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電力溫控行業(yè)研究報(bào)告導(dǎo)語(yǔ)電力溫控設(shè)備屬于專(zhuān)用性空調(diào)的重要應(yīng)用領(lǐng)域1.“電網(wǎng)升級(jí)+結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型”雙驅(qū)動(dòng),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(yùn)行的重要保障設(shè)施電力溫控設(shè)備屬于專(zhuān)用性空調(diào)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。專(zhuān)用性空調(diào)是為滿(mǎn)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(yán)格控制在特定范圍內(nèi)而設(shè)計(jì)制造的設(shè)備,或者為使用場(chǎng)景的特殊要求(如防爆、防震、抗沖擊)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造的設(shè)備?;趯?zhuān)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(yùn)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(yùn)行和使用壽命提高的重要設(shè)施。電力設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中,內(nèi)部溫度環(huán)境過(guò)高或過(guò)低均不利于電力設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。同時(shí),由于電流熱效應(yīng)存在,電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電阻會(huì)消耗部分電能,而這部分電能會(huì)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(wèn)題,影響電力設(shè)備的運(yùn)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(yùn)行,在電力系統(tǒng)中會(huì)配置相應(yīng)的環(huán)境溫控設(shè)備,保障電力設(shè)備運(yùn)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(jì),運(yùn)行能耗低,有助于推進(jìn)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(jī)組、滿(mǎn)液式冷水機(jī)組、組合式空調(diào)機(jī)組等溫控設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組冷卻,保障發(fā)電機(jī)組設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)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(jī)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(yùn)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(jī)組蒸汽乏汽以及輔助設(shè)備的冷卻。經(jīng)過(guò)超高壓機(jī)組多次循環(huán)后的蒸汽乏汽依然具有較高溫度,需要通過(guò)凝汽器并用冷卻水冷卻凝結(jié)成水,以便于進(jìn)行水質(zhì)處理后再度引入鍋爐。用于火力發(fā)電廠(chǎng)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(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱,因此,可通過(guò)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(yùn)行能力。換流閥冷卻系統(tǒng)主要由兩個(gè)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(diǎn)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(guò)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱,因此需要對(duì)溫度進(jìn)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?chē)慕橘|(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(lèi)的不同,變壓器采用不同的冷卻方式。常見(jiàn)的冷卻方式包括油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、強(qiáng)迫循環(huán)風(fēng)冷式和強(qiáng)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(hù)外柜就地保護(hù)的裝置若長(zhǎng)時(shí)間工作在高溫下,會(huì)引起元器件性能降低,對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成重大影響。