内蒙华电股票
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中文名称:负荷备用英文名称:load reserve 定义:由于用电负荷预测的误差和负荷的可能变化,系统要设置一定的可快速调用的发电备用容量。 定义:所谓负荷备用,是指调整系统中短时的负荷波动并担负计划外的负荷增加而设置的备用。
负荷备用容量大小
负荷备用容量的大小应根据系统负荷的大小、运行经验并考虑系统中各类用电的比重确定。一般为最大负荷的2%~5%,大系统采用较小值,小系统采用较大值。
抽水蓄能电站
求助编辑百科名片 从化抽水蓄能电站抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。又称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电能,转变为电网高峰时期的高价值电能,还适于调频、调相,稳定电力系统的周波和电压,且宜为事故备用,还可提高系统中火电站和核电站的效率。我国抽水蓄能电站的建设起步较晚,但由于后发效应,起点却较高,近年建设的几座大型抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。 查看精彩图册
目录发展历史发展现状发展趋势分类1.按电站有无天然径流分2.按水库调节性能分3.按站内安装的抽水蓄能机组类型分4.按布置特点分5.抽水蓄能电站的运行工况6.启动方式抽水蓄能电站发展呈现特点容量增幅大,发展速率高在系统中发挥了重要作用具有了较为成熟的设计、施工和管理经验运行管理方面抽水蓄能电站与常规水电站相比我国抽水蓄能电站建设现状我国几个抽水蓄能电站简介辽宁蒲石河抽水蓄能电站潘家口、十三陵抽水蓄能电厂广州抽水蓄能电站天荒坪抽水蓄能电站抽水蓄能电站的世界之最展开发展历史发展现状发展趋势分类1.按电站有无天然径流分2.按水库调节性能分3.按站内安装的抽水蓄能机组类型分4.按布置特点分5.抽水蓄能电站的运行工况6.启动方式抽水蓄能电站发展呈现特点容量增幅大,发展速率高在系统中发挥了重要作用具有了较为成熟的设计、施工和管理经验运行管理方面抽水蓄能电站与常规水电站相比我国抽水蓄能电站建设现状我国几个抽水蓄能电站简介辽宁蒲石河抽水蓄能电站潘家口、十三陵抽水蓄能电厂广州抽水蓄能电站天荒坪抽水蓄能电站抽水蓄能电站的世界之最展开
编辑本段发展历史国外抽水蓄能电站的出现已有一百多年的历史,我国在上世纪60年代后期才开始研究抽水蓄能电站的开发,于1968年和1973年先后建成岗南和密云两座小型混合式抽水蓄能电站,装机容量分别为11MW和22MW,与欧美、日本等发达国家和地区相比,我国抽水蓄能电站的建设起步较晚。[1]上世纪80年代中后期,随着改革开放带来的社会经济快速发展,我国电网规模不断扩大,广东、华北和华东等以火电为主的电网,由于受地区水力资源的限制,可供开发的水电很少,电网缺少经济的调峰手段,电网调峰矛盾日益突出,缺电局面由电量缺乏转变为调峰容量也缺乏,修建抽水蓄能电站以解决火电为主电网的调峰问题逐步形成共识。随着电网经济运行和电源结构调整的要求,一些以水电为主的电网也开始研究兴建一定规模的抽水蓄能电站。为此,国家有关部门组织开展了较大范围的抽水蓄能电站资源普查和规划选点,制定了抽水蓄能电站发展规划,抽水蓄能电站的建设步伐得以加快。1991年,装机容量270MW的潘家口混合式抽水蓄能电站首先投入运行,从而迎来了抽水蓄能电站建设的第一次高潮。[1]上世纪90年代,随着改革开放的深入,国民经济快速发展,抽水蓄能电站建设也进入了快速发展期。先后兴建了广蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等几座大型抽水蓄能电站。“十五”期间,又相继开工了张河湾、西龙池、白莲河等一批大型抽水蓄能电站。[1]编辑本段发展现状据统计,至2009年底我国投产的抽水蓄能电站共22座,总容量11545MW,其中大型纯抽水蓄能电站11座(包括北京十三陵、广东广州一期与二期、浙江天荒坪与桐柏、吉林白山、山东泰安、安徽琅琊山、江苏宜兴、山西西龙池、河北张河湾)10400MW,其余11座1145MW,在建的8座,装机容量9360MW。我国已建、在建抽水蓄能电站见下表。[1]我国已建、在建抽水蓄能电站统计表
1岗南河北平山混合式1×111968.511
2密云北京密云混合式2×111973.1122
3潘家口河北迁西混合式3×901991.9270
4寸塘口四川彭溪纯蓄能2×11992.112
5广州一期广州从化纯蓄能4×3001994.31200
6十三陵北京昌平纯蓄能4×2001995.12800
7羊卓雍湖西藏贡嘎纯蓄能4×22.51997.590
8溪口浙江奉化纯蓄能2×401997.1280
9广州二期广州从化纯蓄能4×3001999.41200
10天荒坪浙江吉安纯蓄能6×3001998.91800
11响洪甸安徽金寨混合式2×402000.180
12天堂湖北罗田纯蓄能2×352000.1270
13沙河江苏溧阳纯蓄能2×502002.6100
14回龙河南南阳纯蓄能2×602005.9120
15白山吉林桦甸纯蓄能2×1502005.11300
16泰安山东泰安纯蓄能4×2502006.71000
17桐柏浙江天台纯蓄能4×3002005.121200
18琅琊山安徽滁州纯蓄能4×1502006.9600
19宜兴江苏宜兴纯蓄能4×2502008.121000
20西龙池山西五台纯蓄能4×3002008.12300
21张河湾河北井陉纯蓄能4×2502008.121000
22惠州广东惠州纯蓄能8×3002009.5300
23宝泉河南辉县纯蓄能4×300在建
24白莲河湖北罗田纯蓄能4×300在建
25佛磨安徽霍山混合式2×80在建
26蒲石河辽宁宽甸纯蓄能4×300在建
27黑麋峰湖南望城纯蓄能4×300在建
28响水涧安徽芜湖纯蓄能4×250在建
29呼和浩特内蒙古纯蓄能4×300在建
30仙游福建仙游纯蓄能4×300在建
31溧阳江苏溧阳纯蓄能6×250在建
目前,可行性研究报告已审查通过、待建的抽水蓄能电站有4座,总容量4280MW,预可行性研究报告已审查通过、正在进行可行性研究工作的抽水蓄能电站有16座,总容量24500MW,另有部分项目正在开展预可行性研究工作,保持了一定的项目储备。[1]正开展前期设计工作的抽水蓄能电站统计表
1清远广东清远1280待建
2马山江苏无锡600待建
3荒沟黑龙江牡丹江1200待建
4深圳广东深圳1200待建
5板桥峪北京密云1000可研
6丰宁河北丰宁3600可研
7天荒坪二浙江安吉2400可研
8文登山东文登1800可研
9阳江广东阳江2400可研
10敦化吉林敦化1200可研
11红石吉林桦甸1200可研
12通化吉林通化800可研
13五岳河南光山1000可研
14河南天池河南南阳1200可研
15宝泉二期河南新乡1200可研
16桓仁辽宁桓仁800可研
17蟠龙重庆綦江1200可研
18乌龙山浙江建德2400可研
19泰安二期山东泰安1800可研
20双沟吉林抚松500可研
