“國家隊”親自下場搶籌,特高壓建設將快速推進,我國令人驕傲的特高壓技術離不開這一人
作為七大新基建領域之一,特高壓是最具成長性的板塊之一,特高壓建設有望進入高景氣的上行周期。
輸變電“國家隊”大動作
有著輸變電裝備領域唯一“國家隊”之稱的中國電氣裝備集團成立1年多動作頻頻。10月底,平高電氣、許繼電氣、中國西電3家公司發布公告,間接控股股東中國電氣裝備正在籌劃將3家公司股份無償劃轉至中國電氣裝備,劃轉完成后,中國電氣裝備將成為3家公司的直接控股股東。
中國電氣裝備集團已經親自下場搶籌。數據顯示,今年以來,中國電氣裝備累計增持中國西電近4759萬股,增持參考金額2.3億元。近日,該集團再度下場增持平高電氣。
10月28日晚,平高電氣發布公告,中國電氣裝備集團有限公司合計增持724.47萬股,占公司目前總股本的0.53%,并計劃未來6個月內1億元人民幣至1.5億元人民幣(包含本次增持金額)。
特高壓進入高景氣上行期
種種跡象表明,特高壓上行勢頭已經“壓不住”了。近期,特高壓交流中川渝、張北-勝利已核準開工,電網建設尤其是特高壓建設有望同步進入高景氣度上行周期。
今年上半年,特高壓交流快速推進,核準1條(武漢-南昌)、開工2條(福州-廈門、駐馬店-武漢);武漢-南昌交流9月開啟第一次設備招標,預計10月開工建設;特高壓直流處于可研階段,三季度以來仍處于加快可研設計階段,尚未有直流線路招標開工。
長江證券維持對今年全年特高壓建設進度的預期不變,四季度特高壓直流有望迎來招標開工高峰。特高壓交流方面,申萬宏源估計交流特高壓規模大概在1300至1500億的水平,超過十三五。交流特高壓核心設備技術含量高,競爭格局穩定,市場空間清晰,值得重點關注。
海通證券認為,為了匹配新能源的大比例接入,特高壓建設會是持續的進程,是電網重點投資方向之一,預計對核心設備企業的業績增長形成持續拉動,建議關注特高壓核心標的。特高壓直流核心標的有國電南瑞、許繼電氣、中國西電等。特高壓交流核心標的包括平高電氣、中國西電等。
“十四五”特高壓建設快速推進原因為何?
近日《中國能源報》報道,“十四五”期間,國網規劃建設特高壓線路“24交14直”,涉及線路3萬余公里,變電換流容量3.4億千伏安,總投資3800億元。其中今年計劃開工“10交3直”共13條特高壓線路。“十三五”期間全國口徑投資大概在3000多億,國網約2800億左右,同比增長迅速。
從國網規劃的投資額看,3800億主要是直流部分投資額比較大,因為一般直流投資在200-250億之間,特別長的會在300億,14條跨省的直流投資額基本在3500億左右,交流不貴,一個站基本在20億左右,且24條交流具體拆分段更復雜,落地站點有多少并不清楚,所以很難給每一段定義相對準確的投資額。
從規劃的14條特高壓直流里面,目前已經推出7條線路,包括2018年和2020年推出的線路,也就是之前國網“碳中和、碳達峰”行動方案提及的“規劃十四五期間建成7回特高壓直流”,特高壓直流主要用于清潔能源外送。預計有7條待推出的新線,涉及的送端地區可能涵蓋東北、內蒙、青海、新疆、西藏等;受端地區預計涵蓋華東、華中、華南、西南等。特高壓交流主要用于區域性環網建設的,有利于電網安全穩定和加強省間互濟,規劃的24條交流目前已經推出線路有6條,是2018年推出的。
按照往常特高壓投資應該是在五年期,除了最后一年,其他年份投資并不會如此集中,但是2022年突然要開工“10交3直”,再疊加南網1直,如此密集的投資主要有兩點原因:第一、為了實現“碳中和”和“碳達峰”的目標,新能源的發展必須加速,而如集中式新能源發電依賴于資源富集地,主要集中在西北、東北等地,但是它與負荷中心呈現你逆向分布的特點,所以需要跨省區特高壓通道往外送。其次,除了傳統西北五省等地,戈壁沙漠也被納入新能源開發的重點區域,為了匹配新能源開發進度,所以連帶通道建設要跟上,配合新能源的開發,所以今年電力通道等大量基礎設施會提前。第二、今年宏觀經濟形勢并不是特別樂觀,國外疫情持續變異,影響全面對外開發進度,所以要更注重對內投資。所以在這兩種情況下,今年特高壓進程開始提速。
特高壓加速發展,產業鏈迎來哪些機會?
