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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇电力储能市场分析,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号:TM73 文章编号:1009-2374(2015)15-0139-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.072
用电信息采集系统是供电部门为满足营销业务、营销管理和智能用电服务需求而建立的自动化采集系统,随着电网逐步推行大集中管理模式和智能电网建设的深入推进,分布式电源逐步接入、大中城市电动汽车的充放电业务开展、远程缴费模式下的需求相应、有序用电业务的深化应用等业务需求,原有传统、被动、分散的技术标准、管理应用模式已无法满足智能电网要求,笔者从用电信息系统入手,优化提升应用效果,适应智能电网发展需求层面上,着重在用电信息采集系统设备和未来业务需求两方面进行分析:
1 采集设备
主要对关键技术设备,如智能电能表、采集终端、系统安全加密技术、采集系统主站等领域的未来发展趋势进行探讨。
1.1 智能电能表
智能电能表是智能电网的终端用户计量设备,目前广泛使用的电子式智能表硬件上采用大规模集成电路,显示器件为LCD,通信接口为RS-485或红外接口;在以后的发展趋势上除在硬件平台选择和产品设计上注重运行速度、存储空间、功耗低等因素外,还要在满足集成细化多功能计量、自动采集、预付费、阶梯电价等功能的基础上,同时考虑电表的智能化功能,如:(1)支持分布式能源用户的接入,具备有功电能和无功电能双向计量;(2)具备阶梯电价和预付费功能,客户欠费时可以远程进行断电;(3)可以实时对电网运行情况、电压合格率和运行环境温度等进行监控;(4)可以对同计量装置的异常用电状况进行在线分析,并可以进行远程故障处理;(5)智能电能表还具有安全加密模块,保证了智能电能表数据传输的安全性。
1.2 采集终端
用电信息采集终端目前主要分厂站终端、专变终端、配变监测终端、低压集中器等类型,用于关口计量点的数据采集、配电变压器的在线监测、小型商业和居民用户的用电信息采集等。随着智能电网的进一步发展,用电信息采集终端应具备用户异常用电状态监测、客户电源接入监控、电动汽车及储能管理等功能,未来的采集系统终端也将逐步增加异常信息监测终端、分布式电源接入终端等新型采集终端。
异常信息监测终端是专用变压器用户的用户用电状态监测装置,该装置采集用户一次侧电流信号,通过用户入户功率与电能表功率的实施对比,并把比对的异常告警信息上传到用电信息采集系统主站,实现对客户用电异常状态的时间监测和报警,为降低电能损耗,精确定位异常用电位置,查处窃电、漏电等事件提供了必要的现场记录和高效的技术手段。分布式能源终端要满足电网削峰填谷要求和安全接入要求,还要满足用户自身的要求,分布式能源接入终端是电网公司管理分布式能源接入和用户参与电网互动的基础设施。电动汽车管理终端主要满足电动汽车充电运行状态的监控和管理需求,实现充电数据采集、电能计量、电池状态监测、行驶距离提示、充电方案优化、网络远程监控等功能,是供电公司对电动汽车充电实现避峰管理的重要手段,使客户方便了解自身汽车充电运行情况。储能接入终端主要满足电力负荷低谷储存,用电高峰释放,实现移峰填谷及风力发电等清洁能源的接入要求,掌握改善电能质量的功效,提高设备利用率。
1.3 系统安全加密技术
随着智能电网运作模式下用电信息采集数据量的几何级数增加,采集系统的安全性也日益重要,以后采集系统应借鉴国际上推行的对称密码算法和非对称密码算法的特点、在未来采集系统中逐步采用对称密码算法和非对称密码算法相结合的混合密码算法。对称密码算法是指加密和解密均采用统一密钥,而且通信双方都必须获得并保存该密钥,其特点对数据加密速度比较快。非对称密码算法采用的加密密钥和解密密钥,密钥(公钥和私钥)成对产生,算法安全性高、抗攻击能力强。
1.4 采集系统主站
用电信息采集系统的主站承担着整个用电信息采集业务的数据传输、数据处理和数据应用以及系统的运行管理和安全,与营销MIS业务应用系统保持互通,还支撑智能用电服务功能。建设统一的用电信息采集主站平台是必然的选择,要支持多通道多规约通讯,需要使用统一的采集接口和通信接口。考虑到未来所采集的数据将呈几何级数的增长,用电信息采集系统的主站软件应重点考虑大集中模式下的三个关键技术:(1)建立平稳高效率的采集监控系统,采用一体化通信技术管理各类通信协议和计量终端,解决大规模终端采集与实时存储瓶颈,使其在规定时间内完成数据采集和存储;(2)建立实时数据信息库,建立统一的数据模型,并与营销档案同步更新,运用数据加速器、智能甄别处理模型、模型适配器等技术来提升数据综合管理能力,采用数据归档管理,备份恢复管理等机制来保障数据的安全;(3)打造数据可视化展示,采用饼图、曲线图、雷达图、柱形图等多种图表进行可视化展示;对电网线路图、关口、台区、重要用户等进行仿真可视化监控;对计量点、采集点等重要采集接点进行可视化展示和操作。
2 采集系统的未来业务需求
2.1 分布式电源管理需求
分布式电能管理是智能电网用电环节面临的新型业务需求,而用电信息采集系统将是对分布式电源实施有效管理的重要技术手段。利用用电信息采集系统可以实现对分布电源的灵活接入、实时监测和柔性控制,分布式电源并网实时监控、分布式电源潮流分析与负荷预测、故障保护管理、系统设备运行管理、发电信息综合分析、发电能力预测、客户档案管理等功能。
2.2 用户服务需求
未来用户服务将通过智能交互终端对用户的用能信息进行采集与监控,并为用户提供多样化服务,实现智能用电增值服务,同时接受95598门户等交互渠道的信息,为用户提供用电信息和策略查询服务;对智能用电设备进行监控,将监控信息按需求反馈用户,为家庭生活提供舒适安全、高效节能、具备人性化的生活空间。
2.3 充放电与储能管理需求
电动汽车充放电、储能等技术的广泛应用,对用电信息采集系统提出了新的业务需求,未来发展将以用电信息采集系统提供的数据为依托,通过制定有效的充放电方案,协调平衡电动汽车的有序充电,发挥储能装置改善电能质量的功效,提高设备利用率。实现充放电与储能需求预测、充放电与储能接入管理、有序充放电优化方案管理、柔性充放电管理、故障保护管理、充放电与储能设备运行管理、充放电与储能信息综合分析、客户档案管理、客户充放电记录等功能。
2.4 远程预付费管理需求
按照用电信息采集系统“全覆盖、全采集、全费控”的要求,远程预付费管理将是智能电网用电环节面临的新的业务要求。通过远程预付费平台,用户可通过多种方式如营业厅、银行、网络、微信、手机、终端等完成购电,用户可通过网络、电话、手机、微信、电子邮件等多种方式实时查询自己的用电信息,既满足现代社会客户的快速需求,又推动了电费的收缴,加快了资金周转。
2.5 抄表管理业务需求
用电信息采集系统除完整、准确、自动地实现对电能表数据的采集外,未来要提高抄表的实时性,实现抄、核、收全过程的自动化和全闭环管理,减少了在抄表环节与客户发生纠纷的风险,进一步推进计量、抄表、结算业务标准化建设和业务规范化。
2.6 用电检查业务需求
用电信息采集系统在自动采集和统计电能信息后,可以自动分析用户的用电异常变化,实时监测电能表、计量回路、变压器设备的运行工况和供电质量信息,监控人员系统存储的历史信息对窃电嫌疑用户进行统计分析,为电量的追捕提供科学的依据。
2.7 有序用电业务需求
有序用电业务是科学用电和节约用电的有效手段,通过用电信息采集系统对用户负荷的自动采集,可使监控人员能够及时了解每个客户的电力供需情况,准确掌握实时供需状况,通过合理的预测、将被动用电控变为主动有序控制。对用电信息采集系统采集的数据分析,科学合理地分解负荷、电量指标,提高管控水平。
摩托罗拉(中国)电子有限公司研发部先进技术中心亚太地区总经理刘建勇指出,手持设备的功能融合将是未来市场发展的主要趋势,因此,对创新的用户界面提出的各种新的要求。他认为,在手持设备中,中小尺寸显示器的发展面临的挑战在于显示器的面积有限,而多媒体内容的日益丰富,要求中小尺寸显示器必须具备高速接口以及大屏幕的显示效果。