目前,國(guó)內(nèi)已建設(shè)投運(yùn)的智能變電站戶(hù)外柜,在溫度控制方面,主要采用風(fēng)機(jī)、熱交換器或空調(diào)器散熱方式,其中風(fēng)機(jī)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(jìn),形成電力溫控設(shè)備新需求國(guó)家電網(wǎng)推進(jìn)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(guó)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(tái)型,共享型”企業(yè)和建設(shè)運(yùn)營(yíng)好“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”,意在通過(guò)建設(shè)運(yùn)營(yíng)好“兩網(wǎng)”實(shí)現(xiàn)向“三型”企業(yè)轉(zhuǎn)型。為落實(shí)“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略,2019-2024年期間,國(guó)家電網(wǎng)公司將重點(diǎn)完成建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng),將電力用戶(hù)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(lái),以電網(wǎng)為樞紐,發(fā)揮平臺(tái)和共享作用,為全行業(yè)和更多市場(chǎng)主體發(fā)展創(chuàng)造更大機(jī)遇。國(guó)家電網(wǎng)提出分兩階段推進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè),預(yù)計(jì)2024年建成。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是充分應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)萬(wàn)物互聯(lián)、人機(jī)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(shí)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)分為兩個(gè)階段:第一個(gè)階段,到2021年初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。第二個(gè)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(dòng)汽車(chē)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(xiàn)上產(chǎn)業(yè)鏈金融生態(tài)、電工裝備服務(wù)生態(tài)7個(gè)重點(diǎn)方向推進(jìn)。受益智能電網(wǎng)建設(shè)推進(jìn),電力溫控設(shè)備需求持續(xù)增長(zhǎng)。近年來(lái),隨著智能電網(wǎng)建設(shè)推進(jìn),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(duì)電力設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的物理參數(shù)控制要求進(jìn)一步提升,為溫控設(shè)備帶來(lái)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(duì)設(shè)備散熱要求提高成為普遍趨勢(shì),亦驅(qū)動(dòng)電力設(shè)備需求增長(zhǎng)。整體而言,智能電網(wǎng)建設(shè)推進(jìn)背景下,環(huán)境物理參數(shù)控制要求進(jìn)一步提升,將會(huì)形成新的電力溫控設(shè)備市場(chǎng)需求,驅(qū)動(dòng)電力溫控設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)張。1.3.“雙碳”目標(biāo)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(biāo)推進(jìn),電力結(jié)構(gòu)低碳化轉(zhuǎn)型發(fā)展。碳達(dá)峰、碳中和政策背景下,未來(lái)電力結(jié)構(gòu)將以風(fēng)電、太陽(yáng)能等清潔能源為主,低碳化成為電力行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。在以風(fēng)電、光伏為主的新型電力系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中,對(duì)電力溫控設(shè)備提出新要求。風(fēng)光裝機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張,有望驅(qū)動(dòng)電力溫控設(shè)備需求不斷增長(zhǎng)。2020年風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量達(dá)2.82億千瓦,裝機(jī)容量增速高達(dá)34.61%;太陽(yáng)能光裝機(jī)容量達(dá)2.53億千瓦,裝機(jī)總?cè)萘吭鏊龠_(dá)24.12%。到2030年,國(guó)內(nèi)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上,相較于當(dāng)前裝機(jī)規(guī)模,未來(lái)仍有較大提升空間,隨著未來(lái)風(fēng)光新能源裝機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張,將為電力溫控設(shè)備帶來(lái)增量市場(chǎng)需求,驅(qū)動(dòng)電力溫控設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)風(fēng)光資源分布不均,電力區(qū)域間輸送帶動(dòng)升壓站建設(shè)增加,驅(qū)動(dòng)電力溫控設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)。