我国抽水蓄能电站建设虽然起步比较晚,但由于后发效应,起点却较高,近年建设的几座大型抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。例如:广州一、二期抽水蓄能电站总装机容量2400MW,为世界上最大的抽水蓄能电站天荒坪与广州抽水蓄能电站机组单机容量300MW,额定转速500r/min,额定水头分别为526m和500m,已达到单级可逆式水泵水轮机世界先进水平西龙池抽水蓄能电站单级可逆式水泵水轮机组最大扬程704m,仅次于日本葛野川和神流川抽水蓄能电站机组。十三陵抽水蓄能电站上水库成功采用了全库钢筋混凝土防渗衬砌,渗漏量很小,也处于世界领先水平。天荒坪、张河湾和西龙池抽水蓄能电站采用现代沥青混凝土面板技术全库盆防渗,处于世界先进水平。[1]编辑本段发展趋势随着我国新兴能源的大规模开发利用,抽水蓄能电站的配置由过去单一的侧重于用电负荷中心逐步向用电负荷中心、能源基地、送出端和落地端等多方面发展。[1]新能源的迅速发展需要加速抽水蓄能电站建设
风电作为清洁的可再生资源是国家鼓励发展的产业,核电是国家大力发展的新型能源,风电和核电的大力发展,对实现我国能源结构优化、可持续发展有着不可替代的作用。[1]风能是一种随机性、间歇性的能源,风电场不能提供持续稳定的功率,发电稳定性和连续性较差,这就给风电并网后电力系统实时平衡、保持电网安全稳定运行带来巨大挑战,同时风电的运行方式必将受到电力系统负荷需求的诸多限制。抽水蓄能电站具有启动灵活、爬坡速度快等常规水电站所具有的优点和低谷储能的特点,可以很好地缓解风电给电力系统带来的不利影响。[1]核电机组运行费用低,环境污染小,但核电机组所用燃料具有高危险性,一旦发生核燃料泄漏事故,将对周边地区造成严重的后果同时,由于核电机组单机容量较大,一旦停机,将对其所在电网造成很大的冲击,严重时可能会造成整个电网的崩溃。在电网中必须要有强大调节能力的电源与之配合,因此建设一定规模的抽水蓄能电站配合核电机组运行,可辅助核电在核燃料使用期内尽可能的用尽燃料,多发电,不但有利于燃料的后期处理,降低了危险性,而且有效降低了核电发电成本。[1]抽水蓄能电站是电力系统中最可靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置,是新能源发展的重要组成部分。通过配套建设抽水蓄能电站,可降低核电机组运行维护费用、延长机组寿命有效减少风电场并网运行对电网的冲击,提高风电场和电网运行的协调性以及电网运行的安全稳定性。[1]特高压、智能电网的发展需要加速抽水蓄能电站建设
目前,国家电网公司正在推进“一特四大”的电网发展战略,即以大型能源基地为依托,建设由1000千伏交流和±800千伏直流构成的特高压电网,形成电力“高速公路”,促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发,在全国范围内实现资源优化配置。同时,将以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。特高压交流输电系统的无功平衡和电压控制问题比超高压交流输电系统更为突出。利用大型抽水蓄能电站的有功功率、无功功率双向、平稳、快捷的调节特性,承担特高压电力网的无功平衡和改善无功调节特性,对电力系统可起到非常重要的无功/电压动态支撑作用,是一项比较安全又经济的技术措施,建设一定规模的抽水蓄能电站,对电力系统特别是坚强智能电网的稳定安全运行具有重要意义。[1]储能产业正处起步阶段抽水蓄能建设加速
“储能肯定已到了呼之欲出的时候。保守估计,到2020年,国内整个储能产业的市场规模至少可以达到6000亿元,乐观的话甚至有可能到两万亿。预计未来国家对储能的支持力度会不断加大。”中科院工程热物理研究所所长助理、鄂尔多斯大规模储能技术研究所所长谭春青在上月召开的“储能国际峰会2012”上表示。这昭示着储能的巨大魅力与潜力。[1]对新能源和可再生能源的研究和开发,寻求提高能源利用率的先进方法,已成为全球共同关注的首要问题。对中国这样一个能源生产和消费大国来说,既有节能减排的需求,也有能源增长以支撑经济发展的需要,这就需要大力发展储能产业。[1]前瞻产业研究院发布的《中国储能行业市场前瞻与投资预测分析报告》显示,日益增长的能源消费,特别是煤炭、石油等化石燃料的大量使用对环境和全球气候所带来的影响使得人类可持续发展的目标面临严峻威胁。据预测,如按现有开采不可再生能源的技术和连续不断地日夜消耗这些化石燃料的速率来推算,煤、天然气和石油的可使用有效年限分别为100-120年、30-50年和18-30年。显然,21世纪所面临的最大难题及困境可能不是战争及食品,而是能源。[1]近年我国电力系统建设正处于快速发展阶段,用电高峰时的供电紧张、有功无功储备不足、输配电容量利用率不高和输电效率低等问题都有不同程度的存在。同时,越来越多的大型工业企业和涉及信息、安全领域的用户对负荷侧电能质量问题提出更高的要求。这些特点为分散电力储能系统的发展提供了广泛的空间,而储能系统在电力系统中应用可以达到调峰、提高系统运行稳定性及提高电能质量等目的。[1]抽水蓄能是目前电力系统最可靠、最经济、寿命周期最长、容量最大的储能装置。为了保障电源端大型火电或核电机组能够长期稳定的在最优状态运行,需要配套建设抽水蓄能电站承担调峰调荷等任务。截至2008年,我国已建成抽水蓄能电站20座,在建的11座,装机容量达到1091万千瓦,占全国总装机容量的1.35%。[1]而一般工业国家抽水蓄能装机占比约在5%-10%水平,其中日本2006年抽水蓄能装机占比即已经超过10%。我国抽水蓄能电站目前占比明显偏低,随着国内核电及大型火电机组的投建,近年来国内抽水蓄能电站建设明显加速。目前在建规模达到约1400万千瓦,拟建和可行性研究阶段的抽水蓄能电站规划规模分别达到1500万千瓦和2000万千瓦,如果以上项目顺利投产,2020年我国抽水蓄能电站总装机容量将达到约6000万千瓦。[1]前瞻产业研究院储能行业研究员欧阳凌高表示,储能本身不是新兴的技术,但从产业角度来说却是刚刚出现,正处在起步阶段。到目前为止,中国没有达到类似美国、日本将储能当作一个独立产业加以看待并出台专门扶持政策的程度,尤其在缺乏为储能付费机制的前提下,储能产业的商业化模式尚未成形。[1]编辑本段分类[2]抽水蓄能电站可按不同情况分为不同的类型。
1.按电站有无天然径流分
抽水蓄能电站(1)纯抽水蓄能电站:没有或只有少量的天然来水进入上水库(以补充蒸发、渗漏损失),而作为能量载体的水体基本保持一个定量,只是在一个周期内,在上、下水库之间往复利用;厂房内安装的全部是抽水蓄能机组,其主要功能是调峰填谷、承担系统事故备用等任务,而不承担常规发电和综合利用等任务。 (2)混合式抽水蓄能电站:其上水库具有天然径流汇入,来水流量已达到能安装常规水轮发电机组来承担系统的负荷。因而其电站厂房内所安装的机组,一部分是常规水轮发电机组,另一部分是抽水蓄能机组。相应地这类电站的发电量也由两部分构成,一部分为抽水蓄能发电量,另一部分为天然径流发电量。所以这类水电站的功能,除了调峰填谷和承担系统事故备用等任务处,还有常规发电和满足综合利用要求等任务。
2.按水库调节性能分(1)日调节抽水蓄能电站:其运行周期呈日循环规律。蓄能机组每天顶一次(晚间)或两次(白天和晚上)尖峰负荷,晚峰过后上水库放空、下水库蓄满;继而利用午夜负荷低谷时系统的多余电能抽水,至次日清晨上水库蓄满、下水库被抽空。纯抽水蓄能电站大多为日设计蓄能电站。
