實現了跨越式發展，取得了顯著成就。其中，光伏裝備產業發展較為成熟，已擁有較為完善的產業鏈和國際領先的技術水平；陸上風能裝備技術較為先進，海上風能裝備技術仍需多路突破；氫能裝備、海洋能裝備技術水平不斷提高。

從發電量結構看，2022年，清潔能源占全國發電量的33.5%，水電、風電、太陽能發電占比分別為15.3%、8.6%、4.8%；從全國電力裝機結構看，截至2022年，全國清潔能源裝機容量占整體比重達49.6%，其中，水電、風電、光伏、核電的裝機容量分別占整體的16.1%、14.3%、15.3%和2.2%。

這些數據也從側面說明了我國清潔能源裝備產業規模持續穩步擴大。據有關部門統計，2022年，全國清潔能源裝備累計裝機容量約 12.2億千瓦，較上年提高約20%；發電量占比穩定提升，累計發電約3萬億千瓦時，較上年提高約 1.5個百分點。我國水電、風電、光伏發電裝機規模連續多年穩居世界首位，核電發電量創歷史新高。

量的升級固然可觀，質的飛躍更加耀眼。在技術能力方面，我國清潔能源裝備也有顯著提升。近年來，“華龍一號”核電機組實現商業運行、國內首臺150兆瓦級大型沖擊式轉輪成功投運、16兆瓦海上風電機組完成吊裝、首座深遠海浮式風電平臺成功并網投產、光伏發電技術快速迭代、多次刷新電池轉換效率世界紀錄，有力支撐了一批重大清潔能源項目建設。

從產業鏈角度來看，目前我國已建成相對完善的清潔能源裝備產業鏈供應鏈體系，在東北、西北、東部沿海、成渝等地區培育了一批高水平裝備研發制造基地，形成了以哈爾濱電氣、東方電氣、上海電氣、金風科技、隆基綠能等為代表的一批具有全球競爭力的一流能源裝備企業，產業鏈競爭力不斷提升。

清潔能源裝備產業迎來黃金發展期

“十四五”及以后一段時期，全球能源將加速向低碳、零碳方向演進，水能、核能、風能、太陽能等清潔能源將逐步成長為應對氣候變化、支撐經濟社會發展的主力能源。根據我國能源產業發展規劃，“十四五”期間全國清潔能源新增裝機容量將超過7億千瓦，其中預計新增水電裝機容量8600萬千瓦、風電裝機容量2.1億千瓦、光伏發電裝機容量3.3億千瓦，直接拉動清潔能源裝備市場需求擴大到2萬億元以上，為清潔能源裝備產業發展提供了廣闊空間和巨大市場。

作為清潔能源開發利用的物質和技術基礎，清潔能源裝備發展正處于重要戰略機遇期，同時也面臨著巨大挑戰。

技術壁壘和競爭是清潔能源裝備發展要解決的首要問題。清潔能源裝備產業技術要求較高，涉及多個領域的綜合應用。新技術的研發和應用需要跨越電力、機械、材料、控制等多個學科領域，因此需要打破不同學科之間的技術壁壘。清潔能源裝備產業的投資規模較大且周期較長，投資的不確定性和風險相對較高，未來可能會影響投資者的信心和意愿。國際市場不確定性因素增加，能源技術開發與合作、能源市場開拓都面臨較大的不確定性。因此，要激發清潔能源裝備產業的發展潛力，還需在政策和制度層面進行全方位、多維度的努力。

首先，要不斷優化清潔能源裝備產業結構。目前我國光伏裝備和風電裝備技術較為成熟，二者產業規模總和占清潔能源裝備產業比重超80%，氫能裝備仍在發展初期，地熱能裝備、生物質能裝備、海洋能裝備等技術較為滯后，總體占比較小。積極優化我國清潔能源裝備產業結構可有效激發多種細分產業潛力。

其次，應構建完備的清潔能源裝備產業鏈供應鏈體系。我國清潔能源裝備產業鏈較為完善，但部分環節仍較為薄弱，應依據清潔能源裝備產業基礎、特點和長短板，統籌對清潔能源裝備產業鏈上下游進行布局，對供應鏈前后端進行規劃，構建配套完善的產業鏈。