我國(guó)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(duì)較小,其中大多數(shù)風(fēng)能資源豐富區(qū),遠(yuǎn)離電力負(fù)荷中心,電網(wǎng)建設(shè)薄弱,大規(guī)模開(kāi)發(fā)需要電網(wǎng)延伸的支撐。因而,在未來(lái)風(fēng)光新能源電力發(fā)展背景下,為更好地實(shí)現(xiàn)電力跨區(qū)域輸送,與之匹配的電網(wǎng)投資將進(jìn)一步增加。在這一過(guò)程中,將會(huì)增加升壓站的建設(shè)數(shù)量。為保障升壓站穩(wěn)定、安全運(yùn)行,需配備專(zhuān)用的電力溫控設(shè)備用于控制環(huán)境物理參數(shù),進(jìn)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(dú)特的地理環(huán)境也對(duì)專(zhuān)用性空調(diào)提出需求,有助于促進(jìn)特種空調(diào)設(shè)備銷(xiāo)量增長(zhǎng)。海上風(fēng)電為風(fēng)電重點(diǎn)發(fā)展方向,未來(lái)裝機(jī)規(guī)模持續(xù)上升驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用性空調(diào)需求增長(zhǎng)。目前,陸上風(fēng)電可開(kāi)發(fā)資源逐步減少,而海上風(fēng)電處于逐步開(kāi)發(fā)的過(guò)程中,海上風(fēng)能資源豐富,且可開(kāi)發(fā)資源較為充足,未來(lái)隨著海上風(fēng)電投資和運(yùn)行成本下降,海上風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模有望持續(xù)增長(zhǎng)。由于亞太地區(qū)快速增長(zhǎng)和歐洲地區(qū)的持續(xù)增長(zhǎng),到2030年,全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量將從2019年29.1GW增至234GW以上,隨著海上風(fēng)電裝機(jī)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(zhǎng)。由于海上風(fēng)電升壓站對(duì)防腐性能要求較高,這將驅(qū)動(dòng)特種空調(diào)設(shè)備市場(chǎng)需求增長(zhǎng),利好專(zhuān)用性空調(diào)廠(chǎng)商。新能源電力發(fā)展背景下儲(chǔ)能規(guī)模增長(zhǎng),熱管理市場(chǎng)需求逐步釋放。為有效促進(jìn)新能源電力消納,需建設(shè)相應(yīng)規(guī)模的儲(chǔ)能電站來(lái)保證。可以預(yù)計(jì)的是,未來(lái)儲(chǔ)能裝機(jī)容量將顯著增長(zhǎng)。預(yù)測(cè)到2025年,全球電池儲(chǔ)能系統(tǒng)累計(jì)裝機(jī)量有望達(dá)到64.3-179GWh;預(yù)測(cè)到2030年,全球儲(chǔ)能裝機(jī)容量將達(dá)到741GWh,中國(guó)市場(chǎng)儲(chǔ)能部署容量將達(dá)到153GWh。熱管理系統(tǒng)作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部分,未來(lái)有望受益于儲(chǔ)能裝機(jī)容量增長(zhǎng)的過(guò)程,市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張,這將也為電力溫控設(shè)備帶來(lái)增量需求。2.儲(chǔ)能熱管理產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展,電力溫控設(shè)備迎來(lái)發(fā)展新機(jī)遇2.1.政策支持儲(chǔ)能發(fā)展,產(chǎn)業(yè)有望加快發(fā)展儲(chǔ)能為電力供需的全部環(huán)節(jié)提供“再分配”,“雙碳”目標(biāo)下不可或缺。

電能具有即產(chǎn)即用的特點(diǎn),儲(chǔ)能系統(tǒng)可以在發(fā)電端過(guò)剩的時(shí)候?qū)⒍嘤嗟碾娔軆?chǔ)存起來(lái),待需求端高于發(fā)電端時(shí)補(bǔ)充供應(yīng)。除此之外,近年來(lái)風(fēng)電、光伏等清潔能源裝機(jī)規(guī)模不斷提升,這類(lèi)自然能源具有不穩(wěn)定和間歇性的特點(diǎn),一般也需要儲(chǔ)能系統(tǒng)將電能儲(chǔ)存起來(lái),以便穩(wěn)定并入電網(wǎng)。通過(guò)儲(chǔ)能可實(shí)現(xiàn)可再生能源實(shí)現(xiàn)消納、調(diào)頻和削峰填谷等多重功效?!半p碳”目標(biāo)下,一方面要優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)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(chǔ)能系統(tǒng)將在未來(lái)的電力行業(yè)各個(gè)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(chǔ)能為未來(lái)發(fā)展方向。儲(chǔ)能系統(tǒng)按照儲(chǔ)存介質(zhì)可分為機(jī)械類(lèi)儲(chǔ)能、電氣類(lèi)儲(chǔ)能、電化學(xué)類(lèi)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和化學(xué)類(lèi)儲(chǔ)能。機(jī)械類(lèi)儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能,主要優(yōu)點(diǎn)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(chǔ),適用場(chǎng)景相對(duì)較窄。