在解决显示器尺寸限制方面,刘建勇认为,基于沉浸显示技术的虚拟显示器可能是一个发展趋势;另一方面,采取各种折叠方法设计手持设备的显示器虽可解决显示屏面积小的问题,但是,可能存在接缝引起视觉不适的问题。他分析指出,OLED作为一个可卷曲的显示器,有望在手持手背中获得应用。此外,还有构建在手持设备中的投影显示器等等解决方案。
刘建勇指出,随着手持设备中多媒体功能的日益丰富,如何提供上网带宽以及显示器的分辨率就是移动手持设备今后发展的两大驱动力。
绿色环保低功耗成为技术焦点
目前,手机、数码相框、MP3等手持娱乐设备更新换代速度快得让人眼花缭乱,从“2008移动手持显示技术大会”上可见,绿色环保的显示技术是业界专注的方向。大会上手持显示技术产业显示屏,显示驱动、终端产品等各环节供应商,都不约而同地谈到“绿色”话题。
人们不断追求中小尺寸显示设备的高清晰画面、高速处理速度,但同时也带来了高耗电量的问题。如何从绿色节能的角度出发,为手持显示技术发展提供更好的技术支持是众多显示技术供应商们所关注的话题。作为一家专注于液晶驱动功能为核心的IC设计公司,矽创电子的显示技术专家钱金维介绍了矽创绿色环保驱动器,并详尽展示了低温省电的驱动模式改良(HI-FAS)模式。同时,矽创先进的具有背光省电优势的LABC/CABC技术也博得在场人士的高度兴趣。矽创公司的先进的“绿色”显示驱动器技术的特点在于:
・不影响视效的省电方式;
・不增加CPU处理负荷;
・内建高速处理电路可播放动画;
・可减少一半以上的背光消耗电力;
・现行CPU/Driver IC的Interface不需改变。
因此,在用于手持设备的中小尺寸显示器TFT-LCD显示驱动器市场上矽创先进占据了大于30%的市场份额。
光源是显示技术的很关键的一项技术,华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理高级工程师颜重光在演讲中指出,人们最关心的手持显示设备的效率,而绿色节能则是设计的关键所在。LED是绿色环保的清洁光源,他的演讲着重探讨了移动手持显示背光驱动技术,他还把自己发明的、解决整屏均匀显示问题的“多颗LED串并联布线设计”技术向与会者做了介绍。
在6月20日的大会工作坊中,“手持设备背光驱动设计”内容得到了更深入的探讨中,电感储能开关稳压器用技巧探讨、多颗LED串并联布线设计技巧探讨、背光驱动IC的选用等成为与会者的热点话题。
权威调研机构乐观预测手持显示市场未来
手持显示设备市场现如今呈现出一派繁华之象,那产业发展后劲如何?在未来几年将如何发展?技术和价格将是怎样的一种走势?本次大会上国际知名市场调研机构iSuppli、DisplaySearch的资深人士了最新的市场分析及预测结果。
一、电解液市场分析
作为锂电的两种核心物料电解液以及隔离膜的发展值得关注。电解液主要原材料为锂盐,学名六氟磷酸锂LiPF6,占锂电池成本的13%左右,毛利率接近38%。锂盐的原材料硅石/碳酸锂都可以在国内采购到。锂盐目前几乎被日本几家企业垄断。其中,关东电工化学每年生产LiPF6达到950吨,主要用于宇部,SUTERAKEMIFA年产800吨,主要用于ECOPRO,世界最大的锂盐生产商森田化学年产960吨,主要用于三菱,该公司在江苏扬子江化工园有年产600吨的生产线,其中300多吨供给公司。国内也有金光高科有限公司、天津化工设计研究院、山东肥城市兴泰化工厂、天津金牛等企业能生产,但产能较少,品质与国外有很大差距。由于六氟磷酸锂未来市场需求量巨大,国内有其他企业开始积极接入。江苏国泰与控股子公司华荣公司共同出资成立张家港市亚源高新技术材料有限公司,投资新建年产300吨六氟磷酸锂产品项目,该项目投资总额为8330万元。河南多氟多化工股份业已开启六氟磷酸锂项目。总体而言,电解液市场伴随锂电市场的发展已处于活跃期,中国国内电池生产商电解液配套也已基本实现国产化。目前我国亟待解决锂电池电解液最为关键的电解质成分六氟磷酸锂(LiPF6)的生产合成问题,这也是电解液中最难攻克的核心技术。当前中国是继日本之后成为全球第二个产业化生产六氟磷酸锂的国家。
二、隔离膜市场分析
全球锂离子电池的需求量年均递增30%以上,市场非常庞大,中国目前锂离子电池生产量占世界总量的三分之一以上。隔膜是锂电材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料,毛利率通常达到70%以上,占了锂电池成本的20%~30%。锂离子电池隔离膜一般采用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)单层微孔膜,以及由PP和PE复合的多层微孔膜作为隔离膜。目前隔膜市场供应量严重不足,大部分依赖进口,市场主要被日本的旭化成工业、东燃化学,及美国的Celgard把持。隔离膜具有典型的“高技术、高资本”特点,而且项目周期很长,投资风险较大,国内企业的投资热情并不高。
随着锂离子电池产业的发展,国内市场上的国产锂电池用隔膜已经渐渐走进锂电圈,以河南新乡格瑞恩和中科科技、佛山金辉高科、台湾高银等为代表的国内锂离子电池隔膜厂家迅速成长起来,其产品与进口隔膜相比,价格只有进口隔膜的1/3―1/2,采货周期也相对短些,但国产隔膜的厚度、强度、孔吸率不能得到整体兼顾,且量产批次稳定性较差,国内绝大多数锂电厂家都还选用进口隔膜。因此研究开发低成本、制作工艺简单、孔径尺寸适当、空隙率高、机械强度能满足要求的微孔聚合物隔膜对于提高电池性能和降低电池成本具有重要的实际意义。如何进一步提高隔膜的各项质量指标,是我国电池业目前急需解决的问题。
三、锂矿市场分析
随着锂电池汽车逐步走向市场,世界锂资源的使用和消耗将大幅增长,由此衍生的产业链发展潜力巨大、前景广阔。可以预见,谁能抢占发展先机,谁就将赢得未来锂电产业发展的主动权。
锂资源主要包括两个部分:一是盐湖卤水锂,从盐湖卤水提取生产的锂化学产品主要是碳酸锂和氯化锂;二是矿石锂,从矿石中分选的锂矿产品主要是锂辉石、锂云母等锂精矿。据美国地质调查局(USGS)2010年1月公布的报告,金属锂的全球总储量约为1100万吨,其中绝大部分位于南美洲。玻利维亚、智利、中国、巴西和美国的储量位居世界前五名,其中世界上近一半的探明储量都蕴藏在玻利维亚的乌尤尼盐沼,储量高达540万吨。玻利维亚盛产锂矿,就像沙特阿拉伯富有石油一样。锂电池广泛应地用于信息、能源、交通、军事等领域,未来巨大的应用空间,将会对锂资源产生巨大的需求。2009年世界锂产品消费量约4万吨(锂化学产品和锂精矿折算成金属锂),其中80%是以锂化学产品形态消费于各个应用领域,20%是以锂矿物形态消费于陶瓷和玻璃行业。锂产品在各行业的消费比例是:陶瓷和玻璃21%、电池20%、剂17%、医药5%、聚合物4%、空调制冷剂8%、铝冶炼5%、合金和农业等其他应用20%。
我国属于锂资源储量大国,锂资源储量为110万吨,2008年的产量为3500吨。盐湖卤水锂矿主要分布在青海、、湖北等地,矿石锂主要分布在四川、江西、湖南、新疆等地。如果2012年我国生产100万辆电动汽车,那么至少新增2万吨电池级碳酸锂需求。随着电动汽车的不断推广,对锂的需求大幅上升,今后电池产业将成为碳酸锂最大的市场。
新电改将发电企业进一步推到市场前沿,电量争取由原来的找政府向找市场、找用户转变,市场竞争的要素也由电量计划竞争向成本、环保和安全等要素的综合竞争转变。电力营销正从过去的量价分离逐步过渡到量价合一。
本轮电力改革主要从以下三个方面推进:
一是大用户直购电改革,建立多买多卖的电力市场,用电企业和发电企业绕过电网自主交易。打破省间壁垒,保障清洁能源优先上网。到2018年实现工业电量全部放开,2020年实现商用电量全部放开,电网公司承担公益性及居民生活用电的兜底业务。
二是放开增量配电网业务、成立独立的售电公司,引入社会资本参与投资,与电网公司共享售电环节利润。
三是推进发电权交易和省间电力交易,探索开展电力期货和衍生品等交易。通过发电权交易引导鼓励和促使发电成本高的机组将其计划合同电量的部分或全部出售给发电成本低的机组替代其发电。完善跨省电力交易,逐步探索和放开电力期货及衍生品等交易。
二、售电公司目前盈利模式概述
电力市场化交易主要采用双边协商、集中竞价和挂牌交易三种模式,以双边自主协商为主、集中竞价与挂牌交易为辅。国家电网区域售电公司以双边协议交易为主,广东区域售电公司更多通过竞价策略获得更多交易电量实现盈利。