(2)周调节抽水蓄能电站:运行周期呈周循环规律。在一周的5个工作日中,蓄能机组如同日调节蓄能电站一样工作。但每天的发电用水量大于蓄水量,在工作日结束时上水库放空,在双休日期间由于系统负荷降低,利用多余电能进行大量蓄水,至周一早上上水库蓄满。我国第一个周调节抽水蓄能电站为福建仙游抽水蓄能电站。
(3)季调节抽水蓄能电站:每年汛期,利用水电站的季节性电能作为抽水能源,将水电站必须溢弃的多余水量,抽到上水库蓄存起来,在枯水季内放水发电,以增补天然径流的不足。这样将原来是汛期的季节性电能转化成了枯水期的保证电能。这类电站绝大多数为混合式抽水蓄能电站。
3.按站内安装的抽水蓄能机组类型分(1)四机分置式:这种类型的水泵和水轮机分别配有电动机和发电机,形成两套机组。目前已不采用。
(2)三机串联式:其水泵、水轮机和发电电动机三者通过联轴器连接在同一轴上。三机串联式有横轴和竖轴两种布置方式。
(3)二机可逆式:其机组由可逆水泵水轮机和发电电动机二者组成。这种结构为目前主流结构。
4.按布置特点分(1)首部式:厂房位于输水道的上游侧。
(2)中部式:厂房位于输水道中部。
(3)尾部式:厂房位于输水道末端。
5.抽水蓄能电站的运行工况(1).静止
(2).发电工况。
抽水蓄能电站(16张)(3).抽水工况。
(4).发电调相工况。
(5).抽水调相工况。
6.启动方式(1).静止变频启动(SFC)启动。
(2). 背靠背(BTB)启动。
编辑本段抽水蓄能电站发展呈现特点容量增幅大,发展速率高世界上第一座抽水蓄能电站于1882年诞生在瑞士的苏黎世,至今已有一百二十五年的历史。但世界上抽水蓄能电站得到迅速发展,是在六十年代以后的事,也就是说从第一座抽水蓄能电站建成到迅速发展,中间相隔了近80年。中国抽水蓄能电站建设起步较晚,六十年代后期才开始研究抽水蓄能电站的开发,1968年和1973年先后在中国华北地区建成岗南和密云两座小型混合式抽水蓄能
抽水蓄能电站电站。在近40年中,前20多年蓄能电站的发展几乎处于停顿状态,九十年代初才开始有了新的发展。至2005年底,全国(不计台湾)已建抽水蓄能电站总装机容量达到6122MW,年均增长率高于世界抽水蓄能电站的年均增长率,装机容量跃进到世界第5位,遍布全国14个省市。在建的抽水蓄能电站装机约11400MW,预计至2010年,这些电站都将建成,到时抽水蓄能电站的总装机可到17500MW左右。
在系统中发挥了重要作用抽水蓄能电站运行具有几大特性:它既是发电厂,又是用户,它的填谷作用是其它任何类型发电厂所没有的;它启动迅速,运行灵活、可靠,除调峰填谷外,还适合承担调频、调相、事故备用等任务。目前,中国已建的抽水蓄能电站在各自的电网中都发挥了重要作用,使电网总体燃料得以节省,降低了电网成本,提高了电网的可靠性。现举几个电站的运行情况,说明抽水蓄能电站在系统中的作用。
具有了较为成熟的设计、施工和管理经验中国抽水蓄能电站建设虽然起步较晚,但有以往大规模常规水电建设所积累的经验,加上近十几年来引进的国外先进技术和管理经验,使中国抽水蓄能电站有较高的起点。尽管目前己建的抽水蓄能电站数目不多,总装机规模也不大,但单个电站规模已居世界前列。如:广州抽水蓄能电站,已是当今世界上装机规模最大的抽水蓄能电站;在建设速度方面,广蓄一期工程全部竣工仅58个月,广蓄二期、十三陵和天荒坪电站主体工程的实际施工工期,与世界经济发达国家相比并不逊色;在单位千瓦装机容量投资方面,一般都不太高,而广蓄电站,还低于世界同类电站水平,其中广蓄还远低于具有一定调峰能力的燃煤电站的单位千瓦投资;中国正在建设的西龙池抽水蓄能电站,最大扬程达704m,进入了世界上已投运的单级混流式抽水蓄能机组中扬程最高的先进水平;天荒坪与广州抽水蓄能电站单级可逆式水泵水轮机组单机容量300MW,设计水头500m以上,均为世界先进水平。
中国通过近10几年来建成的第一批抽水蓄能电站的实践,积累了设计、施工和运行管理的经验,在技术上取得了丰硕的成果。
在建设管理方面有一套行之有效的制度。普遍实行了以项目法人责任制为中心,以建设监理制和招标承包制相配套的建设管理模式。
编辑本段运行管理方面在运行管理方面达到较高水平。抽水蓄能电站可逆式水泵水轮机—发电电动机组运行工况多、监控对象多、自动化元件多、信息量多,计算机监控系统比常规水电站计算机监控系统复杂,操作要求也比常规水电站高。已建成的抽水蓄能电站在运行管理方面都达到较高水平,表现在:(1)人员精炼,基本上做到无人值班或少人值守。(2)综合效率高,电站运行的平均综合效率,一般在75%左右。广蓄平均达78%,天荒坪平均达79.4%,最高达80.6%。(3)可用率和机组启动成功率均达先进水平。
编辑本段抽水蓄能电站与常规水电站相比抽水蓄能电站与常规水电站图片相比(7张)除机组特殊外,在水工建筑方面也有它的特殊性,比如对防渗的要求就特别严格,因为它的水是用电换来的,同时机组吸出高度多为负值,厂房多为地下式等等,因此在设计和施工方面都有一定的难度,在已建的抽水蓄能电站中,攻克了这些难关,为今后抽水蓄能电站的建设,取得了成功的经验。
如十三陵电站上水库,是人工开挖填筑而成,库盆采用钢筋混凝土面板防护,在北京这样寒冷地区,这样大规模的钢筋混凝土防渗工程在中国是第一个,在国外也少有。天荒坪抽水蓄能电站的上库,也是人工开挖填筑而成,天荒坪电站的防渗措施系采用沥青混凝土衬护,渗漏量很少。这两个工程说明在人工库盆防渗方面,中国已积累了一定的经验。
又如地下厂房轻型支护,广州抽水蓄能电站宽21m的大型地下厂房采用喷锚支护,其支护参数在国内外同类工程中是比较先进的。实践证明,中国在地下厂房喷锚支护设计和施工方面都具有成功的经验。
广蓄电站厂房400t天车和天荒坪电站厂房500t天车均采用岩壁吊车梁,取代传统的柱式支承吊车梁,既减少厂房宽度,节约投资,又缩短了工期。通过广蓄、天荒坪等电站岩壁吊车梁实践,中国己完全掌握了岩壁吊车梁的设计理论和施工技术。
抽水蓄能电站的引水道有竖井和斜井两种布置形式。斜井与竖井相比,斜井水道长度短,水力过渡条件好,具有节省投资、提高电站效率等优势。但斜井的施工难度较大,施工技术比竖井复杂。中国目前己建的广蓄、十三陵、天荒坪等蓄能电站,引水道均采用斜井布置。通过这些斜井施工,己形成了较为成熟的斜井安全快速施工成套技术。
编辑本段我国抽水蓄能电站建设现状近十几年来,中国抽水蓄能电站的迅速发展,主要是由于中国国民经济的高速发展,促进了中国抽水蓄能电站的大发展,而这十几年正是中国改革开放经济大发展时期。在这十几年中虽然取得了很大成绩。2004年底全国已建成投产的抽水蓄能电站10座,装机容量达到570.1万kW(其中60万kW供香港)。其中包括1968年在河北岗南常规水电站上安装的1.1万kW抽水蓄能机组,1992年建成的河北潘家口混合式抽水蓄能电站(其中抽水蓄能机组27万kW),1997年建成的北京十三陵抽水蓄能电站(80万kW);广东电网分别于1994年和2000年建成的广州抽水蓄能电站一期、二期工程(共240万kW,其中60万kW供香港);华东电网1998年建成的浙江溪口抽水蓄能电站(8万kW),2000年建成的装机规模180万kW的天荒坪抽水蓄能电站和安徽响洪甸抽水蓄能电站(8万kW),2002年建成的江苏沙河抽水蓄能电站(10万kW);华中电网的湖北天堂抽水蓄能电站(7万kW);拉萨电网于1997年建成的羊卓雍湖抽水蓄能电站(9万kW)。
