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文檔簡介

電力溫控行業(yè)研究報告導(dǎo)語電力溫控設(shè)備屬于專用性空調(diào)的重要應(yīng)用領(lǐng)域1.“電網(wǎng)升級+結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型”雙驅(qū)動,電力溫控設(shè)備前景向好1.1.電力溫控設(shè)備:電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要保障設(shè)施電力溫控設(shè)備屬于專用性空調(diào)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。專用性空調(diào)是為滿足某些工業(yè)工藝和特殊環(huán)境的需求,將被控環(huán)境的物理參數(shù)(如溫度、濕度、風(fēng)壓、風(fēng)速)、化學(xué)參數(shù)(如腐蝕性氣體的濃度)、生物參數(shù)(如空氣含塵量、微生物量)等嚴格控制在特定范圍內(nèi)而設(shè)計制造的設(shè)備,或者為使用場景的特殊要求(如防爆、防震、抗沖擊)專門設(shè)計制造的設(shè)備。基于專用性空調(diào)的定義,電力溫控設(shè)備為電力行業(yè)控制電力設(shè)備運行環(huán)境物理參數(shù)(溫度、濕度等)的相關(guān)設(shè)施。環(huán)境溫控設(shè)備是保障電力設(shè)備安全運行和使用壽命提高的重要設(shè)施。電力設(shè)備運行過程中,內(nèi)部溫度環(huán)境過高或過低均不利于電力設(shè)備的穩(wěn)定可靠運行。同時,由于電流熱效應(yīng)存在,電流通過導(dǎo)體時電阻會消耗部分電能,而這部分電能會轉(zhuǎn)化為熱能,從而使得發(fā)電和送電設(shè)備產(chǎn)生發(fā)熱問題,影響電力設(shè)備的運行安全和使用壽命。因而,為保障電力設(shè)備安全、穩(wěn)定的運行,在電力系統(tǒng)中會配置相應(yīng)的環(huán)境溫控設(shè)備,保障電力設(shè)備運行在恒溫恒濕的環(huán)境下,降低電力設(shè)備出現(xiàn)事故的概率。此外,部分溫控設(shè)備由于節(jié)能降耗設(shè)計,運行能耗低,有助于推進電力系統(tǒng)降低能耗。溫控設(shè)備廣泛應(yīng)用于發(fā)電、輸電和配電等電力產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)。發(fā)電環(huán)節(jié),采用蒸發(fā)冷卻式冷水機組、滿液式冷水機組、組合式空調(diào)機組等溫控設(shè)備系統(tǒng)實現(xiàn)發(fā)電機組冷卻,保障發(fā)電機組設(shè)備安全穩(wěn)定運行。輸電環(huán)節(jié),輸電設(shè)備多采用封閉式結(jié)構(gòu),散熱性差,可采用組合式空氣處理機等溫控系統(tǒng)設(shè)備為輸電設(shè)備提供恒溫恒濕的環(huán)境。配電環(huán)節(jié),溫控設(shè)備系統(tǒng)保障變壓器、高壓電器等配電設(shè)備運行穩(wěn)定,降低設(shè)備發(fā)生故障的概率。發(fā)電端:汽力發(fā)電機組蒸汽乏汽以及輔助設(shè)備的冷卻。經(jīng)過超高壓機組多次循環(huán)后的蒸汽乏汽依然具有較高溫度,需要通過凝汽器并用冷卻水冷卻凝結(jié)成水,以便于進行水質(zhì)處理后再度引入鍋爐。用于火力發(fā)電廠的冷卻技術(shù)大體分為:直接空冷技術(shù)、間接空冷技術(shù)、蒸發(fā)冷卻技術(shù)。輸電端:換流站晶閘管換流閥的冷卻。晶閘管換流閥是換流站的核心設(shè)備之一,系統(tǒng)運行過程中會產(chǎn)生大量的熱,因此,可通過采用合適的冷卻方式提供晶閘管正常的工作環(huán)境,也提高系統(tǒng)的穩(wěn)定運行能力。換流閥冷卻系統(tǒng)主要由兩個循環(huán)系統(tǒng)組成,即閥內(nèi)冷卻系統(tǒng)和外冷卻系統(tǒng)。外冷卻系統(tǒng)的特點是非封閉的循環(huán)系統(tǒng),其散熱方式是把換流閥里冷卻水中的熱量通過外部的換熱設(shè)備散到設(shè)備外。根據(jù)介質(zhì)的不同,外冷系統(tǒng)的方式主要有水冷方式、空氣冷卻方式以及空氣冷卻串聯(lián)輔助水冷卻的方式。