中國是全球最大的能源生產和消費國，能源領域的轉型與變革，將會影響未來數十年經濟的發展。《大國重器2》的第四集“造血通脈”從我國推動能源生產利用方式變革角度，講述煤炭、電力、石油、天然氣、新能源、可再生能源領域裝備我國能源供給體系的新技術，講述特高壓、煤液化設備、鋰電池、充換電、風光水及核電等超級裝備。

這一集中出現了眾多優秀的電新、設備的企業，包括全球出貨量領先的動力電池企業寧德時代、特高壓設備領域優秀企業特變電工與安靠智電、國內空分設備領軍企業杭氧股份、壓裂車制造企業杰瑞股份等。中國世界上最大的能源消費和生產國，也是能源技術裝備的重要生產國。我國每年消耗約6萬億度電，其中約60%來自于燃煤發電，因此高效利用煤炭資源至關重要。中國能源消費結構中：煤炭占63%、石油占18%、天然氣占6.5%，能源結構存在過分依賴煤炭的問題。根據十三五規劃要求，國內天然氣占比需達10%。

特高壓換流變壓器、均壓環與應力錐（特變電工）：

特高壓工程心臟——特高壓換流變壓器，換流-變壓-傳送電力核心裝備。±800kv以上的高壓換流變壓器只有中國、德國、瑞典少數國家能夠制造。

重器：直流輸電的心臟——±800kV換流變壓器

基本信息：體長約25米，重量503噸

特長：送電距離2000多公里。

榮譽：中國的特高壓交流輸電標準，已經被確定為國際標準。

升級版重器：±1100千伏換流變壓器

特長：送電距離最遠達3300多公里，每年可以滿足5000萬中國家庭的用電需求。

榮譽：是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、送電距離最遠、技術水平最先進的特高壓直流輸電工程。

圖：特高壓換流變壓器

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

生產中技術含量最高的工序——繞制線圈；繞制一個線圈需要30天； 另外一個高難度的環節——器身吊裝，需要全組人員默契配合，節目中特變電工團隊已經能做到一氣呵成，器身吊裝入位只需要30分鐘；圓錐形套管與出線絕緣裝置空中對接，是總裝最耗時難度也最高的一個環節，套管對接絲毫不能有差，工人30分鐘對接完成，螺紋螺母絲毫不差。總裝過程制造強國也需要至少16小時，特變電工團隊已經做到只需要8小時全部完成。

圖：繞制線圈

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

第二個提到的特高壓設備是均壓環：專門為±1100kv換流變壓器而設計，是平衡電壓的必備測試裝備，可以完成從±132kv到±1400kv的32項檢測，全部是中國自主研發。中國特高壓交流輸變電標準已經確定為國際標準。新疆昌吉-古泉特高壓，全球第一條±1100kv特高壓線路，全長3319公里，途徑甘肅、寧夏、陜西、河南、到安徽古泉，每年可滿足5000萬家庭用電需求。

圖：均壓環

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

五年來中國投入運行的特高壓輸電通道已經有14條，建設工程總距離超過3萬公里，形成西電東送，北電南供的能源輸送格局。

第三個提到的特高壓設備，應力錐：是確保長距離電力傳輸的大容量電纜系統的關鍵設備，也是國內最后的技術短板。

應力錐，由黑色半導體、透明絕緣體組成錐形體，是電纜連接器的關鍵設備，發揮均勻電廠的作用，維系超高壓工程安全。中國是全球最大電纜生產國，年產值超過1萬億，但應力錐一直無法國產化，多年來電纜連接器智能依靠進口，生產技術和設備被住友、耐克森等國際巨頭嚴密封鎖，國內一方面缺少有相關經驗的研發人員，也缺少用于應力錐制造的絕緣材料。應力錐制造難點是半導體材料和絕緣橡膠的復合工藝，考驗一個國家在高壓絕緣材料、高分子材料、工程設計等在高端制造領域的綜合使用。安靠智電溧陽工廠突破這一工藝，填補中國超高壓電纜連接件關鍵部件自主生產最后一個空白。

圖：應力錐

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

電力傳輸超長導管（安靠智電）：

電力傳輸領域，氣體絕緣輸電線路管道用于巨量電能地下傳輸工程，負荷量是傳統電纜的4-5倍。目前國際最長的管道長度為5米，國內企業開始挑戰18米超長管道制造。節目中提到的國內自主研發的世界上最先進的折圓機用于超長管道制造，圓度誤差不超過千分之一，采用最先進的攪拌摩擦焊接方式，不會產生氣體或裂紋。