编辑本段我国几个抽水蓄能电站简介辽宁蒲石河抽水蓄能电站蒲石河抽水蓄能电站位于辽宁省宽甸满族自治县境内,距丹东市约40公里,为东北地区第一座大型纯抽水蓄能电站,电站枢纽工程由上水库面板堆石坝、地下厂房及输水系统、下水库混凝土重力坝组成。总装机容量1200MW(4×300 MW),主机设备由法国阿尔斯通(ALSTOM)制造与技术支持,工程总投资45.156亿元。
2006年8月,主体工程开工建设。2010年12月第一台机组投入运行,2011年12月全部机组投产发电。电站建成后,属国家特大型企业,在东北电网中担任调峰、填谷、调频和事故备用。
蒲石河抽水蓄能电站建成后为“无人值班、少人值守”的管理模式,生产调度中心、办公楼、职工住宅及生活福利设施建在丹东市内鸭绿江畔,尚在建设中,预计2009年投入使用。丹东市依山傍水,气候宜人,交通便利,距沈阳市约220公里,距大连市约245公里。
主要参建单 位:中国水利水电第六工程局有限公司、武警水电部队、水电二局
潘家口、十三陵抽水蓄能电厂它们所在的中国京津唐电网是一个以火电为主的电网,电站在电网中的作用主要体现在调频、调峰、填谷、事故备用、黑启动及保证北京用电的稳定性和可靠性等方面。京津唐电网在没有抽水蓄能电站投入以前,电网主要依靠燃煤火电机组调频。由于燃煤火电机组受设备的限制,对电网频率的急剧变化适应能力差。1993年以前,京津唐电网周波合格率在98%左右。目前电网调频主要以十三陵、潘家口抽水蓄能电厂为主。十三陵抽水蓄能电厂投入运行后,电网周波合格率每年均达到99.99%以上,除了电网供电状况有所好转外,抽水蓄能电站参与电网调频起了很大作用。
1.有丰富的铁、石油、海盐等资源;
2.有统一的华北电网;
3.有便利的铁路、高速公路、航空和近海运输;
4.临近山西能源基地;
5.有输油管道接连东北、华北和油田;
6.有科技和人才优势。发展工业的主要不利因素:本区水资源严重不足,工业产品“高、精、尖”比重不足。重要工业城市:
1.北京、天津-综合性工业;
2.秦皇岛-港口城市;
3.唐山-采煤、冶金、陶瓷工业。
发改委20日起上调非民用电价 居民电价暂不调整
中国自2004年以来历次调整电价一览表:
2004年1月1日:全国省级及以上电网统一调度的燃煤机组上网电价统一提高每千瓦时(度)0.7分钱.
2005年5月1日:全国销售电价水平平均每千瓦时提高2.52分钱.
2006年6月30日:调整华北、南方、华中、华东、东北和西北电网的上网电价.
2007年7月1日:山西省、内蒙古自治区内新投产电厂送京津唐电网上网电价分别调整为每千瓦时0.298元和0.297元(不含脱硫加价).
2007年10月1日:上调东北电网内部分电厂的上网和输电价格.
2007年12月:采取分步降价或转让部分发电量指标方式,下调吉林、湖北等八省(区、市)统调小火电机组上网电价.
2008年7月1日:全国平均销售电价每千瓦时上调2.5分钱.
2008年8月20日:全国火力发电企业上网电价平均每千瓦时提高2分钱,电网经营企业对电力用户的销售电价不做调整.
2009年11月20日:全国非民用电价每每千瓦时平均提高2.8分钱,居民电价暂不调整.
居民电价改革最快明年推出 用电越多电价越高
中新网11月19日电国家发改委今日宣布,自本月20日起上调非民用电价,暂不调整居民电价,居民阶梯电价改革最快明年一季度推出,调价影响有限。
国家发改委宣布,自本月20日起全国非民用电价每度平均提高2.8分钱,居民用电此次暂不调整。
发改委表示,居民阶梯电价改革最快明年一季度推出,调价影响有限,不会产生通货膨胀。据悉,阶梯式电价方案,居民用电将进行分档定价,用电越多,电价越高,以此促进节约用电。
发改委:电价上调2.8分 居民用电改革拟分三档
中广网北京11月19日消息国家发改委今日发布消息,对全国电价做出统一调整,沿海发达省份电价下调,而产煤大省则电价上调,有升有降。据悉,本次调整并不针对居民用电,但民用电价将最快在明年一季度起做出阶梯式调整。
发改委官员介绍,此次调价的主要内容为全国销售电价平均每千瓦时提高2.8分钱,但对各地区、各行业用电价格水平的调整有一定差异。受当地电网企业普遍亏损影响,陕西、山西、甘肃等十大产煤省、市(地区)将上调上网电价,改变企业严重亏损局面,价格浮动在每千瓦时上调0.2-1.5分钱。而沿海省、市(地区)供电企业盈利良好,可再生能源发展迅猛,因此拟下调电价每千瓦时0.3-0.9分钱。
在调整电价的同时,对销售电价的结构也做了进一步优化和完善。一是在全国仅剩的内蒙古东部电网实现了城乡居民用电同价;全国城乡各类用电同价的省份增加到了20个,其余省份也缩小了城乡各类用电的电价差,减轻了农村电费负担。二是2/3的省份实现了商业用电与工业用电同价,以促进第三产业健康发展。三是适当调整了各电压等级差价,以更好地体现公平负担成本的原则。
当前,向清洁能源转型已经成为全球共识,我国也不断加大发展清洁能源的力度。作为能源领域的标志性央企,国家电网坚持在改革中引领清洁转型步伐。
2017年6月17至23日,青海电网开展了连续7天全清洁能源供电测试,实现了168小时100%依靠太阳能发电、风电和水电供电,创造了新的世界纪录。用实践验证了国家电网公司消纳清洁能源措施的针对性和有效性,受到国际社会高度评价。
随着我国清洁能源的高速发展,弃风、弃光、弃水问题一直未能得到有效解决,成为清洁发展道路上的“拦路虎”。王延芳表示,为促进清洁能源消纳,解决“三弃”问题,发挥电网企业在能源供给侧结构性改革中的平台作用,国家电网先后制定了消纳新能源20条措施,开展可再生能源跨区现货交易,启动东北辅助服务市场,探索通过市场化机制挖掘电网调峰潜力,促进新能源大范围配置和消纳。
数据显示,今年1至8月,国家电网公司经营区域内共消纳风电、光伏等新能源发电2098亿千瓦时,同比增长38%。弃风电量同比减少65亿千瓦时,弃风率同比下降6.7个百分点,实现“双降”;弃光电量实现“零增长”,弃光率同比下降4.4个百分点。
国家电网还不断加大跨区域送电力度,大力促进新能源外送消纳。2017年1至8月,累计向京津冀、长三角等负荷中心输送清洁能源1449亿千瓦时,减少当地标煤燃烧4636万吨,减少当地二氧化碳排放1.16亿吨,为大气污染防治和雾霾治理作出了重要贡献。
四大直辖市
北京市: 《北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025)》指出,2025年前, 交通运输领域, 探索 更大规模加氢站建设的商业模式,力争完成新增37座加氢站建设,实现燃料电池 汽车 累计推广量突破10000辆; 分布式供能领域,在京津冀范围 探索 更多应用场景供电、供热的商业化模式,建设“氢进万家”智慧示范社区,累计推广分布式系统装机规模10MW以上。推动实现内燃机叉车和铅酸电池叉车的分阶段替换,共计替换5000辆以上。
上海市: 《上海市氢能产业发展中长期规划 (2022-2035年)》指出,建设各类加氢站70座左右,培育5-10家具有国际影响力的独角兽企业,建成3-5家国际一流的创新研发平台, 燃料电池 汽车 保有量突破1万辆,氢能产业链产业规模突破1000亿元,在交通领域带动二氧化碳减排5-10万吨/年。