配電端:變壓器及室外控制柜的冷卻。變壓器在工作過程中會產(chǎn)生大量的熱,因此需要對溫度進行控制。電力變壓器的冷卻系統(tǒng)包括兩部分:內(nèi)部冷卻系統(tǒng),它保證繞組、鐵芯的熱量散入到周圍的介質(zhì)中;外部冷卻系統(tǒng),保證介質(zhì)中的熱散到變壓器外。根據(jù)變壓器容量的大小,介質(zhì)和循環(huán)種類的不同,變壓器采用不同的冷卻方式。常見的冷卻方式包括油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、強迫循環(huán)風(fēng)冷式和強迫循環(huán)液冷式。電力系統(tǒng)二次設(shè)備的核心裝置由大量電子器件組成,戶外柜就地保護的裝置若長時間工作在高溫下,會引起元器件性能降低,對電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成重大影響。目前,國內(nèi)已建設(shè)投運的智能變電站戶外柜,在溫度控制方面,主要采用風(fēng)機、熱交換器或空調(diào)器散熱方式,其中風(fēng)機屬于直接風(fēng)冷,而熱交換器和空調(diào)器則屬于間接風(fēng)冷。1.2.智能電網(wǎng)建設(shè)推進,形成電力溫控設(shè)備新需求國家電網(wǎng)推進泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè),智能電網(wǎng)建設(shè)步入新階段。2019年,國家電網(wǎng)公司提出“三型兩網(wǎng)”發(fā)展戰(zhàn)略,即打造“樞紐型,平臺型,共享型”企業(yè)和建設(shè)運營好“堅強智能電網(wǎng),泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”,意在通過建設(shè)運營好“兩網(wǎng)”實現(xiàn)向“三型”企業(yè)轉(zhuǎn)型。為落實“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略,2019-2024年期間,國家電網(wǎng)公司將重點完成建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng),將電力用戶及其設(shè)備、電網(wǎng)企業(yè)及其設(shè)備、發(fā)電企業(yè)及其設(shè)備等連接起來,以電網(wǎng)為樞紐,發(fā)揮平臺和共享作用,為全行業(yè)和更多市場主體發(fā)展創(chuàng)造更大機遇。國家電網(wǎng)提出分兩階段推進泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè),預(yù)計2024年建成。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是充分應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進通信技術(shù),實現(xiàn)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互,具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。同時泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)分為兩個階段:第一個階段,到2021年初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。第二個階段,到2024年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。此外,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)將聚焦分布式光伏服務(wù)生態(tài)、綜合能效服務(wù)生態(tài)、電動汽車服務(wù)生態(tài)、能源電商服務(wù)生態(tài)、數(shù)據(jù)商業(yè)化服務(wù)生態(tài)、線上產(chǎn)業(yè)鏈金融生態(tài)、電工裝備服務(wù)生態(tài)7個重點方向推進。受益智能電網(wǎng)建設(shè)推進,電力溫控設(shè)備需求持續(xù)增長。