電氣類(lèi)儲(chǔ)能主要包括超級(jí)電容儲(chǔ)能和超導(dǎo)儲(chǔ)能,主要優(yōu)點(diǎn)是充放電快、效率高以及響應(yīng)速度快,但投資成本和維護(hù)成本較高。電化學(xué)類(lèi)儲(chǔ)能即基于各種電池的儲(chǔ)能方式,具有技術(shù)成熟、價(jià)格低廉、壽命長(zhǎng)和循環(huán)次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn),目前主要的缺點(diǎn)為成本偏高以及對(duì)安全性要求比較高?;瘜W(xué)類(lèi)儲(chǔ)能主要包括合成天然氣以及電解水兩種方式,優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)能能量大、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng),缺點(diǎn)是效率較低。抽水蓄能技術(shù)成熟裝機(jī)占比極高,電化學(xué)儲(chǔ)能增長(zhǎng)較快。截至2020年底,中國(guó)已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模35.6GW,同比增長(zhǎng)9.8%;其中抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)占比89.30%,其次為電化學(xué)儲(chǔ)能,累計(jì)裝機(jī)規(guī)模3.27GW,占比9.2%。未來(lái)隨著儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景由當(dāng)前以電源側(cè)為主逐步拓展至電網(wǎng)側(cè)和用戶(hù)側(cè)的全場(chǎng)景覆蓋,電化學(xué)儲(chǔ)能有望依托高效率和高循環(huán)次數(shù)等優(yōu)勢(shì),成為未來(lái)儲(chǔ)能的主流發(fā)展方式。2018年以來(lái)中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)??焖僭鲩L(zhǎng),2018年新增電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)功率規(guī)模高達(dá)0.61GW,同比增長(zhǎng)316%。截至2020年,中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)功率規(guī)模為3.27GW,同比增長(zhǎng)91.2%,2020年全年新增電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)功率規(guī)模達(dá)到1.56GW,國(guó)內(nèi)電化學(xué)儲(chǔ)能呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。政策密集出臺(tái),政策支持有望驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。近年來(lái),國(guó)家出臺(tái)多項(xiàng)政策,從多個(gè)維度推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。尤其是2021年7月以來(lái),國(guó)家接連出臺(tái)多項(xiàng)利好儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策。到2025年,新型儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)到30GW規(guī)模提上。此后通過(guò)拉大峰谷價(jià)差的舉措,間接推動(dòng)用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2021年8月10日,發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布通知鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購(gòu)買(mǎi)調(diào)峰能力增加并網(wǎng)規(guī)模,鼓勵(lì)發(fā)電企業(yè)市場(chǎng)化參與調(diào)峰資源建設(shè),超過(guò)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(shí)長(zhǎng)4小時(shí)以上)配建調(diào)峰能力,按照20%以上掛鉤比例進(jìn)行配建的優(yōu)先并網(wǎng)。整體而言,隨著國(guó)家政策大力支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模有望快速增長(zhǎng),利好儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司。2.2.熱管理是儲(chǔ)能系統(tǒng)安全運(yùn)行的保障,市場(chǎng)關(guān)注度提升儲(chǔ)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(chǔ)能電站事故。運(yùn)行環(huán)境因素即鋰電池需要通過(guò)初始電熱管理設(shè)計(jì)、BMS/PCS/EMS以及空調(diào)系統(tǒng)等管控來(lái)維持合理的運(yùn)行環(huán)境,運(yùn)行環(huán)境管理不善將逐漸影響電池及系統(tǒng)的可靠性,進(jìn)而發(fā)生事故。儲(chǔ)能熱管理作為儲(chǔ)能安全的重要保障舉措,隨著未來(lái)市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能安全管理的重視程度不斷提升,市場(chǎng)需求有望顯著增長(zhǎng)。2.3.