天津市: 《天津市氢能产业发展行动方案(2020—2022年)》指出,推广应用方面:到2022年,力争建成至少10座加氢站、打造3个氢燃料电池车辆推广应用试点示范区,重点在交通领域推广应用,开展至少3条公交或通勤线路示范运营,累 计推广使用物流车、叉车、公交车等氢燃料电池车辆1000辆以上;实现其他领域应用突破,建成至少2个氢燃料电池热电联供示范项目。
重庆市: 《重庆市氢燃料电池 汽车 产业发展指导意见》指出,2023 2025年,在产业链层面,产业集群进一步壮大,全市氢燃料电池相关企业超过100家,其中有全国影响力的整车企业2家、动力系统企业3家、核心零部件企业10家。 在示范推广层面,建成加氢站30座,在区域公交、物流等领域实现批量投放,氢燃料电池 汽车 运行规模力争达到2000辆。
七大省
广东省: 《广东省加快氢燃料电池 汽车 产业发展实施方案》指出,围绕氢燃料电池商用车和专用车规模化推广应用需要,组织编制加氢站布局方案,在珠三角核心区 、沿海经济带布局建设约300座加氢站。 按照“总量控制,先建先得”原则进行补贴,省财政对2022年前建成并投用,且日加氢能力(按照压缩机每日工作12小时的加气能力计算)500公斤及以上的加氢站给予补贴。
河北省: 《河北省氢能产业发展“十四五”规划》指出,到2022年:氢能关键装备及其核心零部件基本实现自主化和批量化生产,氢能产业链年产值150亿元。 到2025年,培育国内先进的企业10-15家,氢能产业链年产值达到500亿元。 全省建成25座加氢站,燃料电池公交车、物流车等示范运行规模达到1000辆,重载 汽车 示范实现百辆级规模;氢气实现在交通、储能、电力、热力、钢铁、化工、通信、天然气管道混输等领域试点示范。到2025年,累计建成100座加氢站,燃料电池 汽车 规模达到1万辆,实现规模化示范;扩大氢能在交通、储能、电力、热力、钢铁、化工、通信、天然气管道混输等领域的推广应用。
江苏省: 《江苏省氢燃料电池 汽车 产业发展行动规划》提出, 基本建立完整的氢燃料电池 汽车 产业体系,力争全省整车产量突破1万辆,建设加氢站50座以上 ,基本形成布局合理的加氢网络,产业整体技术水平与国际同步,成为我国氢燃料电池 汽车 发展的重要创新策源地。研制优势整车产品。以市场为导向,做优商用车,前瞻布局乘用车,重点发展续航里程500公里以上的氢燃料电池客车、物流车、专用车、小型货车等,加快100kW以上重型卡车开发,逐步形成多车型、多规格、系列化的产品体系,高水平建立氢燃料电池 汽车 整车产业集群。
浙江省: 《浙江省加快培育氢能产业发展的指导意见》指出,产业发展。 氢燃料电池整车、系统集成以及核心零部件等产业链全面形成,氢燃料电池整车产能达到1000辆,氢燃料发动机产量超过1万台,氢能产业总产值超过100亿元。 企业培育。力争培育形成一批具有较强竞争力、国内领先的氢燃料电池整车、发动机及零部件等优势龙头企业。推广应用。氢燃料电池在公交、物流、船舶、储能、用户侧热电联供等领域推广应用形成一定规模, 累计推广氢燃料电池 汽车 1000辆以上。 加氢设施。在现有加油(气)站以及规划建设的综合供能服务站内布局建设加氢站,力争建成加氢站30座以上,试点区域氢气供应网络初步建成。
山东省: 山东(山东省氢能产业中长期发展规划(2020-2030年)提出,2023年到2025年,为氢能产业加速发展期。氢能产业链条基本完备,培育10家左右具有核心竞争力和影响力的知名企业,燃料电池发动机产能达到50000台,燃料电池整车产能达到20000辆,燃料电池轨道交通、港口机械、船舶及分布式发电装备产业实现突破,氢能产业总产值规模突破1000亿元。燃料电池发动机、关键材料、零部件和动力系统集成等核心技术接近国际先进水平。制氢、储(运)氢、加氢及配套设施网络逐步完善,氢能在商用车、乘用车、船舶、分布式能源、储能等应用领域量化推广, 累计推广燃料电池 汽车 10000辆,累计建成加氢站100座,氢能在电网调峰调频、风光发电制氢等领域应用逐步推广。
四川省: 《四川省氢能产业发展规划(2021-2025年)》指出, 到2025年,燃料电池 汽车 (含重卡、中轻型物流、客车)应用规模达6000辆,氢能基础设施配套体系初步建立,建成多种类型加氢站60座; 氢能示范领域进一步拓展,实现热电联供(含氢能发电和分布式能源)、轨道交通、无人机等领域示范应用,建设氢能分布式能源站和备用电源项目5座,氢储能电站2座。
贵州省: 《贵州省“十四五”氢能产业发展规划》指出,以焦化副产氢为核心,可再生能源制氢为辅的多种氢源供氢总产能超过1万吨/年。建成加氢站15座(含油气氢综合能源站);示范运营燃料电池重卡、物流车、环卫车、大巴车、 公交车及特种车辆超1000辆;在氢储能、燃料电池多能联供、备用电源、绿氢化工、绿氢冶金、天然气掺氢等领域布局示范;建设氢气输送管道20km,固定式多能联供装机超10MW。
两大自治区
内蒙古自治区: 内蒙古 《关于促进氢能产业高质量发展的意见》指出,到2025年前,开展“风光储+氢”“源网荷储+氢”等绿氢制备示范项目15个以上,绿 氢制备能力超过50万吨/年;鼓励工业副产氢回收利用,工业副产氢利用超过100万吨/年,基本实现应用尽用;建成加氢站(包括合建站)100座以上 ;加速推进燃料电池车替代中重型燃油矿用卡车和公共服务车辆, 推广氢燃料电池重卡5000辆以上 ,累计推广燃料电池 汽车 突破1万辆,自治区形成集制备、存储、运输、应用于一体的氢能产业集群,氢能产业总产值力争达到1000亿元。
宁夏回族自治区: 《宁夏回族自治区氢能产业发展规划(征求意见稿)》指出,到2025年,初步建立以可再生能源制氢为主的氢能供应体系。可再生能源制氢量达到 8 万吨以上, 建成加氢站10座以上,可再生氢替代煤制氢比例显著提升,天然气掺氢推广应用成效明显,氢燃料电池重卡保有量 500 辆以上, 完成国家氢燃料电池 汽车 示范城市群创建任务。
除上述省市已经发布相应的氢能产业规划,另外,广西壮族自治区、河南省、辽宁省、陕西省等也正在加紧编制省级氢能规划
(报告出品方/分析师:银河证券研究院 赵良毕)
报告原标题: 通信行业深度报告:ICT“双碳”新基建,IDC 温控新机遇
(一)算力建设关乎数字经济发展,各国均不断发力
加快培育数据要素市场,全球算力竞争不断提升。 2020 年 4 月 9 日,《中共中央、国务院关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》中,数据首次作为一种新型生产要素在文件中出现,与土地、劳动力、资本和技术等传统要素并列。计算力已经与国家经济息息相关。
IDC&清华产业研究院联合发布的《2021-2022 全球计算力指数评估报告》表明,计算力是数字经济时代的关键生成要素:
(1)从 2016-2025 年的整体趋势及预测来看,各个国家的数字经济占 GDP 的比重持续提升,预计 2025 年占比将达到 41.5%。
(2)计算力作为数字经济时代的关键生产力要素,已经成为挖掘数据要素价值,推动数字经济发展的核心支撑力和驱动力。
(3)国家计算力指数与 GDP 的走势呈现出了显著的正相关。评估结果显示十五个重点国家的计算力指数平均每提高 1 点,国家的数字经济和 GDP 将分别增长 3.5%和 1.8%,预计该趋势在 2021-2025 年将继续保持。同时,通过针对不同梯队国家的计算力指数和 GDP 进行进一步的回归分析后,研究发现:当一个国家的计算力指数达到 40 分以上时,国家的计算力指数每提升 1 点,其对于 GDP 增长的推动力将增加到 1.5 倍,而当计算力指数达到 60 分以上时,国家的计算力指数每提升 1 点,其对于 GDP 增长的推动力将提高到 3.0 倍,对经济的拉动作用变得更加显著。