近年來,隨著智能電網(wǎng)建設(shè)推進,智能變電站、智能控制柜等設(shè)備裝配率上升,電力系統(tǒng)中控制器、傳感器等電子器件用量顯著增加,對電力設(shè)備運行環(huán)境的物理參數(shù)控制要求進一步提升,為溫控設(shè)備帶來新需求。此外,智能電網(wǎng)中發(fā)電、輸電設(shè)備以及電網(wǎng)設(shè)備的性能密度和功率密度不斷提升,設(shè)備發(fā)熱量和發(fā)熱密度也隨之提高,對設(shè)備散熱要求提高成為普遍趨勢,亦驅(qū)動電力設(shè)備需求增長。整體而言,智能電網(wǎng)建設(shè)推進背景下,環(huán)境物理參數(shù)控制要求進一步提升,將會形成新的電力溫控設(shè)備市場需求,驅(qū)動電力溫控設(shè)備市場規(guī)模擴張。1.3.“雙碳”目標下電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,電力溫控設(shè)備增量需求釋放“雙碳”目標推進,電力結(jié)構(gòu)低碳化轉(zhuǎn)型發(fā)展。碳達峰、碳中和政策背景下,未來電力結(jié)構(gòu)將以風(fēng)電、太陽能等清潔能源為主,低碳化成為電力行業(yè)未來發(fā)展趨勢。在以風(fēng)電、光伏為主的新型電力系統(tǒng)發(fā)展過程中,對電力溫控設(shè)備提出新要求。風(fēng)光裝機規(guī)模持續(xù)擴張,有望驅(qū)動電力溫控設(shè)備需求不斷增長。2020年風(fēng)力發(fā)電機組裝機容量達2.82億千瓦,裝機容量增速高達34.61%;太陽能光裝機容量達2.53億千瓦,裝機總?cè)萘吭鏊龠_24.12%。到2030年,國內(nèi)風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上,相較于當前裝機規(guī)模,未來仍有較大提升空間,隨著未來風(fēng)光新能源裝機規(guī)模持續(xù)擴張,將為電力溫控設(shè)備帶來增量市場需求,驅(qū)動電力溫控設(shè)備市場規(guī)模增長。國內(nèi)風(fēng)光資源分布不均,電力區(qū)域間輸送帶動升壓站建設(shè)增加,驅(qū)動電力溫控設(shè)備市場規(guī)模增長。我國風(fēng)光資源主要分布在西部和“三北”地區(qū),而這些地區(qū)電力需求相對較小,其中大多數(shù)風(fēng)能資源豐富區(qū),遠離電力負荷中心,電網(wǎng)建設(shè)薄弱,大規(guī)模開發(fā)需要電網(wǎng)延伸的支撐。因而,在未來風(fēng)光新能源電力發(fā)展背景下,為更好地實現(xiàn)電力跨區(qū)域輸送,與之匹配的電網(wǎng)投資將進一步增加。在這一過程中,將會增加升壓站的建設(shè)數(shù)量。為保障升壓站穩(wěn)定、安全運行,需配備專用的電力溫控設(shè)備用于控制環(huán)境物理參數(shù),進而保障電力高效率的跨區(qū)域傳輸。此外,西北地區(qū)風(fēng)沙較大,獨特的地理環(huán)境也對專用性空調(diào)提出需求,有助于促進特種空調(diào)設(shè)備銷量增長。海上風(fēng)電為風(fēng)電重點發(fā)展方向,未來裝機規(guī)模持續(xù)上升驅(qū)動專用性空調(diào)需求增長。目前,陸上風(fēng)電可開發(fā)資源逐步減少,而海上風(fēng)電處于逐步開發(fā)的過程中,海上風(fēng)能資源豐富,且可開發(fā)資源較為充足,未來隨著海上風(fēng)電投資和運行成本下降,海上風(fēng)電裝機規(guī)模有望持續(xù)增長。由于亞太地區(qū)快速增長和歐洲地區(qū)的持續(xù)增長,到2030年,全球海上風(fēng)電裝機容量將從2019年29.1GW增至234GW以上,隨著海上風(fēng)電裝機規(guī)模增加,海上風(fēng)電升壓站建設(shè)數(shù)量亦將有所增長。由于海上風(fēng)電升壓站對防腐性能要求較高,這將驅(qū)動特種空調(diào)設(shè)備市場需求增長,利好專用性空調(diào)廠商。新能源電力發(fā)展背景下儲能規(guī)模增長,熱管理市場需求逐步釋放。為有效促進新能源電力消納,需建設(shè)相應(yīng)規(guī)模的儲能電站來保證??梢灶A(yù)計的是,未來儲能裝機容量將顯著增長。預(yù)測到2025年,全球電池儲能系統(tǒng)累計裝機量有望達到64.3-179GWh;預(yù)測到2030年,全球儲能裝機容量將達到741GWh,中國市場儲能部署容量將達到153GWh。熱管理系統(tǒng)作為儲能系統(tǒng)的重要組成部分,未來有望受益于儲能裝機容量增長的過程,市場規(guī)模持續(xù)擴張,這將也為電力溫控設(shè)備帶來增量需求。2.儲能熱管理產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展,電力溫控設(shè)備迎來發(fā)展新機遇2.1.政策支持儲能發(fā)展,產(chǎn)業(yè)有望加快發(fā)展儲能為電力供需的全部環(huán)節(jié)提供“再分配”,“雙碳”目標下不可或缺。