双边协商模式是指电力大用户与发电企业根据交易平台提供的信息,自行协商匹配,经安全校核和交易中心确认后,由购电、售电、输电各方签订年度交易合同确定的直购电交易。协商交易市场中用户选择向发电公司直接购电,或者委托一家售电公司购电,两者只能选择一种方式。
集中竞价模式是指电力大用户与发电企业在指定时间内通过交易平台申报电量和价格,根据买方、卖方申报价差空间由大到小排序成交。申报价差相同时,综合煤耗低的发电企业优先成交。经安全校核和交易中心确认后,由交易中心对外成交结果确定的直购电交易。
挂牌交易是指市场主体按规定将电量和价格等交易信息通过电力交易平台对外挂牌,由满足需求的一方摘牌,经安全校核和相关方确认后形成交易结果。
广东售电改革走在全国前列,以2016年广东售电为例:
一是2016年售电公司利润主要来自于集中竞价部分。
二是售电公司议价能力较强,报价成功率较高。售电公司凭借其规模及专业优势抢占了市场中绝大部分份额,而单个用户由于掌握信息有限、缺乏专业竞价策略,与发电厂直接交易成交电量的比例较少。
三是发电厂参与竞价的意愿强烈,参与度高,让利空间较大。由于电力过剩,水火电矛盾突出,发电厂之间竞争激烈,倒逼发电企业通过降低成本、提高效率让利给用户。
四是用户侧主动购电意愿不足,尚没有充分认知发电侧的让利程度,对电价降幅的预期较低,而售电公司多与大用户签订了长期售电协议,价格粘性高,导致售电企业前期获取了超额利润。
据估算,如全国逐步开放售电公司竞价交易,售电公司凭借其专业性及增值服务可在竞价交易中取得 50%以上市场。预计售电公司 2018年总利润空间约1450亿元,2020年总利润空间约1340亿元。
三、大型发电企业售电平台业务/营销/盈利模式分析
发电企业需要从产品性能最大化的工程师思维转向产品性能价格比最大化经济师思维。大型发电企业由于长期电网趸售,客户资源较少,客户服务的意识和理念相对不足,同时体量巨大,老旧机组等历史包袱相对较重,在市场化的售电市场,面临市场压力,容易堵在中间,陷入夹心饼困境,既无法向客户提供差异化的服务,也无法提供低成本的产品。
售电公司可将多种业务横向互补,如:基本供能、直供电、增值业务、新能源业务。售电公司未来的业务模式应可促进用户提高用电效率,优化用电模式,促进可再生能源使用。
可将电力市场改革划分为三个发展阶段。不同阶段有不同的业务和营销模式:
1.初期阶段
实际可开展的工作,主要是电力销售和配网投资。营销模式可采用产品导向型和渠道导向型。
产品导向型:改革初期,可采用低价策略的营销模式扩大市场份额。以低价策略参与市场竞争,管理简单,销售简单,且不用建立销售网络,无中间费用,但市场开拓能力不足,市场占有率不高。
渠道导向型:随着电力市场竞争加剧,应建立营销渠道,并通过价格和一般服务参与计划与市场并行的改革过渡阶段市场竞争。此阶段的盈利主要还是依靠低价。渠道优势可扩大市场份额,直销/分销与客户建立合作关系,提升整个集团的品牌和影响力。缺点是过多的供应链层级增加电能成本,且较难与代销商及客户建立稳定合作关系。
2.中期阶段
发电企业的售电平台应改变初期的传统销售策略,注重“创新驱动”,细致划分现有市场的电力用户,充分了解客户电力需求。通过分类,对不同价值水平、忠诚度的电力用户采取不同的营销策略,建立新的赢利点。通过开发增值服务而“创造电力需求并管理电力需求”。营销模式可采用客户导向型和资源导向型。
客户导向型:以价格、产品组合和增值服务锁定优质客户,与客户建立合作关系,企业的市场份额和盈利空间受价格影响会减弱。这种营销模式的总服务成本较高,企业要有较高管理能力。目前电力渠道受电网公司垄断,培养客户忠诚度需要时间。
3.后期阶段
用户将更期待差异化产品和高品质服务,售电公司应开展综合能源解决方案,业务范围应涵盖用户电力的使用、查询、测算、习惯、节能等。营销模式可采用客户导向型和资源导向型。
资源导向型:以客户为导向,整合发输配售四个环节资源,销售核心是建立营销服务增值体系。企业通过产权交易获取资产增值,发挥价值管理优势,获取较大的让渡价值,获取较高且稳定的市场占有率。这种营销模式要求企业有较高的综合管理能力和资源整合能力,投资成本大,资源整合的内部程序也较复杂。在实施细则不完善和未出台之际,目前市场环境不适宜推进这种营销模式。
实现盈利的四种途径:一是电力趸售,即售电平台从外部购电,赚取价差;二是自有电源供电销售,即通过自有电站售电赚取服务费;三是综合用能服务费,包括报价、配电、运维等服务;四是随着电力市场化的发展以及电力金融衍生品的逐渐引入,发电厂商和购电大户之?g会广泛采用差价合约交易方式。
四、大型发电企业未来转变为综合能源服务商的商业模式
大型发电企业突破单纯发电模式,改变过去重发电、轻经营模式。研究进入配售电、供冷供热供气领域,实现发(配)售一体、冷热电三联供、热力源网一体 。根据电力市场改革进程,大型发电企业需要研究并建立起一个有竞争力综合能源服务商的商业模式。
一是发售一体化运营模式:发电企业成立自己的售电公司,或收购其他售电公司。通过自建或并购,强化企业资产在市场的地位。研究终端客户的分类,终端客户更换售电公司和电力产品的频率,留住利润率最高的客户。
企业要吸引并维持住客户,同时也要降低成本或将成本保持在一个合理有效的水平。一个成功的发售一体化企业应拥有足够的市场知识,良好的燃料市场、运营限制和客户喜好的分析能力。加强在电力交易、产品开发、定价、获取客户、客户管理、需求控制、市场判断、项目开发与融资、资产管理、甚至未来套期保值等方面的能力。
有能力提供更多个性化、甚至更高利润的服务,比如节能服务、合同能源管理;有能力提供综合能源解决方案,降低客户用电、制冷、供热、甚至用水、用气的总体能源消耗,帮助客户提高能源使用效率;有能力执行各种复杂买卖合同(如:衍生品)。
二是配电网开发商模式:发电企业建设和运营配电网,连接输电网和负荷中心/分布式能源微电网系统。在有配电缺陷的地方,建设新的配电基础设施。发电企业要加快项目选址和获得相关许可。在日趋市场化的电力批发市场,具有协调电力实时需求和供应的能力,培养与各种重要利益相关者打交道的能力,比如土地所有者,社区,地方和中央政府官员,客户和设备供应商。发电企业要检查目前的签约和采购流程,这些流程是否反映了管理规定、是否体现了资金与风险分担的最大价值。与地区输电网运营商结成联盟,实现规模经济和提供新的投资范围。
三是产品创新模式:与传统电力销售业务相比,创新型发电企业提供了更多的甚至超出客户预期的产品和服务。能够提高客户能源使用效率和降低客户能源使用成本,同时又可帮助电网更好地掌握用户能源消费方式,保障电网稳定性。
以恰当价格,提供客户认可的产品组合:在相对成熟的电力区域市场,提供需求侧响应管理服务,降低能耗成本及对环境的影响。比如根据分时电价、阶梯电价、尖峰电价、实时电价、用电高峰等情况,提供不同种类产品套餐。为居民住宅提供定制的屋顶太阳能发电设备和运行监控工作;为居民提供24小时的管道、电力、供热和空调维修、保养和安装服务;提供绿色能源选项、电动汽车充电业务、自动调温器、燃料电池等业务;
研究用户需要:用户会为什么样的产品/服务买单。发电企业应重新评估自身品牌价值和企业定位。重视客户关系管理部门,高效发现和维护客户多种需求,交叉销售更多种类的产品/服务。重视渠道管理、产品开发、产品定价和产品捆绑销售等方面的能力。重视大数据分析能力,通过消费数据分析用户购买倾向,有针对性提供用户需要的产品/服务。
四是与客户建立长期合作伙伴关系的运营模式:知名发电企业将电力供应与相关服务捆绑在一起,更容易取得市场认可。许多客户想简化工作方式和流程,提高效率,降低运营成本,同时又不想加大前期投入风险。比如:以BOOT模式(建设-拥有-经营-转让)运营燃气热电联供微电网系统、分布式能源、事故备用水电站/调峰水电站、市政电动汽车充电基础设施、合同能源管理等。
要树立一种在全部工作节点上满足客户需求的企业使命: 良好的客户洞察力,客户认可的优质服务,并与客户建立长期合作伙伴关系。
要做好自身市场定位:重新评估发电企业的品牌认可度。与拥有互补技术和客户管理产品的企业合作,共同研究开发新产品/服务,帮助客户完成利润和长期增长目标,从而影响客户对能源合作伙伴的选择。