多技術(shù)齊頭并進(jìn)發(fā)展,適用熱管理各類(lèi)場(chǎng)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(fù)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(guò)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(shí)現(xiàn)空氣的等濕降溫。常見(jiàn)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(dāng)室外溫度較低時(shí),直接換熱器換熱模式;室外溫度升高時(shí),開(kāi)啟間接蒸發(fā)模式;當(dāng)室外溫度較高時(shí),啟動(dòng)機(jī)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(jī)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(chǎng)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(diǎn)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(wèn)題是流道窄小,容易堵塞,隨著運(yùn)行時(shí)間增加,換熱效率急劇降低,流動(dòng)阻力大,布水不均勻、浸潤(rùn)能力較差,同時(shí)由于使用的金屬材料易被腐蝕,造成結(jié)垢、維護(hù)困難等。管式間接蒸發(fā)冷卻器優(yōu)點(diǎn)是布水均勻,容易形成穩(wěn)定水膜,有利于蒸發(fā)冷卻的進(jìn)行,空氣流道較寬,不會(huì)產(chǎn)生堵塞,因而流動(dòng)阻力小,且二次空氣流道和風(fēng)機(jī)便于布置。存在的主要問(wèn)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(jī)場(chǎng)、醫(yī)藥和市政商用領(lǐng)域。根據(jù)不同的使用場(chǎng)景,可分為分體式、嵌裝式和頂置式。不同應(yīng)用場(chǎng)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(shì)明顯:對(duì)于發(fā)電-電動(dòng)機(jī)等應(yīng)用領(lǐng)域而言:1)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)泵自循環(huán),運(yùn)行時(shí)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(dòng)根據(jù)熱負(fù)荷調(diào)整運(yùn)行狀態(tài),無(wú)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(wèn)題,也不會(huì)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(qiáng),采用管道內(nèi)冷的形式應(yīng)用于發(fā)電-電動(dòng)機(jī)定子線(xiàn)棒冷卻上,可有效降低銅導(dǎo)桿與主絕緣間溫差,使線(xiàn)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(hù)方便,運(yùn)行、維護(hù)成本低。對(duì)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(jiǎn)單。4)與傳統(tǒng)機(jī)械制冷方法相比,可實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能。5)戶(hù)外安裝的制冷設(shè)備使得空氣處理機(jī)組的維護(hù)更方便。(2)空冷/液冷散熱:空冷/液冷通過(guò)空氣/液體流經(jīng)發(fā)熱部件,通過(guò)接觸換熱的方式進(jìn)行降溫??绽浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易維護(hù),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(qiáng)制風(fēng)冷可加強(qiáng)氣流運(yùn)動(dòng),提高散熱效率,但使用風(fēng)扇或氣泵強(qiáng)制對(duì)流將造成系統(tǒng)能量損失。液冷冷卻的冷卻劑為液體,相對(duì)空氣來(lái)說(shuō),液體具有更大的比熱容、溫度傳遞快、吸收熱量大等優(yōu)點(diǎn)。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(shì)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(duì)于電力設(shè)備,考慮到安全問(wèn)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(chǎng)合。液冷技術(shù)中,間接制冷或者冷板式比較簡(jiǎn)單,主要通過(guò)冷板與ICT設(shè)備進(jìn)行熱交換,冷板設(shè)計(jì)可給數(shù)據(jù)中心機(jī)架安裝液冷門(mén),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(lèi)溫度變化時(shí)發(fā)生相變的材料,一般利用相變過(guò)程吸收或釋放大量潛熱,以達(dá)到熱管理的目的。