電能具有即產(chǎn)即用的特點,儲能系統(tǒng)可以在發(fā)電端過剩的時候?qū)⒍嘤嗟碾娔軆Υ嫫饋恚枨蠖烁哂诎l(fā)電端時補充供應(yīng)。除此之外,近年來風(fēng)電、光伏等清潔能源裝機規(guī)模不斷提升,這類自然能源具有不穩(wěn)定和間歇性的特點,一般也需要儲能系統(tǒng)將電能儲存起來,以便穩(wěn)定并入電網(wǎng)。通過儲能可實現(xiàn)可再生能源實現(xiàn)消納、調(diào)頻和削峰填谷等多重功效。“雙碳”目標下,一方面要優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)增強電網(wǎng)可調(diào)度性,使得發(fā)電端能效最優(yōu)化;另一方面,大力發(fā)展清潔能源發(fā)電,儲能系統(tǒng)將在未來的電力行業(yè)各個環(huán)節(jié)變得不可或缺。抽水蓄能發(fā)展最為成熟,電化學(xué)儲能為未來發(fā)展方向。儲能系統(tǒng)按照儲存介質(zhì)可分為機械類儲能、電氣類儲能、電化學(xué)類儲能、熱儲能和化學(xué)類儲能。機械類儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能,主要優(yōu)點為規(guī)模大、效率高、技術(shù)成熟以及穩(wěn)定性好,但一般適用于大規(guī)模、集中式能量存儲,適用場景相對較窄。電氣類儲能主要包括超級電容儲能和超導(dǎo)儲能,主要優(yōu)點是充放電快、效率高以及響應(yīng)速度快,但投資成本和維護成本較高。電化學(xué)類儲能即基于各種電池的儲能方式,具有技術(shù)成熟、價格低廉、壽命長和循環(huán)次數(shù)多等優(yōu)點,目前主要的缺點為成本偏高以及對安全性要求比較高?;瘜W(xué)類儲能主要包括合成天然氣以及電解水兩種方式,優(yōu)點是儲能能量大、儲存時間長,缺點是效率較低。抽水蓄能技術(shù)成熟裝機占比極高,電化學(xué)儲能增長較快。截至2020年底,中國已投運儲能項目累計裝機規(guī)模35.6GW,同比增長9.8%;其中抽水蓄能累計裝機占比89.30%,其次為電化學(xué)儲能,累計裝機規(guī)模3.27GW,占比9.2%。未來隨著儲能應(yīng)用場景由當前以電源側(cè)為主逐步拓展至電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的全場景覆蓋,電化學(xué)儲能有望依托高效率和高循環(huán)次數(shù)等優(yōu)勢,成為未來儲能的主流發(fā)展方式。2018年以來中國電化學(xué)儲能裝機規(guī)??焖僭鲩L,2018年新增電化學(xué)儲能裝機功率規(guī)模高達0.61GW,同比增長316%。截至2020年,中國電化學(xué)儲能市場累計裝機功率規(guī)模為3.27GW,同比增長91.2%,2020年全年新增電化學(xué)儲能累計裝機功率規(guī)模達到1.56GW,國內(nèi)電化學(xué)儲能呈快速增長態(tài)勢。政策密集出臺,政策支持有望驅(qū)動產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。近年來,國家出臺多項政策,從多個維度推動儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。尤其是2021年7月以來,國家接連出臺多項利好儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策。到2025年,新型儲能規(guī)模達到30GW規(guī)模提上。