國網“十四五”特高壓規劃超預期,產業鏈上下游有望高度受益。特高壓產業鏈設計的環節較多,既能拉動包括高壓電氣開關設備、換流閥、線纜、變壓設備等硬件的需求;又能帶動智能化終端、智能芯片等需求。新型電力系統是我們國家電力系統未來發展的大方向,而特高壓作為解決資源稟賦約束的重要一環,未來有望高度受益。
特高壓產業鏈可以分為上游的電源控制端、中游的特高壓傳輸線路與設備、下游的配電設備。特高壓線路和設備是特高壓建設的主體,可以進一步分為交/直流特高壓設備、線纜和鐵塔、絕緣器件和智能電網等。
特高壓投資規模的快速發展第一階段是2014-2017年,投資額度達1966億,隨后發展平穩,2020年國網特高壓建設項目投資規模達1811億,十四五期間特高壓發展繼續加速,國網投資規模繼續擴大至3800億。
特高壓項目成本構成主要包括兩部分,分別是線路建設和變電站建設。線路建設主要包括輸送端纜架等,變電站主要包括對各種各樣設備的需求。從交/直流項目建設分類看,特高壓交流項目投資占比較大的設備包括:1000KVGIS、變壓器、電抗器等;占比分布約為46%、13%、13%。直流項目投資占比比較大的設備包括:換流變壓器、換流閥;其中前者占比約44%,后者占比約20%。從整體看,特高壓項目投資可分為設備、鐵塔、線纜和基建等投資。其中設備投資約占25-35%;鐵塔和線纜投資(與特高壓線路長度相關)約占30%。基建及其他投資占35%左右。
競爭格局方面,設備端較為集中,線纜和鐵塔較分散。設備端,直流方面,主要核心設備是換流閥和換流變壓器,前者是實現電能交直流轉換的核心裝備;后者是交直流輸電系統中的換流、逆變兩端接口的核心設備。這兩者主要供應商是國電南瑞、中國西電、特變電工、許繼電氣。其中,國電南瑞換流閥市場份額超過50%。交流主要設備包括1000KVGIS、變壓器、電抗器,主要供應商分別是中國西電、特變電工、平高電氣。所以交直流設備企業中,中國西電、國電南瑞、特變電工、平高電氣、許繼電氣、思源電氣、山東電工電氣這7家企業基本壟斷了設備70%的市場份額。與設備端不同的是,線纜和鐵塔市場集中度較低,毛利率也不高,競爭格局比較分散,尤其鐵塔很多企業還是非上市公司。
整體看,編者認為此次特高壓進展的加速,雖然長期有望利好全產業鏈發展,但從價值導向看,設備端從競爭格局看中長期更受益,其次就是智能電網端,因為智能電網端不僅是受益于特高壓的發展,同時也是基于物聯網產業鏈的需求帶動,包括智能芯片等都是值得關注的環節。
我國特高壓技術奠基人
對于電網線路的建設來說,電壓越高,能輸送的電力就越大,距離也更遠,能極大提供發電站的供電效率,所以更高的電壓,就代表了更先進的技術。不過雖然我國已經能自主建設330KV的高壓線路,但是更先進的超高壓輸電線路上,不管是設備還是技術上,都依賴進口,被人家吃的死死的,有多夸張呢?
比如1992年開始興建的550KV的超高壓線路,天廣線路。在這條線路的建設中,我國全套的工程設備技術都需要從德國西門子進口,甚至連一個馬桶也要從德國進口,沒辦法,為了能順利拿到設備,你只能照做。
畢竟錢花了就花了,關鍵技術我們得學到吧,可在2000年通電調試的時候,德方卻直接要求:無關人員請離開!