最后，要加大創新研發力度，突破清潔能源裝備產業關鍵零部件和關鍵技術。圍繞清潔能源裝備的發展重點和重大需求，加強基礎研發，超前部署前沿技術，加快引領性、顛覆性技術突破，注重產學研用深度融合，共建具有共性技術研發、試驗檢驗、產品檢測等一系列功能的創新平臺，注重協同創新，加快重大技術攻關突破，加速研發成果轉換，在市場上以技術為核心形成競爭優勢。

作者單位：中國科技信息雜志社

知識鏈接

什么是清潔能源裝備？

清潔能源裝備是指發電不排放污染物、能夠直接用于生產生活的能源裝備，是綠色能源技術的載體，是為能源工業提供技術裝備的戰略性、基礎性、朝陽性產業，是裝備制造業的重要組成部分。

按照《綠色產業指導目錄（2023年版）》劃分：新能源與清潔能源裝備制造包括風力發電裝備制造、太陽能發電裝備制造、生物質能利用裝備制造、水力發電和抽水蓄能裝備制造、核電裝備制造、燃氣輪機裝備制造、地熱能開發利用裝備制造、海洋能開發利用裝備制造、非常規油氣勘查開采裝備制造、海洋油氣開采裝備制造、新型儲能裝備制造、燃料電池裝備制造、氫能“制儲輸用”全鏈條裝備制造、智能電網產品和裝備制造。

按照能源產業鏈生態圈劃分，清潔能源裝備包括“源、網、荷、儲”四個方面。“源”包括水電裝備、風電裝備、核電裝備、燃氣輪機、太陽能發電裝備、生物質發電裝備、地熱能裝備、海洋能裝備、燃料電池、清潔高效燃煤發電裝備等；“網”包括特高壓輸變配電裝備、智能電網裝備、能源互聯網裝備等；“荷”包括工業節能裝備、電能替代裝備、充換電裝備、新能源交通裝備、智能家電等；“儲”包括電化學儲能裝備、機械儲能裝備、氫氣儲能裝備、熱儲能裝備、壓縮空氣儲能裝備等。

石化機械：在氫能裝備新賽道上跑出“加速度”

日前，華南地區新建加油、制氫加氫一體綜合能源站項目花落石化機械。這是石化機械首次中標制氫加氫一體站EPC項目，主要涉及240標準立方米/小時制氫橇等設備。石化機械將從圖紙設計、材料采購、施工建設、投產試運行到竣工驗收，提供“一條龍”服務。

近年來，錨定氫能裝備，石化機械聚焦進口件替代和“卡脖子”技術攻關，依托超高壓結構技術、超高硬材料技術、超高能控制技術、超高精制造技術為核心的科技創新體系，開展氫能裝備基礎應用研究，系統構建研發體系，優先在加氫、制氫和輸氫領域，研制出系列氫氣壓縮機、加氫站成套裝備、制氫成套裝備、氫能智能管理與安全系統、輸氫鋼管等，突破高壓臨氫材料、高壓無油動密封、大流量低沖擊電液控制等關鍵核心技術，取得相關專利50余件。

如今，石化機械作為中國石化氫能裝備制造基地，已成為國內少數同時具備制氫、加氫裝備研制能力的企業之一，可為客戶提供高質量氫能裝備和一體化解決方案，在氫能裝備新賽道上跑出了“加速度”。

逐項破解難題

以技術優勢助力加氫站網絡建設

加氫站是規模發展氫能交通的基礎設施，加氫站建設離不開加氫裝備的支撐。圍繞加氫站關鍵設備研制，石化機械逐項攻關，以技術優勢助力加氫站網絡建設。

氫具有特殊的原子結構和化學性質，這使其在許多領域有著重要應用價值，但也給氫能裝備研制帶來了不小的難度。“氫脆”，就是一項世界級難題：溶于鋼中的氫聚合為氫分子，造成應力集中，導致材料脆化開裂。針對高壓高溫氫環境下金屬材料“氫脆”的問題，石化機械構建了金屬材料抗氫脆試驗和評價方法，開發了高壓氫環境下高強度特種合金及其處理工藝，建立了從22~90兆帕之間4種壓力能級臨氫材料選用規范，為加氫裝備研制和安全運行提供了依據。