此后通過拉大峰谷價差的舉措,間接推動用戶側(cè)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2021年8月10日,發(fā)改委、國家能源局發(fā)布通知鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模,鼓勵發(fā)電企業(yè)市場化參與調(diào)峰資源建設(shè),超過電網(wǎng)企業(yè)保障性并網(wǎng)以外的規(guī)模初期按照功率15%的掛鉤比例(時長4小時以上)配建調(diào)峰能力,按照20%以上掛鉤比例進行配建的優(yōu)先并網(wǎng)。整體而言,隨著國家政策大力支持儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,儲能裝機規(guī)模有望快速增長,利好儲能產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司。2.2.熱管理是儲能系統(tǒng)安全運行的保障,市場關(guān)注度提升儲能電站事故頻發(fā),熱管理逐漸被重視。在近10年間,全球共發(fā)生32起儲能電站事故。運行環(huán)境因素即鋰電池需要通過初始電熱管理設(shè)計、BMS/PCS/EMS以及空調(diào)系統(tǒng)等管控來維持合理的運行環(huán)境,運行環(huán)境管理不善將逐漸影響電池及系統(tǒng)的可靠性,進而發(fā)生事故。儲能熱管理作為儲能安全的重要保障舉措,隨著未來市場對儲能安全管理的重視程度不斷提升,市場需求有望顯著增長。2.3.多技術(shù)齊頭并進發(fā)展,適用熱管理各類場景(1)蒸發(fā)冷卻:蒸發(fā)冷卻方式是一種具有優(yōu)異冷卻效果且能隨負荷變化自平衡的冷卻方式。蒸發(fā)冷卻分為直接蒸發(fā)冷卻(DirectEvaporativeCooling,DEC)和間接蒸發(fā)冷卻(IndirectEvaporativeCooling,IEC)。直接蒸發(fā)冷卻是將水直接噴淋于未飽和濕空氣中,使空氣等焓增濕、降溫。由于空氣與水直接接觸,使其含濕量增加,因此存在一定的應(yīng)用限制。間接蒸發(fā)冷是工作介質(zhì)先經(jīng)直接蒸發(fā)冷卻設(shè)備處理,流經(jīng)換熱器通道一側(cè),形成濕通道,產(chǎn)出介質(zhì)流過干側(cè)通道,濕側(cè)介質(zhì)吸收干燥介質(zhì)的熱量,借助于濕表面蒸發(fā),從而冷卻產(chǎn)出介質(zhì)。由于工作介質(zhì)不與水直接接觸,其含濕量不變,實現(xiàn)空氣的等濕降溫。常見的間接蒸發(fā)冷卻的冷卻介質(zhì)為冷媒水。間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)高效節(jié)能兼具。間接蒸發(fā)節(jié)能技術(shù)具有三種工作模式:當室外溫度較低時,直接換熱器換熱模式;室外溫度升高時,開啟間接蒸發(fā)模式;當室外溫度較高時,啟動機械制冷模式。間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)可從自然環(huán)境中獲取冷量,與一般常規(guī)機械制冷相比,具備較為顯著的節(jié)能效應(yīng)。間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展完善,應(yīng)用場景廣泛。按照冷卻器結(jié)構(gòu)可以分為板式間接蒸發(fā)冷卻器和管式間接蒸發(fā)冷卻器兩種形式。板式間接蒸發(fā)冷卻器優(yōu)點是換熱效率高、制造工藝比較成熟,應(yīng)用較多。存在的主要問題是流道窄小,容易堵塞,隨著運行時間增加,換熱效率急劇降低,流動阻力大,布水不均勻、浸潤能力較差,同時由于使用的金屬材料易被腐蝕,造成結(jié)垢、維護困難等。管式間接蒸發(fā)冷卻器優(yōu)點是布水均勻,容易形成穩(wěn)定水膜,有利于蒸發(fā)冷卻的進行,空氣流道較寬,不會產(chǎn)生堵塞,因而流動阻力小,且二次空氣流道和風(fēng)機便于布置。存在的主要問題是占地空間較大。目前間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)已大量應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、發(fā)電端、化工、冶金、軌道、機場、醫(yī)藥和市政商用領(lǐng)域。根據(jù)不同的使用場景,可分為分體式、嵌裝式和頂置式。