五是大数据增值服务模式:发电企业要善于从系统运行与客户负荷这2个渠道收集、管理和分析大量数据信息,了解客户能源使用方式,并指导客户能源决策与行为。这种基于大数据的能源管理增值服务,在市场范围和深度上,远远超过传统上的能效计划和工业领域的能源管理工作。比如:三菱电机的电力需求监控系统通过收集和分析目前和历史的用电数据,监控每一个用电设施的用电趋势,预测用电需求量,当预测数值接近目标数值时,系统立即自动警报,避免用电设施过度消耗电力,实现宏观能源节约。GOOGLE NEST自动调温器,可自动记录并学习住户的使用习惯,调节室内温度。在屋内无人时,自动调节至合适室温,降低能耗。GOOGLE NEST利用巨大的数据中心,可以提供实时和预测性的能源消耗数据。
六是虚拟电厂模式:德国1/3电力供应来自核电厂,计划到2020年关闭全部17个核反应堆,将全部采用可再生资源发电机组取代这部分核电厂。德国应对的方式就是大力发展虚拟电厂。
虚拟电厂原理是利用网络信息和通信技术,集成多个分散的不同类型的发电机组,如风力发电机、太阳能电池、水力发电站、生物质发电厂以及燃气发电机等。对这些发电机组集中管理、合理选择组合发电机,弥补不同类型可再生能源电力发电自身的不稳定缺陷,使虚拟电厂可以和传统电厂一样输出稳定的电力。
虚拟电厂好处是,一不需要消耗化石能源发电,不会产生环境污染,而是整合利用现有的可再生能源和富余能源,产生更大更稳定的收益。二不需要占地,工厂建立在虚拟世界里,却把真实的电力带到现实世界中。
虚拟电厂是网络信息、通信技术、大数据、电力管理各种技术相结合的产品,可能是能源互联网时代最大的变革。虚拟电厂的出现将电力行业从重点强调发电,转移到电力管理。未来中国电力市场,会出现整合千万家不同类型小型发电机组的虚拟电厂,提供更清洁、更稳定电力,更好电价。
一个成功的虚拟电厂可以提供可持续、稳定的、比传统电力更加可靠和实惠的备用电源。发电企业要跟踪创新技术的发展,与合作伙伴一起?榈缌?供需平衡和未来的电力批发市场开发解决方案,比如:电力开发商、能源服务公司、节能公司、软件公司、技术厂商、在线能源市场等。发电企业应高效执行能源采购、能源管理、与地方配电公司深入合作。
五、大型发电企业建立集团营销公司与省级售电公司相结合的市场营销体系
1.集团营销公司
电力企业从争取计划电转向市场电扩大市场份额。传统的组织、结构和方式也应做出调整,适应新的业务。
建立集团营销公司与省级售电公司的关键是获取协同效应。协同效应是指通过战略指导,使集团的整体经营表现优于原先各个企业独立运营表现之和。协同包括品牌协同、客户协同、业务协同、战略协同。
德国莱茵集团和意昂集团均采用了集团营销公司与区域售电公司相结合的市场营销体系。集团营销公司主要负责电力批发市场的电力及衍生品交易,制定集团营销策略与战略规划。区域售电公司负责各自区域内电力销售,包括协议用户和区域批发市场,同时接受集团营销公司部署、调度等业务指导,建立同一品牌,形成集团电力营销一盘棋的格局。
目前,大型发电企业组建的售电公司均隶属于各区域发电公司。区域售电公司主要按地区买电和售电,各自为战,一定程度上减弱了集团企业与大客户和电厂议价能力和提供优质产品组合的能力,经营中也存在信息不对称和奖惩机制不合理等潜在风险问题。
大型发电企业一般均在全国拥有体量庞大的电源资产,具有全国网络优势。组建集团专业营销公司,实现管理上的专业化与规模化优势,发挥全国网络优势,有利于在全国范围内争取购电大客户,减弱地方政府对购电用户与地方电厂的影响。
集团营销公司的主要业务内容可包括:
一是负责集团电力市场批发交易以及未来的电力期货等金融衍生品交易。
二是以高耗能企业、大型工业园区、以及全国性工商大企业为重点客户,主要参与跨区域电力交易市场,并通过区域统筹统调获取市场竞争力。
三是商业模式创新中心。研究并适当投资优质能源服务与资产,如:产品套餐、合同能源管理、大数据增值,适当的燃气热电联供的微电网系统、分布式能源、市政的电动汽车充电基础设施等。
四是推广虚拟电厂,成为中国绿色能源供应的领头羊。
2.省级售电平台
省级售电平台涵盖发电企业、集控中心、现有市场部门和售电公司。市场部门负责计划电,售电公司负责市场电。省级售电公司一般业务以省内为主,主要投资人是所在省省公司,归省公司管理。集团营销公司可研究与各省发电公司以参股形式合组区域售电公司。
省级售电平台作为重要资源整合平台,应完全致力于电力销售、配电投资与管理、电力需求侧管理、综合节能及用能咨询服务、用户侧分布式电源投资与管理以及储能技术等业务。
省级售电平台的构建需要在省公司原有的组织结构和职能划分重新调整,规划好发电企业、售电公司、市场部门和集控中心的具体权责。
一是市场部门与新成立售电公司需要明确职责关系和业务关系。可采取“一套人马、两块牌子”的方式解决内部协调问题。
二是售电公司与内部电厂需要建立合作关系。有两种合作模式,模式一是售电公司主要负责中长期售电合同,发电厂作为售电主体开展现货、辅助服务等电力交易;模式二是发电厂仅作为电力生产车间,电力销售工作完全由售电公司承担。同时发电厂可通过参股售电公司,减少两者利益的矛盾冲突。
三是售电公司与集控中心需要明确权责问题。鉴于电力属于特殊商品,具有即时性、不可储存等特点,需要明确供电保障的责任承担。
四是合理认识交易中心和调度中心对电力购售的必要性和重要作用。交易中心提供电力交易平台,调度中心管理电力经济调度,均对售电公司的购售业务起到重要的保障作用。
建立对集团营销公司和省级售电公司的风险管控和内部监督体系。借鉴国际通行的风险管控和内部监督的理论体系(COSO),逐步建立起覆盖各种业务的风险管控和内部监督体系,识别、评估和管理业务活动中面对的各类风险。
六、大型发电企业建设混合所有制营销公司
2013年11月,党的十八届三中全会明确提出,要“积极发展混合所有制经济”,“允许更多国有经济和其他所有制经济发展成为混合所有制经济”;同时,要“推动国有企业完善现代企业制度”,并“准确界定不同国有企业功能”,深化国有企业改革。此番改革,旨在通过发展混合所有制,优化国有企业的股权结构,改善治理机制,提升国有企业效率,做大做强国有资本。
发展混合所有制目的是引入多种所有制资本,建立现代公司治理的新国有企业,促进国企效率提升,同时防止国有资产流失和由此带来的分配不公及两极分化。
能源销售是一个精细化管理的行业。全国有体制一定程度影响经营效率的提升,经营者缺少不断创新产品组合、缩减成本的动力。中石化和国家电投集团分别在各自行业率先成立了混合所有制的能源销售公司。中国石化持有中石化销售公司70.01%的股权,全体社会投资者共计持有销售公司29.99%的股权。国家电投集团资本控股公司牵头联合华能碳资产、北京京运通科技、远光软件、北京瑞明晟源四家单位,共同出资设立全国性售电公司―北京融和晟源售电有限公司。根据协议,售电公司注册资本20160万元人民币,国家电投资本控股持股30%,华能碳资产持股20%,北京京运通科技持股15%,远光软件持股15%,北京瑞明晟源作为员工持股平台持股20%。
大型发电企业应以支撑国企发展战略为基本出发点;以自主创新、原始创新为战略突破点;以人才队伍建设为核心关键点;以协同创新为首要切入点;以市场化配置资源为改革着力点,建立高效率和高收益的营销组织。
一是引资伙伴:鉴于售电公司的大数据与金融属性,可吸引互联网与金融领域资本。如, 京东、阿里、腾讯等具有大数据与零售整合能力和B2C接口的全国性互联网公司,实现售电公司客户与金融产业客户资源共享,售电业务与金融业务、互?网金融融合发展,为客户提供“电力+金融”的差异化增值服务。
二是股权结构:大型发电企业资本占有主导地位,引入国资、民资、外资多种形式资本,实现股权多元化。在国有资本为主,多种所有制经济共存的新公有制经济下建立现代股份制企业制度,优化资本配置,提高运营效率。
三是盈利空间:未来的盈利空间是吸引合作方开展混改业务的必备条件。从这方面看,建立远期盈利空间大和清晰可控的业务模式是混合所有制改革的发展前景。
摘要:太阳是一项很重要的可再生能源,在现行世界能源与环境危机的大背景下,太阳能的应用价值日益凸显。作为太阳能应用的一项重要技术,光伏发电发展前景十分可观,而我国的光伏产业又面临着前所未有的机遇和选择。文章将结合技术经济理论和方法,从技术、企业、产业和国家这四个不同的方面,对我国的光伏产业进行深入探讨,促使我国的光伏产业向着又好又快的方向稳步前进。