重器：地下輸電新干線——氣體絕緣輸電管道

基本信息：(單節18米)300千克-4000千克

特長：將大容量超高壓特高壓電力轉為地下輸送，節約土地資源，消除極端天氣對輸電安全影響，降低電磁輻射。相比傳統地下輸電技術，效能提高了近5倍，將改變現在大型城市電力供給模式。

圖：超長管道

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

圖：折圓機

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

新能源汽車領域選節目組取了電池代表企業寧德時代與來自重慶的換電代表移峰能源。

動力電池（寧德時代）：

監控中心可實時監控路上行駛的電動車的電池相關數據，行駛過程中30℃是電池溫度的重要分水嶺，達到30℃之后的溫度波動至關重要。目前，CATL的電池在行駛過程中溫度波動在3.62℃以內，優于全球5℃的標準。續航里程、安全性能領先全球是相關電池企業的重要目標。CATL最大的電池生產基地，每天生產的電池可滿足1500輛電動車的需求，每個電池包由150-300個電芯組成。

重器：寧德時代6微米銅箔鋰離子動力電池

基本資料：使用壽命15年

特長：比8微米銅箔動力電池能量密度高5%

同于：我國唯一獲得國際車企認可的動力電池，具備完全自主知識產權，擁有近2000項獨立專利。

圖：寧德時代電池生產過程

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

節目組重點介紹了CATL在攻克用6微米銅箔替換8微米銅箔難題的過程。6微米銅箔的應用可有效提升三元電芯的能量密度5%。松下、LG、三星此前在使用6微米銅箔領域止步不前就是因為涂布工序不過關。CATL所使用的專為6微米銅箔電池設計的60m長的涂布機也為國產設備（CATL涂布設備供應商：璞泰來（新嘉拓）），每卷1400m的銅箔在涂布機上以每分鐘80m的速度運行，任何褶皺、翻折都會導致整卷銅箔報廢。

圖：涂布中的銅箔

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

接下來的關鍵步驟是絕緣膜卷繞。高速卷繞中白色的絕緣膜的上下兩面要與銅箔（與鋁箔）制成的  與正負極同時完成貼合（CATL卷繞機供應商：先導智能）也是一項重大挑戰。CATL所用6微米銅箔高速卷繞機也完全國內自主制造。

電池檢測國產裝備也同樣全球領先（CATL檢測設備供應商：星云股份等）。寧德時代的電池檢測經歷500℃高溫火燒、浸水、噴淋、高空墜落、穿刺等步驟，且都以國際最高標準要求。

寧德時代的第一批6微米銅箔電池將用于某德國汽車企業，德國的動力電池50%來自中國。出貨量全球前十的動力電池企業中國占6席，預計到2020年，中國動力電池的全球市占率將達50%。

換電（移峰能源）：

新能源汽車的發展需要來自市場的強大支撐，共享汽車的商業模式也為新能源汽車行業的發展做出了重要貢獻。重慶的共享汽車市場兩年用戶突破200w，獨特的換電模式也是山城共享汽車市場飛速發展的重要原因之一。節目重點介紹了移峰能源的換電站，其換電模式的成功主要得益于3塊芯片，這3塊芯片分別加載了逐組分流、調頻抗干擾、無線傳輸三種技術。也正是這些芯片確保了電池在任何時間、地點和環境下，都能將剩余電量、電壓、電芯的溫度等參數，實時傳回電池監測云平臺。

重器：換電電池

基本信息：搭載3塊芯片，分別加載逐組分流、調頻抗干擾、無線傳輸三種技術

特長：用半自動化機械臂給一輛汽車換完8塊電池，只需要三分鐘。而傳統充電樁充滿一輛車的電池至少需要兩三個小時。芯片可幫助定位，及時發現有換電需求的共享汽車。

圖：電池芯片

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

移峰能源擁有移動換電車，送電上門使得用戶體驗更佳。在深夜，被更換下來的上萬塊耗盡電量的電池，回到它們的“集體宿舍”——能源站，智能倉儲機器人將它們分別送入充電間，利用夜間的用電波谷來充電。