不同應(yīng)用場景下,間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)與傳統(tǒng)制冷方案和其他自然冷卻方法相比優(yōu)勢明顯:對于發(fā)電-電動機等應(yīng)用領(lǐng)域而言:1)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)可實現(xiàn)無泵自循環(huán),運行時系統(tǒng)內(nèi)部壓力低,發(fā)生工質(zhì)泄漏的可能性小。2)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)可自動根據(jù)熱負荷調(diào)整運行狀態(tài),無需外加調(diào)節(jié)控制裝置。3)蒸發(fā)冷卻介質(zhì)絕緣具有高絕緣性與不燃性,即使發(fā)生介質(zhì)泄漏問題,也不會造成短路等重大事故,因此具有較好的安全性。4)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)散熱能力強,采用管道內(nèi)冷的形式應(yīng)用于發(fā)電-電動機定子線棒冷卻上,可有效降低銅導(dǎo)桿與主絕緣間溫差,使線棒在軸向和周向上溫度分布更均勻,從而降低熱應(yīng)力、提高主絕緣壽命。5)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)維護方便,運行、維護成本低。對于數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用領(lǐng)域而言:1)自然冷源利用效率高。2)換熱鏈路短,高效換熱。3)集成度高,環(huán)境要求簡單。4)與傳統(tǒng)機械制冷方法相比,可實現(xiàn)有效節(jié)能。5)戶外安裝的制冷設(shè)備使得空氣處理機組的維護更方便。(2)空冷/液冷散熱:空冷/液冷通過空氣/液體流經(jīng)發(fā)熱部件,通過接觸換熱的方式進行降溫??绽浣Y(jié)構(gòu)簡單、成本低、易維護,相較于液冷和相變材料冷卻,空冷的穩(wěn)定性好,但空氣的低熱導(dǎo)率限制了空冷系統(tǒng)的冷卻性能,所以空冷系統(tǒng)冷卻速度較慢,散熱效果不佳,雖然強制風(fēng)冷可加強氣流運動,提高散熱效率,但使用風(fēng)扇或氣泵強制對流將造成系統(tǒng)能量損失。液冷冷卻的冷卻劑為液體,相對空氣來說,液體具有更大的比熱容、溫度傳遞快、吸收熱量大等優(yōu)點。同體積液體帶走的熱量顯著大于風(fēng)冷,熱傳導(dǎo)的效率亦顯著高于空冷,液冷冷卻技術(shù)優(yōu)勢明顯。液冷技術(shù)可以分為間接制冷和直接制冷兩種方式,對于電力設(shè)備,考慮到安全問題,一般以間接制冷為主。液冷冷卻目前已大規(guī)模應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心等場合。液冷技術(shù)中,間接制冷或者冷板式比較簡單,主要通過冷板與ICT設(shè)備進行熱交換,冷板設(shè)計可給數(shù)據(jù)中心機架安裝液冷門,也可深入到ICT設(shè)備中,與CPU等發(fā)熱器件貼合帶走熱量,可有效降低數(shù)據(jù)中心能耗和能源使用效率。(3)相變材料冷卻:相變材料是一類溫度變化時發(fā)生相變的材料,一般利用相變過程吸收或釋放大量潛熱,以達到熱管理的目的。常見相變材料按物理狀態(tài)可分為氣固相變、固液相變、固固相變和氣液相變四類,氣固和氣液相變材料雖然儲能密度大,但是發(fā)生相變過程時體積變化較大,不利于實際應(yīng)用;固固相變材料在相變過程中體積變化小,無氣、液泄漏風(fēng)險,但是材料難以獲取,且相變溫度較高;相比之下,固液相變材料在熔化或凝固過程中體積變化小,熔點低,相變潛熱大,因此受到廣泛應(yīng)用。相變材料散熱應(yīng)用前景較為廣闊。相變材料散熱系統(tǒng)的優(yōu)點是散熱效果好,無需消耗電池額外能量,同時可用于散熱和加熱使用;缺點是相變前的低熱導(dǎo)率和相變傳熱的遲緩性會限制其在極端服役工況下的應(yīng)用。相變材料散熱方法已有較多研究,其適用范圍廣,但當電池發(fā)熱量小,未達到相變材料熔點時,相變材料無法通過相變過程潛熱,即相變冷卻失效,所以相變材料冷卻適用于發(fā)熱量較大的電池包??紤]到在大倍率放電過程中電池發(fā)熱量的不一致性,因此,在發(fā)熱量較大部位的相變材料中插入質(zhì)量輕的鋁熱管可以輔助散熱,提高電池均溫性。目前相變材料冷卻多用于電子設(shè)備散熱。