关键词:光伏发电;经济分析;发展预测
太阳能是地球能源的基本来源,因此,如何更好地利用太阳光发电,是人类一直面临的一个棘手的问题。太阳能是一项清洁性、安全性的能源,资源的来源广泛且充足,而且其具有很长的寿命,也不像其他能源那样,需要经常维护。基于这些其他能源不具备的特点,光伏能源被视为21世纪最有利用价值的能源。自上个世纪50年代,太阳能的应用已经从太阳能电池发展到如今太阳能光伏集成建筑等多个不同的领域。纵观全世界的光伏产业,也历经了半个世纪的发展,进入到21世纪之后,我国的光伏产业也渐渐地步入了高速的发展时期。因此,本文将以市场分析为基础,由四个方面来深入探讨技术经济:技术、企业产业、国家。
一、光伏产业的优点
光伏产业是一项绿色又环保的能源,因此被看作是一项战略性的朝阳性产业,各国给予光伏发电的很高的重视程度,并给予大力的扶持,原因如下:
1.《京都议定书》给予各国以压力,迫使各国政府落实积极开发各项清洁型能源,包含太阳能在内,这样有利于减少温室气体的排放。
2.中东是全球的石油主产区,因此,中东地区的政治趋势一直处于一种紧张的状态。为了保证稳定的能源供应,各国政府不得不大力开发国内能源,其中包含太阳能在内。
3.像石油、煤炭这些矿物能源在渐渐枯竭,各国政府不得不积极开发包含太阳能在内的可再生能源,这样才能使能源长期供应。基于以上几个原因,在上世纪末的最后十年,全国光伏发电产业以每年百分之二十的速度高速增长。在新千年以后的三十年中,全球光伏发电产业以每年百分之三十的速度高速增长。光伏能源是可再生能源中一项独具潜力的能源,它的重要性和战略性日益凸显,世界各国积极出台相关政策和法律鼓励光伏产业。自1999年来,世界各国尤其是美、日、德这些西方发达国家逐步推出了大型国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划,这在一定程度上推动了世界光伏产业的发展,世界光伏产业是比IT产业发展还快的产业。作为一项可再生清洁能源,在21世纪前半期,光伏发电将发展成最重要的基础能源。
二、光伏发电成本分析
(一)光伏发电成本和影响因素
光伏发电的成本,直接决定了其能否大规模的快速发展,和其在能源供应中的地位。光伏发电的成本主要受两方面因素的影响:光伏发电总成本以及总发电量。光伏发电成本主要是受初始投资的影响,诸如运行维护费、税收等因素则对系统的发电成本影响较小。1.初始投资。光伏电站的初始投资主要包含光伏组件、电缆、配电设备、并网逆变器等成本,在这其中,光伏组件投资的成本就占初始投资的一半以上。2.发电量。光伏发电系统的发电量受两个因素影响:太阳能资源、太阳发电的效率,与此同时,也受运行方式、线路耗损等因素的影响。因此,在中国与建筑结合在一起的光伏发电系统大多安装在东部沿海地区。3.单位电量成本。(也称度电成本)
(二)多种类型的光伏发电系统度电的成本分析
中国光伏发电市场的起步并不早,主要开展了投资补贴、特许权招标等项目,一些技术的经济分析并不能恰当地反映出成本所在,本文主要结合一些典型的运电站数据来分析。
1.聚光光伏电站的单位投资成本是比晶硅光伏要高的,聚光光伏电站度电成本比薄膜光伏电站要低,但仍然比大规模地面晶硅光伏电站要高一些。
2.薄膜光伏电站的单位成本比晶硅光伏电站的成本要低,但它的效率也低,而度电成本比晶硅光伏电站高。
(三)光伏发电系统度电成本的变化趋势
光伏系统的成本包含太阳电池组件、功率控制、组阵系统平衡、间接费用这四个部分。在这其中,组阵系统平衡涵盖了支撑组件的框架和支架、电线、基础土建和土地的使用费等。功率控制分为两个方面,逆变器和电器控制系统。简介费用包含涵盖了工程建设的管理费、工程设计费、建设期中的利息、意外的费用、运费等等。目前,制约光伏发电规模化发展的一大因素就是成本过高。随着电池效率的提高、组件成本的下降以及寿命的延长,光伏发电的成本和平价上网的水平相近,因此,光伏发电非常具有发电的竞争力。一些国际机构对未来光伏发电的系统度电成本做出了预测:现如今,中国并网光伏的发电单位的初始投资成本大约为15/W,光伏发电装机的容量是3GW。按照中国发电产业现有的发展趋势来看,在技术提升和装备国产化的大前提下,每年的投资成本会有百分之十的下降。按照《可再生能源十二五规划》的要求,到2015年年底,中国太阳能光伏发电的装机容量已经达到14GW。预计到2020年年底,太阳能光伏发电的装机容量会达到40GW,到2030年年底,装机容量会达到200GW。根据测算结果来看,2015年中国光伏发电的单位投资成本也大概是11元/W,2020年将会下降至10元/W,2030年会出现大幅下降,降至4元/W。太阳电池成本的下降,不仅仅是依靠技术进步,规模化的生产也在一定程度上降低了成本,使得成本有二分之一到三分之一的下降幅度。而系统平衡需要的构建成本也有了明显的下降。目前微电网的发电技术仍处于深入研究的阶段,虽然成本还是很高,但伴随着技术的不断革新和进步,成本也会逐步降低,未来光伏发电技术的前景是巨大的。2020年前,全球光伏发电的市场还是主要集中于欧盟地区,占到的比例约为百分之四十,2010~2020年,光伏发电在法国、德国、西班牙、意大利等国的地位逐步提升。2020年之后,光伏发电的新兴市场主要是中国、美国、巴西等国,光伏发电技术是重要的可再生能源发电技术。
三、光伏发电发展前景分析
1.多种光伏电池技术争相发展,第一代晶硅电池具有高校、低廉、使用广泛的主要用途,为市场主导。第二代薄膜电池成本低、耗能少,发展前景良好。第三代新型太阳能电池效率高但价格昂贵,目前仍处于探索阶段。
2.光伏微电网发电技术的发展方向是高成本和低稳定性光伏微电网是用光伏发电当作最主要的电源,它可以和其他的储能装置配合,直接在用户负荷周围供电,典型的微电网是可以脱离主网运行的,也可接到主网上运行,这样可以减少配电投资,大大减少了太阳能间歇性对用户带来的影响,这比较适合成本较高的边远山区和对供电有高可靠性的用户使用。
四、发展光伏产业的建议
综上所述,发展我国的光伏产业已经变得刻不容缓了。我国光伏产业的健康稳步发展,是与国家产业政策的宏观调控分不开的,国家各项政策的颁布和落实,将在很大程度上推动我国光伏产业的发展。
1.政府要做好带头作用,设立光伏产业发展的专项经费,更要在资金、电价、税收等方面制定相应的优惠政策,大力扶持。
2.技术上既要自主研发,又要学会技术引进,也可以和国内研究共同公关,建立健全一套创新的技术体系。
3.要以政府作为主导,多元化投资,建立一套完整的产业链,多方参与、共担风险,以更高的水平进行光伏技术师范建设项目。
4.努力培养国内的光伏市场,制定一套具体的分摊上网电价的实施细则,。5.对光伏产业的发展做出合理的规划。对行业标准的制定要加速,提升光伏产业在未来产业中的竞争力。
五、总结
总而言之,太阳能光伏发电是绿色、环保的可再生能源,光伏发电技术的发展前景非常可观,在2030~2050年间,光顾能源和常规能源在价格上会有真正的竞争力出现,因此,这必将成为我国多能互补能源中非常重要的组成部分。我国的光伏产业需要在市场的规范、设备国产化、提高技术支持、产业链的发展等方面继续努力。只有这样,中国的太阳能光伏产业才能跻身世界前列。
参考文献:
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技术经济学相关论文范文二:低碳经济与技术经济范式与路径思考
摘要:进入21世纪以来,在社会经济飞速发展的情况下,人与自然之间的矛盾激化,因此,找到一种能够让社会经济与自然环境和谐相处的低碳经济发展模式已经成为各个国家都极为重视的问题,这也是促使低碳经济模式成为不同国家共同发展的一个重要因素。文章主要针对低碳经济发展的技术范式以及发展路径的思考进行了全面详细的阐述,以期为我国经济发展过程中提供参考。
关键词:低碳经济;技术创新
在当前全球变暖越演越烈的情况下,低碳经济发展模式已经成为了各个国家的主要经济发展方式,以此来促进人与自然之间的和谐关系,这不仅是对自然环境的保护,同时也是对人体健康的保护。低碳环境带来的不仅是低污染生产,还能够减少排放,避免大量污染环境的物质排入到水流、土地、大气中,进一步对被人体吸收,导致大量疾病的滋生。因此,应当加大低碳经济的发展力度,并且对其中的技术经济范式以及发展路径要进行深入的思考。
一、低碳经济与低碳技术