数字化进程不断推进,发展中国家经济增速较高。 根据 IDC 数据显示,2016 年到 2025 年,数字经济占比不断提升,全球数字经济占比2025E为41%,其中发达国家数字经济占比为48.10%,比发展中国家高 17.8 个百分点。中美两国计算力指数综合评估较高,中国计算力发展水平涨幅达 13.5%,处于较高增长水平。总体来看,数字经济为各国 GDP 总量贡献不断提升,算力提升推动数字经济向好发展。
全球公有云用户市场保持增长,IT 侧资本开支不断增加。 云是推动企业数字化转型升级的重要驱动力, 企业不断增加对移动技术、协作以及其他远程工作技术和基础架构的投资。预计到 2023 年,用户支出将达到近 6000 亿美元,云将占全球企业 IT 消费市场的 14.2%。其中软件化服务(SaaS)是最大的细分市场,预计该市场在 2023E 用户支出增长至 2080.80 亿美元,相比 2021 年增长 36.73%;云基础建设(IaaS)将达到 1562.76 亿美元,相比 2021 年增长 70.53%。为了获得数字经济时代的比较优势,全球主要国家在数据中心的建设上进行了大规模投资,全球经济受到新冠疫情的严重影响下,数据中心的建设保持了较高增速,预计在未来几年云服务提供商与电信公司之间的合作日益增加,全球云市场有望进一步增长。
中国 IDC 市场规模增速较快,目前处于高速发展期。 受益于我国“新基建”战略提出和持续攀升的互联网流量,2021 年数据中心建设规模不断增长。根据中国信通院数据,我国 2021年 IDC 行业规模约 1500.2 亿元,近 5 年中国 IDC 市场年均复合增速约达 30%,领先于全球 IDC市场增速,其中近三年中国 IDC 市场具有高增速。我国 IDC 行业增速较快主要系我国 5G 建设持续推进,5G 应用项目多点开花不断落地,预计到 2025 年,我国数据中心市场规模达到 5952亿元。随着数字经济“东数西算”工程加速推进、互联网和云计算大客户需求不断扩张及数据中心在物联网、人工智能等领域的广泛应用,数据中心行业发展前景广阔,有望保持高速增长。
IDC 机柜数量不断增长,中国东部地区 IDC 中心较多。 2021 年 IDC 的机柜量增长了 99.15万架,增速为 30%,机柜量总数达到 415.06 万架,年度增长率达到 31.39%。随着 5G 时代数字经济向 社会 各领域持续渗透,数据量爆炸式增长使得全 社会 对算力需求提升,预计每年仍将以20%以上速度高增,有望打开市场新空间。目前我国大部分数据中心集中在东部及沿海地区,根据 CDCC 数据,2021 年华东、华北、华南三地区机柜数占全国总数的 79%,而东北、西北地区占比相对较低。
我国东部地区 IDC 上架率较高,西部地区加速建设。 目前 IDC 机房在我国东西部呈现差异较大发展,体现东密西疏、东热西冷的特点。2021 年新增机柜对比可知,东部及沿海地区数据中心上架率高,西部上架率较低。2021 年华东、华北、华南三地上架率约 60%-70%,而东北、西北、西南及华中上架率仅有 30%-40%。在政策布局方面,国家不断推进数字经济发展,形成以数据为纽带的区域协调发展新格局。对于网络时延要求不高的业务,率先向西部转移建设,由于西部地区气温较低优势突出,实施“东数西算”有利于数据中心提高能效,西部地区产业跨越式发展,促进区域经济有效增长。
(二)数字经济政策护航,“东数西算”工程建设有望超预期
把握数字化发展机遇,拓展经济发展新空间。2022 年 1 月,国务院发布《“十四五”数字经济发展规划》,规划强调数字经济是继农业经济、工业经济之后的主要经济形态,是以数据资源为关键要素,以现代信息网络为主要载体,以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要推动力,促进公平与效率更加统一的新经济形态。同时,规划明确提出到 2025 年,数字经济迈向全面扩展期,数字经济核心产业增加值占 GDP 比重达到 10%。基于上述规划,2022年 5 月 26 日,工信部在 2022 年中国国际大数据产业博览会上指出,坚持适度超前建设数字基础设施,加快工业互联网、车联网等布局。
推进绿色数据中心建设,提升数据中心可再生能源利用率。 我国能源结构正处在不断优化的过程中,新能源地区分布不均衡,特别是水力、光伏、风能,主要集中在中西部地区,而使用端主要在东部沿海地区,虽然通过“西电东送”工程部分缓解了东部地区用电紧张问题,但是作为高耗能的数据中心产业,协调东西部发展布局、降低能耗就十分必要。全国各省市、地区相继出台了各种强调数据中心绿色、节能的政策要求,进而促进能源生产、运输、消费等各环节智能化升级,催化能源行业低碳转型。
东西部资源高效匹配,建立全国一体化协同创新体系。 “东数西算”工程是我国继“南水北调”、“西气东输”、“西电东送”之后的又一项重大的国家战略工程,将东部海量数据有序引导到西部,优化数据中心建设布局,缩小东西部经济差异,促进东西部协同发展。2022 年 2 月17 日,国家发改委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等 8 地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了 10 个国家数据中心集群。全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计,“东数西算”工程正式全面启动。国家以“东数西算”为依托,持续推进数据中心与算力、云、网络、数据要素、数据应用和安全等协同发展,形成以数据为纽带的区域协调发展新格局,助力数字经济不断发展。
全球算力网络竞争力凸显,ICT 产业链有望迎来发展新空间。 通过全国一体化的数据中心布局建设,扩大算力设施规模,提高算力使用效率,实现全国算力规模化、集约化发展,有望进一步提升国家算力水平和全球竞争能力。同时,扩大数据中心在中西部地区覆盖,能够就近消纳中西部地区新型绿色能源,持续优化数据中心能源使用效率。通过算力枢纽和数据中心集群建设,将有力带动相关产业上下游投资,促进东西部数据流通、价值传递,延展东部发展空间,推进西部大开发形成全国均衡发展新格局。
(三)双碳减排目标明确,绿色节能成为发展必需
能源变革不断创新升级,低碳转型融入 社会 经济发展。 自上个世纪人类逐渐认识到碳排放造成的不利影响,各国政府和国际组织不断进行合作,经过不懈努力、广泛磋商,在联合国和世界气候大会的框架下达成了一系列重要共识,形成了《联合国气候变化框架公约》(1992 年签署,1994 年生效)、《京都议定书》(1997 年达成,2005 年生效)和《巴黎协定》(2015年达成,2016 年生效)等文件,其中《巴黎协定》规定了“把全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上低于 2 以内”的基础目标和“将气温升幅限制在工业化前水平以上 1.5 之内”的努力目标。