氫氣壓縮機是加氫站的核心設備，可將氫氣從低壓提升到高壓，滿足燃料電池汽車使用需求，分為液驅式、隔膜式和離子液式。其中，國內離子液式壓縮機技術目前尚不成熟。

在液驅式氫氣壓縮機開發上，石化機械采用一機雙壓、壓比動態調節等設計，攻克了大流量低沖擊可控壓比電液控制、高壓無油動密封、寬工況氣閥設計等技術，自主研發的國內首臺加氫站用90兆帕液驅式氫氣壓縮機完成了極限工況性能試驗，裝備穩定可靠。在隔膜式氫氣壓縮機研發上，該公司破解了膜腔型線優化設計、高效率補油溢油系統設計等難題，開發出22兆帕、1700標準立方米/小時、70%容積效率的隔膜式氫氣壓縮機，助力萬方級規模供氫中心建設，并支撐了向更高壓力等級供氫充裝工藝前瞻性技術研究。

加氫機用于氫氣加注服務，配套壓力傳感器、溫度傳感器、計量、取氣優先控制和安全裝置等。目前，石化機械已成功研制出35兆帕雙槍雙計量、雙槍單計量、單槍單計量等多種型號加氫機，可嚴格控制溫升和加注流速，平均加注速率達到每分鐘2千克以上。

站控系統是加氫站的“大腦”。通過應用擴展，石化機械集合工藝控制、數據采集、狀態監控、報警聯鎖和交易報表等功能，載有設備控制、計費管理、視頻監控和火氣系統，成功將SOFElink數智平臺接入加氫站，可實現全天候裝備狀態監測、作業遠程支持、故障告警、遠程運維、預測診斷等微服務。

苦心攻關換來累累碩果。如今，石化機械已配套研制出系列化氫氣壓縮機、加氫機、卸氫柱、順序控制盤、站控系統等關鍵組成，并在武漢建成兩座加氫站，其中一座被列為示范站。

依托重大項目

加快攻克制氫裝備關鍵核心技術

“8月14日，我們研制的PEM（質子交換膜）制氫及燃料電池設備系統正式產出氫氣，截至目前運行平穩。”據相關研究人員介紹，石化機械自主設計的PEM制氫系統具有氫氣純度高、響應速度快、能耗低等特點。這是該公司在制氫裝備領域取得的又一個新突破。

制氫是氫能產業鏈的最前端環節，也是氫能戰略地圖上的必爭之地。電解水制氫作為最清潔的制氫技術和儲能形式，相關裝備研發也備受關注。依托內蒙古烏蘭察布綠氫制備等項目，石化機械加快制氫裝備關鍵核心技術與主要部件攻關，“雙管齊下”，同時開展堿水制氫和PEM制氫裝備的裝配調試工作。在建立全過程安全風險評價體系的基礎上，該公司創造性開展裝備集成、氣密試驗、功能調試和性能測試等關鍵工作，成功實現了高純度氫氣連續穩定產出。經第三方機構檢測，氫氣純度符合燃料電池用氫國家標準，滿足燃料電池用氫要求。

電解槽作為可再生能源大規模制氫的關鍵裝備，在制氫系統總成本中的占比近50%，是攻關的重點。針對電解槽氣液兩相流場均勻性問題，石化機械通過技術合作，設計方形電解槽，并優化流道結構，研制出的2.5兆瓦級橇裝式堿水制氫系統可滿足綠電制氫規模發展需求，額定產氫量達500標準立方米/小時，具有直流電耗低、插片式帶壓設計易維護等優勢，可應用于制氫中心及制氫加氫一體站。

目前，在加氫、制氫、輸氫領域，石化機械已“全面開花”，具備了為客戶提供加氫站、制氫加氫一體化、大排量充裝、兆瓦級PEM制氫、綠電堿水制氫、車載供氫系統等解決方案的綜合服務能力。今年以來，該公司多種氫能裝備投放市場，訂單量同比顯著增長，不僅參與了“西氫東送”項目輸氫鋼管的合作研發，而且完成了3種規格輸氫管試制，再一次在新領域樹起了“金招牌”。

“今后，我們將繼續扛好‘智造大國重器、服務能源發展’的職責使命，以高端化、智能化、綠色化為方向，走好氫能裝備專精特新發展之路，打造自主可控、有競爭力的中國石化氫能裝備制造基地。同時，我們根據客戶需求，結合實際運營條件，配置氫能裝備產品，爭做高質量氫能裝備供貨商和一體化解決方案提供商。”石化機械氫能裝備分公司總經理潘靈永說。

-----------------------------------------------本文摘自《中國石化報》