低碳经济已经成为了当前社会上一种新兴的经济发展模式,该发展的模式核心内容主要是在当前市场相关机制的基础上来进行制度的创新以及制定,通过这样的方式来使得低碳经济发展模式能够不断地提高技术效能、减少资源使用,同时研究出可再生能源、减少温室气体排放等相应技术,使得绝大部分工业生产都能够走向低排放、低能耗的生产模式。而有着低排放、低能效效能的低碳经济发展模式必然会伴随着新的节能技术、增效技术、减排技术的发展而发展。只有在大量新型技术的带动下,并以创新的低碳技术作为指引,才能够不断推动低碳经济模式的发展。
二、目前我国低碳技术发展的现状
现阶段我国企业在低碳技术研发方面已经取得了明显成功,有些低碳产品甚至达到了中世界先进水平,其中最突出的就是新能源行业。比如,截止到2015年我国已经有82台超超临界机组在网运行,在世界范围内也处于领先地位。除此之外,在世界范围内,我国风力发电机组增长量也处于领先地位,2013年,风电机组增长量已经高于1600万千瓦;2015年风电装机容量已经超过了10000万千瓦,同比增长1474万千瓦,增长率达到了25%。除此之外,我国是世界范围内出口光伏组件最多的国家,全球有接近40%的光伏产品来自于我国。此外,中国是世界最大的太阳能热水器的生产者和消费者,占世界总产量的70%,约95%的太阳能热水器的核心技术为中国公司持有;中国企业生产出了全球首款单次充电可行驶400公里、并可容纳5位乘客的纯电动轿车;中国水泥余热发电效率世界领先,已开始向国外出口技术和设备。由中国科学院能源领域战略研究组编制的《中国至2050年能源科技发展路线图》指出我国近期低碳经济与新能源产业最重要的发展领域为:清洁煤技术、新能源汽车、智能电网、新能源规模发电等。中国在低碳领域取得了不小的成就,但中国的低碳技术发展仍然令人担忧。因为我们的技术仍以中低端为主。
1.风力发电技术虽然是中国发展最快的新能源行业,已具有1.5MW以下风机的整机生产能力,但是一些核心零部件,如轴承、变流器、控制系统、齿轮箱等的生产技术难关却迟迟未能攻克。
2.可再生能源发电并网一直是一大技术难题,其中重要原因是我国的智能电网建设水平较低,没有先进的电网调控和调度技术。3.在发展清洁煤技术方面,整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)相关项目刚刚启动,关键部件尚不能国产。在中国,常规火电站的投资约为每千瓦5000元人民币,而IGCC示范电站高达每千瓦1万余元,比常规火电站高出1倍多。
三、我国低碳经济下的技术创新路径选择
我国是一个人口数量众多的国家,人口数量位居全球第一,但是经济发展的速度却并不符合人口需求,生态环境也较为薄弱,极易受到气候变化的直接影响。目前我国还处在一个经济飞速发展时期,面临着减小贫富差距、大力发展经济、减少温室气体排放量等多个不同层面的重要工作同时发展,这导致我国要推广低碳经济发展模式的变得更加困难。也正是由于我国的国情较为特殊,因此我们不能照搬国外的低碳经济发展模式,应当从国外低碳经济发展模式中吸取能为我国所用的精华,从我国所特有的低碳经济发展之路。
1.对低碳技术研发给予政策、资金等方面的支持。不断完善我国的低碳技术开发政策,加强相关的政策以及制度,并且对我国的低碳经济发展模式的企业,予以大量的资金支持。①部分新型的能源技术一直以来都是世界上极其难以攻克的问题,而如果仅仅只依靠企业独立进行研发,必然是极其困难的,因此,政府必须要帮助企业在一方面加强与国际先进能源技术的合作以及交流,从而为我国新型能源技术的快速发展打下坚实的基础。②国家应当在涉及到公共基础设施的建设工作上,加大对低碳建设的力度,例如智能电网等,大量低碳技术应用在基础建设上,能够为国家节省资源和资金,减少排放。③国家应当扶助进行尖端领域的技术研究工作,使得我国的低碳技术能够不断的进步,不仅快速与国际尖端技术接轨,未来还要努力超越国际平均水平,例如在风力发电机上的相关核心技术等。④严格制定相应的低碳技术制度,以及战略规划,引导低碳技术的正确发展,避免盲目发展的现象出现,同时,低碳技术的发展方向应当由国家来予以规划;⑤国家建立起相应的低碳经济发展扶持基金会,以此来帮助我国企业低碳技术的发展。
2.从企业发展角度来说,企业需要进行低碳技术方面的创新,如若不然,企业将在低碳经济发展大趋势下失去市场竞争力。首先,企业应该转变营销理念以及传统的盈利模式,在制定短期目标的同时,还需要制定长期目标,总体大方向应该是发展低碳技术,通过低碳技术的应用,以使企业获得更高的利润,真正的实现发展模式与技术平衡;其次,企业需要与政府、机构以及其他企业加强交流沟通,展开密切合作,以此分散低碳技术研发期间可能会出现的各项风险。由于低碳技术本身并不成熟,有很多低碳技术还只是停留在概念阶段,企业研发过程中需要承受非常大人力、物力等压力,如果企业单打独斗显然成功的可能性并不高,所以企业需要与政府、科学研究机构等展开合作,以此规避风险;最后,可以引进先进的低碳技术。现如今,技术发展也逐渐实现了全球化,我国企业完全可以通过技术贸易来着获得先进低碳技术,而后再依据我国国情消化吸收,与此同时国家还应该做好专利产权保护工作。
3.对于科研机构来说,应该密切关注国家出台的各项政策措施,在此基础上,还需要与企业进行合作,以此得到研发资金。科研机构低碳技术研发的重点应该放在以下几方面:提升煤炭资源的利用率;核电技术、输配电技术以及可再生资源的开发利用技术等。通过这些技术的大力研发,真正的促进我国低碳技术发展,融入到各行各业中。另外,科研机构还需要做好一项非常重要的工作,即必须将研发成功的低碳技术推入到市场中,真正的将技术转变为生产力。
四、结语
综上所述,低碳技术已经成为了全世界生产技术发展的主流,这也是生产发展的必经之路,因此,在当前低碳经济模式发展的潮流中,我国应当加快与国际水平接轨的速度,扩大低碳生产技术在我国生产行业的覆盖范围,将更多技术应用到生产中,促使低碳经济发展走上可持续发展的道路。
参考文献:
中图分类号:F416.7 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)06-0227-04
Abstract:Industrial materials of national manufacturing industry development has a crucial influence, countries around the world attach great importance of industrial materials, developed countries in Europe and the United States of new materials production, R & D and innovation ability with each passing day. With the introduction of China's five new materials planning policy, China's new materials industry showing a good momentum of development, China's chemical industry, China National materials, China building materials, China Gangyan etc. large enterprises, and for supporting the industry of science and technology oriented small and medium-sized enterprises, such as Chongqing materials research institute ,AVIC Beijing BIAM, 725institute of china shipbuilding industry corporation, 703institute of china aerospace science and technology corporation, and a large number of emerging private enterprises.