相變材料作為一種被動換能材料具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢,目前產(chǎn)業(yè)處于起步階段,未來技術(shù)突破將驅(qū)動產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展,未來市場前景廣闊。2.4.儲能熱管理市場廣闊,溫控設(shè)備迎來發(fā)展新機遇電化學(xué)儲能快速增長,可再生能源并網(wǎng)為未來儲能裝機驅(qū)動因素。近年來,國內(nèi)外電化學(xué)儲能均呈快速增長態(tài)勢。在新增電化學(xué)儲能的應(yīng)用中,主要以可再生能源并網(wǎng)為主。2020年中國新增電化學(xué)儲能中,可再生能源并網(wǎng)儲能占比為40%左右。預(yù)計2025年全國風(fēng)電光伏發(fā)電量占全社會用電量16.5%。2021年全國風(fēng)電、光伏發(fā)電占全社會用電量的比例達到11%左右,后續(xù)逐年提高,到2025年達到16.5%左右。2020年我國全社會用電量為75110億千瓦時,自2002年以來復(fù)合年均增長率為8.34%。2020年,全國可再生能源發(fā)電量達22148億千瓦時。其中,風(fēng)電4665億千瓦時;光伏發(fā)電2605億千瓦時。基本假設(shè):1)參考過往用電量增速并做適當預(yù)測,假設(shè)2021-2030年期間全社會用電量CAGR為5.5%;2)根據(jù)國家能源局預(yù)估的風(fēng)電光伏發(fā)電量占比,2021年約為11.0%,2025年約為16.5%,CAGR為10.67%,因此近似假設(shè)2030年風(fēng)電光伏發(fā)電量占全社會用電量27.4%。3)參考國家能源局2020年統(tǒng)計數(shù)據(jù),假設(shè)全國風(fēng)電平均利用小時數(shù)2097小時,光伏發(fā)電年均發(fā)電小時為1160小時;4)根據(jù)國家能源局2020年統(tǒng)計風(fēng)電光伏裝機量的情況,風(fēng)電:光伏≈64:36,假設(shè)至2025、2030年,風(fēng)電:光伏=60:40;5)根據(jù)國家能源局統(tǒng)計數(shù)據(jù),2020年全國風(fēng)電利用率96.5%,光伏發(fā)電利用率98.0%。假設(shè)2025、2030年保持不變;6)根據(jù)海南、湖南、新疆、山西、陜西、貴州、山東、青海、寧夏等地明確規(guī)定新能源發(fā)電配置儲能比例,儲能容量多以5%、10%為下限,放電時長以2小時為標準,假設(shè)至2025、2030年,儲能系統(tǒng)功率占風(fēng)電光伏發(fā)電裝機功率的15%,放電時長為2小時;7)參考2020年光伏電站EPC中標價,假設(shè)2025、2030年電化學(xué)儲能系統(tǒng)的建設(shè)成本為1.5、1元/Wh;8)當前電化學(xué)儲能熱管理投資規(guī)模大概是儲能系統(tǒng)投資的3%-5%,假設(shè)2025、2030年保持不變。電化學(xué)儲能熱管理投資規(guī)模:基于以上假設(shè),2025、2030年全社會用電量為9.82、12.83萬億千瓦時,則來自風(fēng)電、光伏的部分為1.62、3.51萬億千萬時,結(jié)合對應(yīng)的棄風(fēng)、光率,可以計算出對應(yīng)的發(fā)電量。2025、2030年用電量來自風(fēng)電的為0.97、2.11萬億千萬時,對應(yīng)發(fā)電量為1.01、2.19萬億千萬時,根據(jù)平均時長計算出對應(yīng)480、1042GW風(fēng)電裝機功率。2025、2030年用電量來自光伏的為0.65、1.41萬億千瓦時,對應(yīng)發(fā)電量為0.66、1.43萬億千萬時,根據(jù)平均時長計算出對應(yīng)570、1237GW光伏裝機功率。2025、2030年風(fēng)電、光伏總裝機功率為1050、2279GW。按照假設(shè)中的15%的裝機容量占比估算對應(yīng)的儲能裝機功率,2025、2030年風(fēng)電光伏電化學(xué)儲能裝機功率為158、342GW。假設(shè)平均放電時長為2小時,則風(fēng)電光伏電化學(xué)儲能電量為315、684GWh,對應(yīng)投資成本約4725、6836億元,假設(shè)2025、2030年熱管理投資成本占儲能系統(tǒng)投資成本的3%-5%,則預(yù)估2025、2030年對應(yīng)的儲能熱管理投資規(guī)模為142-236、205-342億元。抽水蓄能迎來巨大轉(zhuǎn)機,政策明確裝機量未來15年增長9倍。