推动能源革命,落实碳达峰行动方案。 为了达到《巴黎协定》所规定的目标,我国政府也提出了切合我国实际的双碳行动计划,2020 年 9 月 22 日,我国在第七十五届联合国大会上宣布,中国力争 2030 年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和目标。中国的“双碳”目标正式确立,展现了中国政府应对全球气候变化问题上的决心和信心。同时 2021年度《政府工作报告》中指出:扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,制定 2030 年前碳排放达峰行动方案。优化产业结构和能源结构。推动煤炭清洁高效利用,大力发展新能源,在确保安全的前提下积极有序发展核电。扩大环境保护、节能节水等企业所得税优惠目录范围,促进新型节能环保技术、装备和产品研发应用,培育壮大节能环保产业,推动资源节约高效利用。落实 2030 年应对气候变化国家自主贡献目标。加快发展方式绿色转型,协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护,单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低 13.5%、18%。
聚焦数据中心低碳发展,实现双碳方式产业发展。 在双碳背景下,“东数西算”工程中数据中心西部迁移,PUE 值有望降低带来能耗电量高效利用。能源高效节能、革新升级已是大势所趋和必然要求。
(一)数据中心能耗突出,绿色节能是发展趋势
绿电成为发展趋势,低碳发展中发挥重要作用。 随着大力发展数据中心产业,数据中心能耗在国民经济中的占比也在不断提高。研究表明,预计 2025 年,数据中心能耗总量将达到 3952亿 kW·h,占全 社会 用电总量的 4.05%,比例逐年攀升。整体来看,由服务器、存储和网络通信设备等所构成的 IT 设备系统所产生的功耗约占数据中心总功耗的 45%。空调系统同样是数据中心提高能源效率的重点环节,所产生的功耗约占数据中心总功耗的 40%。降 PUE 将成为未来发展趋势,主要从制冷方面入手。
数据中心碳排放不断控制,PUE 值不断改善。 根据国家能源局 2020 年全国电力工业统计数据 6000 千瓦及以上电厂供电标准煤耗每度电用煤 305.5 克,二氧化碳排放量按每吨标煤排放 2.7 吨二氧化碳来计算,2021 年全国数据中心二氧化碳排放量 7830 万吨,2030 年预计排放约 1.5 亿吨二氧化碳。
量化指标评估数据中心能源效率。 为评价数据中心的能效问题,目前广泛采用 PUE(Power Usage Effectiveness)作为重要的评价指标,指标是数据中心消耗的所有能源与 IT 负载消耗的能源的比值。PUE 通常以年度为计量区间,其中数据中心总能耗包括 IT 设备能耗和制冷、配电等系统的能耗,其值大于 1,越接近 1 表明非 IT 设备耗能越少,即能效水平越好。
数据中心空调系统及服务器系统能耗占比较大。 数据中心的耗能部分主要包括 IT 设备、制冷系统、供配电系统、照明系统及其他设施(包括安防设备、灭火、防水、传感器以及相关数据中心建筑的管理系统等)。整体来看,由服务器、存储和网络通信设备等所构成的 IT 设备系统所产生的功耗约占数据中心总功耗的 45%。其中服务器系统约占 50%,存储系统约占 35%,网络通信设备约占 15%。空调系统仍然是数据中心提高能源效率的重点环节,它所产生的功耗约占数据中心总功耗的 40%。电源系统和照明系统分别占数据中心总耗电量的 10%和 5%。
(三)温控系统持续优化,节能技术变革打开新机遇
温控系统多元化趋势,节能技术不断突破。 当前主流的制冷方式包括风冷、水冷、间接蒸发冷却和液冷技术,根据数据中心规模、环境特点选择合适的制冷技术。提高数据中心的能效,尤其是空调制冷系统的能效成为研究重点。目前,数据中心空调制冷能效比的提升主要从液冷和自然冷源两方面入手。从制冷方式来看,风冷将逐渐被安装灵活、效率更高的液冷方式所取代。液冷技术目前应用于 5G 场景,通常对骨干网 OTN 设备、承载网设备以及 5G BBU 设备进行液冷,采用液冷技术可以通过液体将发热元件热量带走,实现服务器的自然散热,相互传统制冷方法,液冷技术更为高效节能。
冷却系统不断优化。 为了客观评价这些制冷技术以便进一步提高节能减排效率,中国制冷学会数据中心冷却工作组研究认为:采用数据中心冷却系统综合性能系数(GCOP)作为评价指标更为合理。
其中,GCOP 为数据中心冷却系统综合性能系数指标,用于评价数据中心冷却系统的能效。为数据中心总能耗,其中不仅包括数据中心市电供电量,也包括数据中心配置的发电机的供电量。为制冷系统能耗,包括机房外制冷系统的能耗,另外包括 UPS 供电的制冷风扇、关键泵以及设备机柜内风扇等制冷设备产生的能耗。
实际情况中,为了使能效评价结果更具有说服力与可比较性。冷却工作组建议使用数据中心全年平均综合性能系统数的(GCOPA)指标和特定工况下数据中心冷却系统综合性能系数(GCOPS)作为评价标准。
冷却工作组根据上述标准针对来自内蒙古呼和浩特、广东深圳、河北廊坊等地的高效数据中心进行分析。这些数据中心分布在不同建筑气候区,使用了不同系统形式和运行策略,例如高效末端、自然冷却、AI 控制的运行优化等。数据表明西部地区建设新型数据中心制冷能耗较优。我国数据中心冷却系统能效存在极大差异,提升我国数据中心冷却系统的能效意义较大,冷却系统仍存在巨大的节能潜力。
数据中心容量不断扩充,中美两国贡献较多。 根据 Synergy Research Group 的最新数据显示,由大型供应商运营的大型数据中心数量已增至 700 家,而以关键 IT 负载衡量,美国占这些数据中心容量的 49%,中国是继美国之后对超大型数据中心容量贡献第二大的国家,占总量的 15%。其余的产能分布在亚太地区(13%)、EMEA 地区(19%)和加拿大/拉丁美洲(4%)。超大规模数据中心数量翻一番用了五年时间,但容量翻番用了不到四年时间。
空调系统建设成本较多。 根据IBM数据,数据中心的建设成本中空调系统的占比为16.7%。总体来说,2021 年数据中心基础设施设备总支出为 1850 亿美元,能源方面建设资本开支占较大份额,能源建设及利用效率有望进一步提升。
数据中心资本稳步增长,温控市场打开新空间。 根据 Synergy Research 的数据,2021年数据中心基础设施设备总支出(包括云/非云硬件和软件)为 1850 亿美元,公有云基础设施设备支出占比为 47%。面向硬件的服务器、存储和网络合计占数据中心基础设施市场的 77%。
操作系统、虚拟化软件、云管理和网络安全占了其余部分。参照 2021 年全球数据中心资本开支增长 10%的现实,假设未来 4 年数据中心每年资本开支保持增长 10%,我国数据中心温控系统市场规模 2021 年为 301 亿元,可在 2025 年达到 441 亿元。
(一)英维克:打造温控全产业链,行业高景气领跑者受益
国内技术领先的精密温控龙头,聚焦精密温控节能产品和解决方案。 公司自成立以来,一直专注于数据机房等精密环境控制技术的研发,致力于为云计算数据中心、通信网络、物联网的基础架构及各种专业环境控制领域提供解决方案,“东数西算”项目中提供节能技术。