常見(jiàn)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(lèi),氣固和氣液相變材料雖然儲(chǔ)能密度大,但是發(fā)生相變過(guò)程時(shí)體積變化較大,不利于實(shí)際應(yīng)用;固固相變材料在相變過(guò)程中體積變化小,無(wú)氣、液泄漏風(fēng)險(xiǎn),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(guò)程中體積變化小,熔點(diǎn)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(diǎn)是散熱效果好,無(wú)需消耗電池額外能量,同時(shí)可用于散熱和加熱使用;缺點(diǎn)是相變前的低熱導(dǎo)率和相變傳熱的遲緩性會(huì)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(dāng)電池發(fā)熱量小,未達(dá)到相變材料熔點(diǎn)時(shí),相變材料無(wú)法通過(guò)相變過(guò)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(guò)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(dòng)換能材料具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢(shì),目前產(chǎn)業(yè)處于起步階段,未來(lái)技術(shù)突破將驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展,未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。2.4.儲(chǔ)能熱管理市場(chǎng)廣闊,溫控設(shè)備迎來(lái)發(fā)展新機(jī)遇電化學(xué)儲(chǔ)能快速增長(zhǎng),可再生能源并網(wǎng)為未來(lái)儲(chǔ)能裝機(jī)驅(qū)動(dòng)因素。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外電化學(xué)儲(chǔ)能均呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。在新增電化學(xué)儲(chǔ)能的應(yīng)用中,主要以可再生能源并網(wǎng)為主。2020年中國(guó)新增電化學(xué)儲(chǔ)能中,可再生能源并網(wǎng)儲(chǔ)能占比為40%左右。預(yù)計(jì)2025年全國(guó)風(fēng)電光伏發(fā)電量占全社會(huì)用電量16.5%。2021年全國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電占全社會(huì)用電量的比例達(dá)到11%左右,后續(xù)逐年提高,到2025年達(dá)到16.5%左右。2020年我國(guó)全社會(huì)用電量為75110億千瓦時(shí),自2002年以來(lái)復(fù)合年均增長(zhǎng)率為8.34%。2020年,全國(guó)可再生能源發(fā)電量達(dá)22148億千瓦時(shí)。其中,風(fēng)電4665億千瓦時(shí);光伏發(fā)電2605億千瓦時(shí)?;炯僭O(shè):1)參考過(guò)往用電量增速并做適當(dāng)預(yù)測(cè),假設(shè)2021-2030年期間全社會(huì)用電量CAGR為5.5%;2)根據(jù)國(guó)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(huì)用電量27.4%。3)參考國(guó)家能源局2020年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),假設(shè)全國(guó)風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)2097小時(shí),光伏發(fā)電年均發(fā)電小時(shí)為1160小時(shí);4)根據(jù)國(guó)家能源局2020年統(tǒng)計(jì)風(fēng)電光伏裝機(jī)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(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2020年全國(guó)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(chǔ)能比例,儲(chǔ)能容量多以5%、10%為下限,放電時(shí)長(zhǎng)以2小時(shí)為標(biāo)準(zhǔn),假設(shè)至2025、2030年,儲(chǔ)能系統(tǒng)功率占風(fēng)電光伏發(fā)電裝機(jī)功率的15%,放電時(shí)長(zhǎng)為2小時(shí);7)參考2020年光伏電站EPC中標(biāo)價(jià),假設(shè)2025、2030年電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的建設(shè)成本為1.5、1元/Wh;8)當(dāng)前電化學(xué)儲(chǔ)能熱管理投資規(guī)模大概是儲(chǔ)能系統(tǒng)投資的3%-5%,假設(shè)2025、2030年保持不變。電化學(xué)儲(chǔ)能熱管理投資規(guī)模:基于以上假設(shè),2025、2030年全社會(huì)用電量為9.82、12.83萬(wàn)億千瓦時(shí),則來(lái)自風(fēng)電、光伏的部分為1.62、3.51萬(wàn)億千萬(wàn)時(shí),結(jié)合對(duì)應(yīng)的棄風(fēng)、光率,可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的發(fā)電量。2025、2030年用電量來(lái)自風(fēng)電的為0.97、2.11萬(wàn)億千萬(wàn)時(shí),對(duì)應(yīng)發(fā)電量為1.01、2.19萬(wàn)億千萬(wàn)時(shí),根據(jù)平均時(shí)長(zhǎng)計(jì)算出對(duì)應(yīng)480、1042GW風(fēng)電裝機(jī)功率。2025、2030年用電量來(lái)自光伏的為0.65、1.41萬(wàn)億千瓦時(shí),對(duì)應(yīng)發(fā)電量為0.66、1.43萬(wàn)億千萬(wàn)時(shí),根據(jù)平均時(shí)長(zhǎng)計(jì)算出對(duì)應(yīng)570、1237GW光伏裝機(jī)功率。