抽水蓄能是當前技術(shù)最為成熟、全生命周期碳減排效益最顯著、經(jīng)濟性最優(yōu)且最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)電源,與風(fēng)、光、核、火等能源配合效果較好。在全球應(yīng)對氣候變化,實現(xiàn)“雙碳”目標,加快能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的新形勢下,抽水蓄能加快發(fā)展勢在必行。目前已投產(chǎn)抽水蓄能總裝機量為32.49GW,在建53.93GW。未來將進入快速發(fā)展階段,“十四五期間”預(yù)計開工180GW,“十五五”期間預(yù)計開工80GW,“十六五”期間預(yù)計開工40GW,三個五年規(guī)劃期間預(yù)計投資規(guī)模分別為9000億元、6000億元和3000億元。根據(jù)抽水蓄能EPC招標合同預(yù)估熱管理投資大概為500-1000萬/GW,因此預(yù)測至2025年抽水蓄能溫控?zé)峁芾硗顿Y規(guī)模為9-18億元,至2030年累積投資規(guī)模為13-26億元,至2035年累積投資規(guī)模為15-30億元。3.重點分析工業(yè)溫控專家申菱環(huán)境國內(nèi)領(lǐng)先的專用性空調(diào)生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)品品類豐富多元。申菱環(huán)境是一家以人工環(huán)境調(diào)節(jié)、污染治理、能源利用為服務(wù)方向,致力于為數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)環(huán)境、工業(yè)工藝產(chǎn)研環(huán)境、專業(yè)特種應(yīng)用環(huán)境和公共建筑室內(nèi)環(huán)境等應(yīng)用場景提供人工環(huán)境調(diào)控整體解決方案的領(lǐng)先企業(yè)公司,主營業(yè)務(wù)圍繞專用性空調(diào)為代表的空氣環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備開展,根據(jù)應(yīng)用場景的不同,可將公司專用性空調(diào)產(chǎn)品歸為數(shù)據(jù)服務(wù)空調(diào)、工業(yè)空調(diào)、特種空調(diào)、公建及商用空調(diào)四大類別,對應(yīng)的產(chǎn)品種類豐富。公司專用性空調(diào)產(chǎn)品下游應(yīng)用行業(yè)眾多,可應(yīng)用于電力、冶金、化工、民航、軌道交通、軍工、環(huán)保、大型公共建筑物等諸多領(lǐng)域。多款產(chǎn)品可用于電力溫控領(lǐng)域,大型電力樞紐工程中已有應(yīng)用示范。電力是公司專用性空調(diào)產(chǎn)品的重要應(yīng)用領(lǐng)域,組合式空氣處理機、工業(yè)單元式空氣調(diào)節(jié)機、恒溫恒濕型單元式空氣調(diào)節(jié)機、低露點除濕機、核電抗震型風(fēng)冷冷水機等產(chǎn)品可應(yīng)用至電力行業(yè)的溫控領(lǐng)域,用于保障發(fā)電送電設(shè)備安全、人員健康以及實現(xiàn)節(jié)能減排。憑借較強的技術(shù)實力和較佳的產(chǎn)品品質(zhì),公司產(chǎn)品獲得了國家主要發(fā)電集團、國網(wǎng)和三峽集團的認可,已成功為中國多個水電站、核電站和電網(wǎng)提供空調(diào)系統(tǒng)解決方案,包括三峽水利樞紐工程、烏東德水電站、溪洛渡水電站、向家壩水電站、二灘水電站等特大型、大型水電站以及福清、田灣等核電站。此外,公司在國內(nèi)外有多個電力行業(yè)溫控示范項目,彰顯出公司較強的品牌市場影響力。國家電網(wǎng)為公司重要客戶,公司在電力行業(yè)客戶資源積累較好。2018-2020年國家電網(wǎng)均為公司的前五大客戶,2020年,公司從國家電網(wǎng)獲得的收入為8011.63萬元,在總營收中占比為5.46%,以上數(shù)據(jù)反映出公司與國家電網(wǎng)合作關(guān)系較為緊密。除與國家電網(wǎng)有合作關(guān)系外,公司與國內(nèi)主要發(fā)電集團、三峽集團等電力行業(yè)的主

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