公司营业收入高速增长,盈利能力表现良好。 2022Q1,公司实现营收 4.00 亿元,同比增长 17.10%,归母净利润 0.13 亿元,同比下降 59.26%,主要受原材料价格上涨、疫情反复等因素影响。2021 年英维克实现营业收入 22.28 亿元,同比增长 29.71%,自 2017 年以来 CAGR 达34.65%,主要是由于机房温控一些大项目验收确认,以及机柜温控节能产品收入增长。受益于整个行业的景气度,全年实现归母净利润 2.05 亿元,同比增长 12.86%,自 2017 年以来 CAGR达 24.25%,主要源自数据中心及户外机柜空调业务的持续增长。
公司毛利率总体稳定,未来有望止跌回升。 2021 年公司销售毛利率为 29.35%,同比下降9.50%,主要原因系上游原材料成本提升,公司整体盈利能力承压。净利率总体有所下降,销售净利率为 8.92%,同比下降 15.85%。随着公司持续数据机房等精密环境控制技术的研发,技术平台得到复用,规模效应愈发显著,公司未来毛利率及净利率有望企稳回升。
蒸发冷却、液冷技术为未来发展趋势,公司技术储备充足,产品系列覆盖全面。 目前国内数据中心温控方式仍然以风冷、冷冻水为主,由于热密度、耗能的提升,传统方案已经不能满足市场需求,散热方式逐渐从传统风冷模式发展到背板空调、液冷等新型散热方式,数据中心冷却系统呈现出冷却设备贴近服务器、核心发热设备的趋势,液冷、蒸发冷却技术优势明显。
研发投入持续增加提升核心竞争力,温控系统不断优化。 公司以技术创新作为企业发展的主要驱动力,不断加大研发投入。虽然受到上游原材料价格急速上涨和疫情反复的不利影响,公司始终坚持加大研发力度,为公司后续发展提供技术支撑。英维克作为细分行业龙头,及时捕捉市场发展动向,以技术创新作为企业发展的主要驱动力。
公司产品线丰富,方案灵活凸显竞争优势。 英维克的机房温控节能产品主要针对数据中心、服务器机房、通信机房、高精度实验室等领域的房间级专用温控节能解决方案,用于对设备机房或实验室空间的精密温湿度和洁净度的控制调节。其中包括 CyberMate 机房专用空调&实验室专用空调、iFreecooling 多联式泵循环自然冷却机组、XRow 列间空调、XFlex 模块化间接蒸发冷却机组、XStorm 直接蒸发式高效风墙冷却系统、XSpace 微模块数据中心、XRack 微模块机柜解决方案、XGlacier 液冷温控系统等产品与解决方案。
公司的产品直接或通过系统集成商提供给数据中心业主、IDC 运营商、大型互联网公司,历年来公司已为腾讯、阿里巴巴、秦淮数据、万国数据、数据港、中国移动、中国电信、中国联通等用户的大型数据中心提供了大量高效节能的制冷产品及系统。此外,英维克还提供机柜温控节能产品主要针对无线通信基站、储能电站、智能电网各级输配电设备柜、电动 汽车 充电桩、ETC 门架系统等户外机柜或集装箱的应用场合提供温控节能解决方案,以及用于智能制造设备的机柜温控产品。
(二)佳力图:运营商市场企稳互联网市场突破,业绩有望边际改善
精密环境温控龙头,打造恒温恒湿解决方案。 公司产品应用于数据中心机房、通信基站以及其他恒温恒湿等精密环境,公司客户涵盖政府部门以及通信、金融、互联网、医疗、轨道交通、航空、能源等众多行业。公司产品服务于中国电信、中国联通、中国移动、华为等知名企业。目前,公司拥有精密空调设备、冷水机组两大类产品,十三个系列产品线,产品的先进性、可靠性以及节能环保的优势在行业中始终保持主导地位,同时公司依托在环境控制技术和节能技术方面的优势,为数据中心提供节能改造服务。
公司营业收入保持增长,净利润有所下滑。2022Q1,公司实现营收 1.22 亿元,同比下降10.69%,归母净利润 0.14 亿元,同比下降 36.68%,主要受原材料价格上涨、疫情反复、竞争加剧等因素影响。
2021 年佳力图实现营业收入 6.67 亿元,同比增长 6.68%,自 2017 年以来CAGR 达 9.73%,全年实现归母净利润 0.85 亿元,同比下滑 26.35%,2021 年,公司主要是受到以下因素影响导致利润下滑,(1)南京疫情停工待产、限电限产、疫情延时交付验收的各种困难;(2)随着市场规模的不断扩大,国内机房空调市场竞争较激烈;(3)原材料价格特别是大宗商品价格持续上涨,原材料成本占公司营业成本平均比例达 70%以上,是公司产品成本的主要组成部分,铜、镀锌钢板在 2021 年度一直呈现上涨趋势,采购价格较 2020 年上涨了 20%-40%,导致公司成本呈现大比例增长。
图 17. 公司受多因素影响毛利率有所下降(单位:%)
公司精密环境领域产品丰富,技术先进。 公司产品应用于数据中心机房、通信基站以及其他恒温恒湿等精密环境,公司客户涵盖政府部门以及通信、金融、互联网、医疗、轨道交通、航空、能源等众多行业。公司产品服务于中国电信、中国联通、中国移动、华为等知名企业。
目前,公司拥有精密空调设备、冷水机组两大类产品,十三个系列产品线,产品的先进性、可靠性以及节能环保的优势在行业中始终保持主导地位,同时公司依托在环境控制技术和节能技术方面的优势,为数据中心提供节能改造服务。
研发投入不断投入,空调效率持续提升。 虽然受到上游原材料价格急速上涨和疫情反复的不利影响,公司始终保持加强技术研发团队建设,加强与高等院校、行业专家等机构、人士的合作,推动尖端理论研究和实践,依托现有的研发体系,充分发挥节能控制方面的技术优势,加快机房智能节能管理系统的研制,进一步提高公司产品的性能指标,加强在空调换热器效率提升、供配电技术方面的基础性研究实力,全面提升公司在机房环境控制一体化解决方案方面的创新能力。
公司核心技术不断凸显。 2021 年末公司拥有的核心技术有 36 项,同时有包含带封闭式高效冷却循环的通信模块、数据中心冷冻站集中控制系统、机房空调 VRF 系统、CPU 液冷技术、VRF 技术在机房空调领域的初级应用等 28 项在研项目。
(三)其他节能相关公司情况
申菱环境是国内提供人工环境调控整体解决方案的领先企业,服务场景数值中心、电力、化工、能源、轨道交通、环保、军工等领域。产品主要可分为数据服务空调、工业空调、特种空调三部分。公司是华为数据服务空调的主要供应商,与华为存在多年合作关系。除了华为业务的快速增长,也获得了腾讯等互联网龙头企业的认可。此外,申菱环境在储能方面也有布局。
依米康致力于在通信机房、数据中心、智慧建设以及能源管理领域为客户提供产品和整体解决方案,包括从硬件到软件,从室内精密空调到室外磁悬浮主机,从一体机和微模块到大型数据中心的设计、生产和运维服务,助力客户面对能源和生态挑战。公司信息数据领域的关键设备、智能工程、物联软件、智慧服务四大板块业务均可为数据中心产业链提供产品及服务。
高澜股份是国内领先的纯水冷却设备专业供应商,是国家级专精特新“小巨人”企业,从大功率电力电子装置用纯水冷却设备及控制系统起家,产品广泛应用于发电、输电、配电及用电各个环节电力电子装置。2020 年以来,通过企业并购,其新能源 汽车 业务收入大幅提升,动力电池热管理产品、新能源 汽车 电子制造产品收入占总营收比重均大幅上涨,合计收入占总营收比重达到 48.88%,首次超过纯水冷却设备成为公司第一大收入来源。
节能技术突破不及预期导致供给端产能释放缓;
原材料短缺及价格上涨;
市场竞争加剧;
下游数据中心市场增速不及预期。