2025、2030年風(fēng)電、光伏總裝機(jī)功率為1050、2279GW。按照假設(shè)中的15%的裝機(jī)容量占比估算對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能裝機(jī)功率,2025、2030年風(fēng)電光伏電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)功率為158、342GW。假設(shè)平均放電時(shí)長(zhǎng)為2小時(shí),則風(fēng)電光伏電化學(xué)儲(chǔ)能電量為315、684GWh,對(duì)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(chǔ)能系統(tǒng)投資成本的3%-5%,則預(yù)估2025、2030年對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能熱管理投資規(guī)模為142-236、205-342億元。抽水蓄能迎來(lái)巨大轉(zhuǎn)機(jī),政策明確裝機(jī)量未來(lái)15年增長(zhǎng)9倍。抽水蓄能是當(dāng)前技術(shù)最為成熟、全生命周期碳減排效益最顯著、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)且最具大規(guī)模開(kāi)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(duì)氣候變化,實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),加快能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的新形勢(shì)下,抽水蓄能加快發(fā)展勢(shì)在必行。目前已投產(chǎn)抽水蓄能總裝機(jī)量為32.49GW,在建53.93GW。未來(lái)將進(jìn)入快速發(fā)展階段,“十四五期間”預(yù)計(jì)開(kāi)工180GW,“十五五”期間預(yù)計(jì)開(kāi)工80GW,“十六五”期間預(yù)計(jì)開(kāi)工40GW,三個(gè)五年規(guī)劃期間預(yù)計(jì)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(biāo)合同預(yù)估熱管理投資大概為500-1000萬(wàn)/GW,因此預(yù)測(cè)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(diǎn)分析工業(yè)溫控專(zhuān)家申菱環(huán)境國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的專(zhuān)用性空調(diào)生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)品品類(lèi)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(zhuān)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(chǎng)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(yíng)業(yè)務(wù)圍繞專(zhuān)用性空調(diào)為代表的空氣環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備開(kāi)展,根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同,可將公司專(zhuān)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(lèi)別,對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品種類(lèi)豐富。公司專(zhuān)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(zhuān)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(jī)、工業(yè)單元式空氣調(diào)節(jié)機(jī)、恒溫恒濕型單元式空氣調(diào)節(jié)機(jī)、低露點(diǎn)除濕機(jī)、核電抗震型風(fēng)冷冷水機(jī)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(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。憑借較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力和較佳的產(chǎn)品品質(zhì),公司產(chǎn)品獲得了國(guó)家主要發(fā)電集團(tuán)、國(guó)網(wǎng)和三峽集團(tuán)的認(rèn)可,已成功為中國(guó)多個(gè)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(guó)內(nèi)外有多個(gè)電力行業(yè)溫控示范項(xiàng)目,彰顯出公司較強(qiáng)的品牌市場(chǎng)影響力。國(guó)家電網(wǎng)為公司重要客戶(hù),公司在電力行業(yè)客戶(hù)資源積累較好。2018-2020年國(guó)家電網(wǎng)均為公司的前五大客戶(hù),2020年,公司從國(guó)家電網(wǎng)獲得的收入為8011.63萬(wàn)元,在總營(yíng)收中占比為5.46%,以上數(shù)據(jù)反映出公司與國(guó)家電網(wǎng)合作關(guān)系較為緊密。除與國(guó)家電網(wǎng)有合作關(guān)系外,公司與國(guó)內(nèi)主要發(fā)電集團(tuán)、三峽集團(tuán)等電力行業(yè)的主

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