Key words:advanced materials industry;develop;present situation;trend
新材料是指新出现或正在发展中的、具有传统材料所不具有的优异性能的材料。主要包括特种金属功能材料、高端金属结构材料、先进高分子材料、新型无机非金属材料、高性能复合材料、前沿新材料六大领域。新材料广泛应用于信息、能源、交通、医疗等各个领域,其产业在发达国家已经成为一个具有技术和商业竞争力的支柱产业之一,产出在国民经济中占有重要地位[1]。新材料本身就是一个大市场,而由它带动而产生的新产品和新技术则是一个更大的市场。随着我国“一带一路”、“中国制造2015”政策出台,这给我国新材料产业的发展又带来了新的曙光和难得机遇。而发展新材料产业则已成为了世界各国竞相抢占的国际经济制高点[2]。
1 国外新材料产业概况与市场分析
美国、日本、欧洲(含俄罗斯)等发达国家一直是世界新材料的主导者。根据统计,2014年新材料技术产业在世界市场的销售额预计超过10000亿美元, 2014年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市场销售额估计已达800亿美元[3];2014年半导体材料市场规模增长了3%,收入增长了10%,销售额达443亿美元,其中高温超导电力设备的全球销售额可达250-260亿美元,到2020年,全球与超导相关的产业的产值可能达到1500亿到2000亿美元,其中高温超导占60%;2010年全球钕铁硼永磁材料的市场需求量达13.4万吨,产值达80亿美元,带动相关产业产值700亿美元。2014年全球生物医用材料及制品的产值预计超过1000亿美元,美国约为400亿美元,是美国经济中5种高技术关键新材料产业之一[4]。
根据各种数据显示发达国家无论在新材料基础研究、应用开发、生产制造、产品商品化等各方面都居世界领先地位。仅仅从企业形态来看,他们不仅有大型新材料跨国公司,也有众多的中小型专业企业,还有许多大型装备企业集团旗下设有专门从事新材料产业的分支企业,这些分支企业依靠母公司强大财力,研发制造的新型材料经常供本公司下游产品使用[5]。美国、日本、欧洲新材料企业的主要形态:一是以材料为主业的大型跨国公司,它们并且不断地整合和重组,形成了在全球的产业链和经销链。技术也主要被这些公司垄断,如杜邦、道一康宁、巴斯夫、TDK、信越化学;二是隶属于大型公司的分支企业,由于进一步融合了上下游,新产品层出不穷;三是专业小型新材料公司,以低成本、绿色化、低碳环保为主要特点,如瑞士美泰乐公司、俄罗斯超合金公司等[6]。这些发达国家的新材料企业起步早,已具有规模大,企业研发能力强,产业链发达优势,在全球市场中占比重大。
1.1 美国
(1)通用电气公司GE公司曾拥有GR塑料公司和GE硅氧烷及GE公司石英等新材料业务。公司的PPO和聚醚酰亚胺(PEI)产量稳居全球第一,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的产量也排世界前三名。GE公司新材料年销售额为80亿美元。GE高新材料集团的业务包括有机硅产品、硅烷、密封剂、聚氨酯和黏合剂以及高熔凝石英和陶瓷材料。GE航空于2013年11月14日开工建设全新先进复合材料工厂,负责制造的CMC部件是高压u轮外环,该部件将用在LEAP发动机上。该厂是世界首家批产航空发动机用陶瓷基复合材料(CMC)的工厂。(2)杜邦公司(DUPONT):杜邦是以材料为主业的大型跨国公司,投资遍布世界各地。杜邦是世界最大的电子材料供应商之一,为平板显示器、半导体制造、半导体封装、电路及光伏行业提供材料解决方案。在中国多个地方建立了新材料企业,生产电子材料、钛白粉、树脂、生物材料等。杜邦公司2013年销售收入364.75亿美元,世界500强排名320名。(3)美国道-康宁公司(Dow Corning):硅基技术及创新领域的全球领导者,是康宁玻璃公司(现康宁公司)和陶氏化学公司合资而成,各占一半公司股份。目前公司为全球25000家客户提供增强性能的解决方案,并提供7000多种产品和服务,用以提高几乎所有工业领域内数千种应用的性能。康宁在中国的投资额已超过30亿美元,拥有8个生产工厂并拥有3000多名员工。
1.2 日本
日本的新材料企业普遍规模较大,大部分是从传统材料企业过渡到新材料的,但仍以材料为主业。(1)新日铁住金公司:新日本制铁公司是日本最大的铁公司,也是世界大型钢铁公司之一。公司的产品包括:圆钢、合金钢、不锈钢、各种钢管、冷/热轧钢板、化学制品、炼铁用成套设备,各种产业机械等。2012年10月1日,新日本制铁株式会社与住友金属工业株式会社合并,成立了新日铁住金株式会社。新日铁住金2013年销售550亿美元,世界排名184名。(2)TDK公司:TDK公司成立于1935年,是一家以生产铁氧体材料、陶瓷材料、磁性材料、电子元件和录音/像产品的跨国公司。2013年销售收入约75亿美元。TDK的核心技术有:半导体加工技术、薄膜成型加工技术、粉末控制加工技术。(3)信越化学公司:高科技材料的超级供应商,世界最大的晶圆制造企业、世界最大聚氯乙烯制造企业,它的重要产品还包括人造石英、有机硅、纤维素衍生产品。2010年,该公司在中国设立信越(江苏)光棒有限公司。
1.3 欧洲
(1)巴斯夫公司。巴斯夫公司是世界著名的化工材料跨国企业,2013年营业收入为982亿美元。名列世界500大企业第75位。塑料和纤维是其重要支柱之一。巴斯夫是世界最主要的塑料制造商之一,在这个领域内有许多突破性的创新。巴斯夫最大强项之一是能够根据客户的需求调整产品的性质。特别是在耐用性、质量、阻燃性方面可满足客户的所有需求。该公司还开发出了生物降解塑料。巴斯夫最著名的产品是聚苯乙烯,巴斯夫的这种材料在世界上一直处于领先地位。这种材料广泛用于计算机包装,监视器和打印机。
(2)圣戈班公司。圣戈班公司是一家位于法国的跨国企业,以材料的制造、加工、销售为主业,2013年销售收入为558亿美元,名列财富500强企业第180位。圣戈班是实用材料的设计、生产及销售的世界领先集团。生产销售的材料包括汽车和建筑玻璃,玻璃瓶,管道系统,砂浆,石膏,耐火陶瓷以及晶体。集团由五大业务部组成:平板玻璃、玻璃包装、建筑产品、建材分销和高功能材料。
(3)摩根公司。摩根公司是英国一家中型公司,以碳材料和陶瓷材料为主要产品。2001年销售收入10.51亿英镑。在全世界40个国家开展业务,产品有五大系列:磁性材料、电碳材料、工程碳材料、技术陶瓷和绝缘陶瓷。摩根公司的核心竞争力包括四个部分:出色的应用工程技术、先进的材料科技、持续高质量的制造工艺、全球管理能力。该公司具有非常的均衡产品组合并且能利用现有产品产生的利润投入新市场、新领域的开拓。例如通信领域、医用材料领域、替代能源领域。摩根公司正在努力研发燃料电池用材料。
(4)美泰乐公司。美泰乐科技为全球最著名的贵重金属及相关产品的供应商之一。业务主力是贵金属及相关的物料。美泰乐属下五个部门涉及不同的市场:精炼部主力于贵金属提炼及锭的生产;化工部主力于电子应用及装饰性工业;钟表部主力于钟表部件,同时亦包括珠宝首饰和其他奢侈产品;牙科部;而接触件部则主力于电器接触件市场。苏州工业园区成立了该公司第一个亚洲生产基地。
(5)德国汉高公司(Henkel)。世界第一大胶粘剂和密封胶生产商,世界500强,有330多家分支机构分布在全球60多个国家和地区。目前汉高集团在全球生产的产品多达1万余种,其中粘合剂方面超过3000种,粘合剂技术部有五个子业务部,分别为:通用工业、民用粘合剂、工业粘合剂、汽车业务、金属工业及航天业务。全球员工人数约50000人。中国市场是汉高全球市场的重要组成部分,亚太区业绩中超过三分之一的销售额得益于中国(包括中国香港)的市场发展。
(6)德国瓦克公司(WACKER)。欧洲第一家有机硅生产商,2010年全球销售额达47.5亿欧元,年增幅率达到了50%。全球员工人数约15600人。其有机硅销售额在全球位居第三,年均销售额 10亿欧元左右,在中国上海、江苏张家港建有研发中心和工厂。每年将年度销售额的6%的资金投入到新产品的研究开发,在全球半导体技术、有机硅化学、聚合物和精细化学品及多晶硅等领域具有绝对的技术优势。
1.4 国外新材料产业发展趋势及计划
1.4.1 美国《材料基因组战略规划》[7]
美国提出再工业化或复兴制造业,他们的制造业多半是基于高新技术支撑的先进制造业。而先进制造离不开先进材料的支持,2014年美国了《材料基因组战略规划》,预计该规划的执行时间在2015年-2018年之间。在资金投入方面,美国联邦政府已投入了2.5亿美元用于基础设施研发和创新。该规划公布了9大材料类别研究领域下的63个重点方向,其中树脂基复合材料、关联材料、电子和光子材料、储能材料以及轻质结构材料这5类材料涉及到的37个重点方向对国家安全影响重大。
1.4.2 俄罗斯公布《2030年前材料与技术发展战略》细节[2]
该战略预期执行时间为2014年-2030年。从2014年开始实施,5年内总拨款规模约为500亿卢布。主要涵盖18个战略发展方向,包括智能材料、金属间材料、高温金属材料、聚合物材料、纳米结构复合材料和涂层等等,战略本身将附带10个主要计划。在18个战略发展方向中约80%的方向与发动机研制和现代化有关,主要有以下5个方面:单晶耐高温合金发动机叶片、自组织纳米复合材料涂层、高梯度定向结晶技术、真空熔炼技术、发动机材料与国际标准接轨。
1.4.3 欧盟石墨烯旗舰计划首份招标公告和科技路线图