明明是花了錢的甲方,卻被叫成無關人員,但你還沒辦法反駁,于是參與項目的中國工程師們在離開的時候,心里都默默憋著一口氣,我們一定要掌握自己的高壓電技術。
2004年,為了保證珠三角地區的電力供應,我國計劃在貴州至廣東建設一條,第二回±500千伏直流輸電工程,這條線路從立項開始,而趁著這次機會,我國計劃將這條線路打造成自主化的示范工程,于是南方電網組織電力技術工程師們聯合技術攻關,最終在2007年建成投產時,不僅做到了70%的技術自主化,而且還節省了1億元的成本。
但是中國電力人仍不滿足,因為僅僅是500伏超高壓技術,只是與國外持平而已,中國要做的則是更好。于是在2006年,我國計劃建設全球第一條1000千伏晉東南—南陽—荊門的特高壓交流線路。這次我們的目標不僅要突破特高壓技術,并且中國還要掌握核心設備的建造工藝,不受他人掣肘,而這就不得不說到一個人了,他就是孫昕。
孫昕博士是我國我國電機工程的專家,同時也是我國特高壓技術突破的奠基人之一。其實在這個項目籌建之前還有個插曲。
2004年,我國曾經在江蘇昆山,召開來一場討論會,其中就有討論是不是要建設特高壓,因為當時國內的電網發展遇到了瓶頸,特別是華東地區的500千伏的高壓電網基本都架滿了,架設電網的土地資源都不夠用了,但是電力缺口依然很大。那要怎么辦?于是建設特高壓就成為了大家討論的重點。
但在那時,國內很多人對建設特高壓都沒啥信心,有些人覺得西方國家都嘗試過了,失敗了,我們還有沒有必要上,也有的人覺得特高壓這個被西方淘汰的技術,我們沒必要跟進,是不是跟開頭說的問題一樣,是的,在那時,連中國電力人內部都有懷疑。
可參會的孫昕卻提出了反對意見,他表示,我國工業、科技發展幾十年來都是跟著別人的路子走,遲早有一天,得抬起頭走一次沒人走過的路,特高壓就是這條沒走過的路。
為了國家重視特高壓的重要性,時任電力科學研究院院長的孫昕與另外幾位專家特地跑到國務院匯報工作,而前后總共去了3次,還寫了4份匯報材料,最終,在他們不懈的努力下,國家同意了他們的建議。
于是就 我們前面說的1000千伏晉東南—南陽—荊門的特高壓交流試驗示范工程了,2006年年底這條線路正式開工建設。而作為我國特高壓奠基者的孫昕自然被授予了重任,被任命為國家電網新組建的特高壓建設部主任,主導建設工作
但是剛一上手,孫昕面臨的就是各種挑戰,以往我們的高壓電網的核心部件,設備都是依賴進口,但是特高壓別人都沒做過,設備你想進口都沒人能做,比如特高壓的核心部件變壓器。
傳統的變壓器一般都是用由鐵芯或者磁芯加線圈組成,線圈又分為初級和次級,利用電磁感應原理,給初級線圈通電,次級線圈感應電動勢,產生電流,實現電壓變化。
而我們特高壓上面應用到的變壓器一個都有10米高,重達400噸。這么大一個變壓器,并且電壓電流又這么高,就需要保證人員以及其他設備的安全,所以就需要用到絕緣體。但是普通的絕緣材料無法承受特高壓這么大的電壓,所以在材料選擇上,我們就犯了難。
其實美國人也研發過特高壓時,當時他們選擇的是用陶瓷作為絕緣材料,陶瓷是目前耐壓值最高的絕緣材料,高達50KV,但是如果全用陶瓷做絕緣材料,一個特高壓的變壓器就重大7000噸。我們知道特高壓經常要建在偏遠地區,也有山地等復雜環境,而生產變壓器卻在華東平原的工廠那邊,這么重的變壓器,運輸就成了個大麻煩,所以變壓器必須減重。
于是經過對比后,我國的科研工作者發現,可以 5CM厚的絕緣紙來作為絕緣材料,它的耐壓值雖然只有18KV,但是重量卻比陶瓷輕了很多,并且也容易加工。最終在他們的不斷努力下,用絕緣紙做了25萬個配件,通通應用在變壓器里,而重量也成功地降到了350噸。雖然重量依然不輕,但是只要認真規劃路線,使用特殊車輛運輸,還是能夠運送的。
當然我國在特高壓上的突破還不止這些,還有像特高壓的核心部件之一換流閥,我們國產后的換流閥的平整度甚至能做到10nm這個精度,比頭發絲還細。
正是依靠這些努力與突破,2008年,這條1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程全線架通,并在次年投入運營。
那么,這條國產的特高壓線路運行后的實際表現如何呢?我舉一個例子大家就知道了,有人做過實地對比,一個是全采用了國產設備的1000伏特高壓變電站,另一個是采用日本進口設備的500千伏超高壓電站,選用了日本進口設備的變電站噪音有60分貝,對比后發現, 500伏變壓站的噪音有60分貝,而電壓更高的1000KV變電站,噪音只有36分貝,這代表著什么?說明我國的自主生產的技術水平更高。
中國特高壓不僅技術領先, 而且也開始出口到國外了,目前我國特高壓已經出口到歐洲非洲、南美洲等多個國家地區,像在在巴西美麗山水電站,已經展開了±800KV特高壓直流輸電2期工程項目,為什么是二期呢?因為一期早在17年12月就已經投入運行了。
文章來源: 冠群書,華爾街見聞,數據寶
著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權,非商業轉載請注明出處。