石墨烯旗舰计划预期执行时间是2013年-2020年期间。资金投入方面分两个阶段进行,初始阶段(2013年10月1日-2016年3月31日)共资助5400万欧元;稳定阶段(2016年4月开始)预计每年资助5000万欧元。2014年2月初该计划了首份招标公告和科技路线图,介绍了拟资助的研究课题和支持课题,以及根据领域划分的工作任务,每项课题都涉及多项工作任务。主要包括3个重点方向:新兴传感技术与生物学的融合、面向射频应用的无源组件、高频电子学。
1.4.4 欧盟制定 “欧洲冶金计划”
“欧洲冶金计划”预期执行时间是2014-2020年期间。预计该计划总经费投入10亿欧元。2014年9月9日W洲空间局联合一些知名研究机构和超过180家欧洲公司,启动名为“欧洲冶金”计划的研究,旨在发展21世纪新型金属及其制造技术,参与该计划的大型公司有:空客、罗罗、西门子、BAE系统公司等。该计划将围绕13个主题开展,包括用于空间和核系统的新型耐热合金、基于超导合金的高效电源线、可将废热转化为电的热电材料、生产塑料和药物的新型催化剂、用于医疗移植的生物相容性金属,以及高强度的磁系统等。
1.4.5 日本最大碳纤维供应商东丽公司制定中远期碳纤维“计划AP-G 2016”
“计划AP-G 2016”预期执行时间是2014-2017年期间。从2014年开始,三年内投资1800亿日元用于技术开,另外投资4000亿日元用于资产建设。2014年2月,东丽公司宣布该计划,作为正在进行的“AP-G 2013计划”的延续。该计划旨在通过“创新和激进的管理”实现业务快速增长。东丽公司将在“项目AP-G 2013”的基础上扩大业务增长的支柱业务领域和地区和增强竞争力,利用其综合优势,实现绿色创新的业务扩展(GR)计划、亚洲和新兴国家的业务扩展(AE)计划,和总成本降低(TC-II)计划。
1.4.6 德国工业4.0[8]
为确保德国制造业的未来,德国提出具实施战略主动权的第4代工业模式(RecommendationsforImplementing the Strategic Initiative Industries 4.0)。目前,已将物联网和互联网服务引入生产环节。可以预见不就的将来,企业将建立涵盖机械、仓储系统及生产设施在内的全球信息物理系统(Cyber-Physical Systems,CPS)。这些信息将包括智能机械设备、仓储系统和生产线,它能够独立自动地交换信息、彼此独立地控制生产设施。有利于参与制造、加工、材料使用以及供应链和生命周期管理的工业流程。
2 国内新材料产业概况与重点企业分布
2.1 国内新材料产业概况
经过几十年奋斗,我国新材料产业从无到有,不断发展壮大,在体系建设、产业规模、技术进步等方面取得明显成就,为国民经济和国防建设做出了重大贡献,具备了良好发展基础。目前已经有40多个城市形成了不同规模的新材料产业集聚区。中国现已经批准设立的国家级新材料产业基地有129个(7个高技术产业基地、32个新型工业化示范基地和90个高新技术产业化基地),这些基地分布广泛、特色鲜明,已初步呈现出集群化分布特征,形成“东部沿海聚集,中西部特色发展”的空间布局。广州、天津、青岛等地已逐渐发展成为化工新材料产业基地;甘肃金昌、湖南长株潭、陕西宝鸡、重庆及山西太原等内陆地区依托资源优势成为航空航天材料、仪表材料、能源材料及重大装备材料的主要基地[9];大连、福州、厦门等在光电新材料以及电子信息材料领域具有较强优势;江苏徐州、河南洛阳、江苏连云港、四川乐山等地硅材料产业也呈现出良好的发展态势[10]。
新材料产业规模不断壮大。自2010年以来,中国新材料产业规模一直保持稳步增长,由2010年的6500亿元增长至2014年的1.6万亿元左右,年均增速保持在25%左右。其分布详如图1和图2所示。
其中,稀土功能材料、先进储能材料、光伏材料、有机硅、超硬材料、特种不锈钢、玻璃纤维及其复合材料等产能居世界前列。部分关键技术取得重大突破。我国自主开发的钽铌铍合金、非晶合金、高磁感取向硅钢、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、超硬材料、间位芳纶和超导材料等生产技术已达到或接近国际水平。新材料品种不断增加,高端金属结构材料、新型无机非金属材料和高性能复合材料保障能力明显增强,先进高分子材料和特种金属功能材料自给水平逐步提高。我国新材料产业仅有10%左右的领域为国际领先水平,60%~70%领域处于追赶状态,还有20%~30%的领域与国际水平存在相当大的差距,中国新材料产业的研发水平比发达国家落后5年,不过这种差距正在逐步缩小。但是,我国新材料产业总体发展水平仍与发达国家有较大差距,产业发展面临一些亟待解决的问题,主要表现在:新材料自主开发能力较薄弱,大型材料企业创新动力不强,关键新材料保障能力不足;产学研用未形成协调一致,产业链条短,新材料推广应用困难,产业发展模式不完善;新材料产业正处于统筹规划和政策引导阶段,研发投入还未见明显成效,基础管理工作较薄弱。
2.2 国内新材料产业重点企业
建国60多年来,我国已建立完整的工业体系。经过几番变迁,我国新材料领域已拥有一批大型中央企业和一大批科技型中小企业。包括大型新材料企业(集团),如中国化工、中国中材、中国建材、中国钢研等;以及为各行业配套的科技型中小企业,如重庆材料研究院、中航工业北京航材院、中船725所、航天703所等,同时还有一大批新兴的民营企业。部分企业概况如下:
(1)中国化工集团公司。中国化工是我国最大的基础化学制造企业。2013年世界500强企业276位。其下属中国蓝星(集团)总公司是以化工新材料和特种化学品为主业,总资产300多亿元,年销售额300多亿元。蓝星集团有机硅单体、PVC糊树脂生产规模居全球第三,蛋氨酸产品生产规模和市场份额均居全球第二位。蓝星拥有中国最大的双酚A装置和亚洲唯一的连续酯交换法PBT工程塑料生产装置,工业硅、钛白粉、铬酸酐、环氧树脂、彩色显影剂等产品占国内市场主导地位,苯酚、丙酮生产技术居国内领先水平,是中国唯一的离子膜电解槽设备制造商。
(2)中国中材集团有限公司。中材集团是我国唯一在非金属材料业拥有系列核心技术和完整创新体系的,集科研、设计、制造、工程建设、国际贸易于一体的创新型、价值型、国际型企业集团。拥有“三大主导产业”--非金属材料制造业、非金属材料技术装备与工程业、非金属矿业。2013年中材集团资产规模1115.8亿元,营业收入737.1亿元,列中国企业500强178位。
(3)中国钢研科技集团有限公司。中国钢研是我国金属新材料研发基地、冶金行业重大关键与共性技术的创新基地、国家冶金分析测试技术的权威机构。中国钢研相继建立了北京中关村永丰、丰台、昌平、空港产业基地;河北涿州新材料产业园、石家庄产业基地;在天津、上海、山东、广东、吉林、四川等地也建设了研发和产业化基地。实施了包括非晶材料、药芯焊丝材料、高温合金材料、难熔合金材料、高品质金刚石锯片材料、高速工具钢材料、稀土磁性材料、高品质特殊钢材料、冶金电气自动化设备生产线、等静压加工和设备制造中心等产业化项目,为我国新材料产业、冶金工艺工程产业、工业电气自动化、分析测试产业的发展做出重要贡献。
(4)北京有色金属研究总院。有研总院是我国有色金属行业规模最大的综合性研究开发机构。其组建了若干高技术产业化公司,并在微电子材料、光电子材料、稀土材料、有色金属粉末、特种有色金属加工材料、新能源材料、高端冶金装备等方面形成了产业集群。有研新材料股份有限公司是其下属上市公司,主要从事半导体硅材料、高纯/超高纯稀土材料、光电材料和贵金属材料等新材料的研发与生产,是我国有色金属新材料行业的骨干企业。
(5)北京矿冶研究总院。矿冶总院是中国以有色金属采矿、选矿、冶金为主的综合性研究单位,兼搞黑色、稀有和贵金属的研究。该院从事金属、合金、陶瓷、复合涂层材料,粉体材料与制品、材料表面工程技术的研究开发及产业化。拥有合金粉末、陶瓷粉末、复合粉末、热喷涂制品加工及铝合金添加剂等多条专业化生产线,年产四大类1000多吨新材料产品,并提供高性能涂层材料及成套工艺技术服务。致力于电池材料和电子陶瓷粉体材料的研究开发,主要产品为钴酸锂、锰酸锂、草酸钴、氧化钴、氧化铋、氧化硅、氧化锑和碳酸锰等。
3 结语
目前,全球新材料产业发展迅猛,深刻地影响着各国经济、文化等诸多方面。从新材料领域的产业化程度分析,我国在新材料领域与发达国家还存在较大差距,尤其表现在高技术成果未能迅速有效地实现产业化、商品化的环节上[11]。而新材料开发具有风险性和长期性的特点,国家仍将是主要的支持者和投资者,发达国家都把先进材料的研发列入国家预算,并纷纷研究和制定相关的重大发展规划,从战略高度认识、关注和优先支持新材料产业发展材料。综合上述,列出以下几点建议:一是要顺应宏观引导,强化政策支持突破新材料工程化、产业化的技术瓶颈;二是积极发挥重大项目带动作用,凝聚上下游产业链;三是重点凝聚产业高端人才,强化人才梯队建设[12];四是促使新材料大规模应用,构建我国新材料技术标准体系;五是快速与国际产业水平接轨,同时加强材料科学的基础研究和技术创新[13];六是吸引多方投资,利用现代信息网络拓展产销链,以信息化促工业化发展。
参考文献
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[2]中国新材料技术协会.2014年度国外出台的五大材料发展战略规划[C].(第八届)军民两用新材料坛,2015.
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[10]展望2011:我国新材料产业步入发展黄金期[J].技术与市场,2011(06):359-360.