風電：

風能是重要的清潔能源。廣東首個風場每年可發電超過4.9億度。中國每小時就有兩座風機安裝到位，累計裝機量是世界掛名第二的美國的兩倍。我國的7MW海上風機達60層樓高，主機艙重400多噸，葉輪直徑達150多米，可以經受17級臺風的考驗

重器：7兆瓦海上風電機組

基本細心：用鋼量3800噸

榮譽：全球最大的半直驅海上抗臺風風電機組。

核電：

節目播出的是中國完全自主研發的三代核電技術“華龍一號”雙胞胎項目——卡拉奇核電站和福清核電站，卡拉奇與福清雙胞胎工程，意義在于共享技術。卡拉奇項目是“華龍一號”海外首堆，預計2020年建成，建成后年發電量超過180億度，可以支撐巴基斯坦1/3的用電缺口。卡拉奇項目土建接近尾聲，核島穹頂正在預制，國內華龍一號首堆福清核電站完成吊頂后，卡拉奇這一全球體積最大、最終、最薄的核島穹頂將開始吊裝。

重器：自主三代核電技術——華龍一號

基本信息：反應堆廠房高度73.38米，反應堆廠房外徑56.12米

榮譽：華龍一號是中國完全自主知識產權的三代核電技術，也是“走出去”的一張國家名片。

圖：卡拉奇核電項目

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

圖：福清核電項目穹頂吊裝

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

在能源設備領域節目組選取煤液化基地中的核心設備——空分設備與天然氣開采中舉足輕重的壓裂車著重介紹。

空分設備（杭氧股份）：

節目重點介紹了安裝在中國國電煤液化基地的來自杭氧股份的10萬等級空分裝備（即每小時生產10萬立方米氧氣），高等級空分設備國產化是工程師們60多年來的夢想，此前高純度制氧設備相關技術一直掌握在海外企業手中，而杭氧空分設備最終出氧純度99.87%，高出99.6%的行業標準。

重器：工業氣體心臟——10萬等級大型空分設備

基本信息：身高56米，重量1320噸

特長：自主研發創新的國產空分設備，每小時生產10萬立方米氧氣，出氧純度99.87%

榮譽：填補了我國在“十萬”等級空分設備領域的空白，對我國的能源結構戰略具有重大意義，將極大促進我國煤化工、石油、化工等行業的發展。

圖：杭氧股份空分設備

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

而來自煤液化基地的數據被送回研發基地后，能幫助杭氧研發出更高效、更高等級的空分設備。填料是優化的第一個環節，鋁箔是重要填料，改善填料直徑是提高空分效率的重要環節。空分設備的實驗平臺也實現了中國自主制造。產研一體能夠幫助杭氧不斷改進設備。千萬噸煉油、百萬噸乙烯、高等級空分設備10年前均需依賴進口，而現在，國內相關領域設備均已具備全球競爭力。全世界公認，中國目前除了是全球最大的能源消費和生產國，也是非常重要的能源技術裝備生產國。

壓裂車（杰瑞股份）：

全球都在極力開發頁巖氣。中國頁巖氣已探明儲量高達7643億立方米，世界第一。然而，相比于美國的平原地帶的頁巖氣開采地貌，中國頁巖氣礦藏大多集中在溝壑眾多的西南山區，現場只能修整出足球場大的作業空間。大型裝備無法進入。這里的頁巖氣礦藏， 平均井深4600米，幫助中國工程師挑戰高難度開采的就是今天的主角，來自杰瑞股份的壓裂車阿波羅一號。這是全球體型最小的壓裂車。也是全球第一臺單機功率最大的壓裂車小身材，大馬力的關鍵，就在這個機箱里，工程師給它搭載了用于直升機的5600馬力的渦輪發動機。用于游艇的高速減速箱。全球油田開采水馬力最大的柱塞泵。每一個都代表著所在領域的最高水平。這個井場需要阿波羅一號帶動22輛普通壓裂車協同工作。

圖：阿波羅一號壓裂車

資料來源：《大國重器》，天風證券研究所

壓裂車通過高壓管道，以每分鐘16立方米的流量，將攜砂液打入地殼深處。壓裂頁巖層，把攜砂液壓進裂縫。大量的頁巖氣會從裂縫中釋放。并通過特定通道采集出來。工人們正在連接的管道，是攜砂液注入地殼深處的唯一通道。可以承受140兆帕的壓力。壓裂車工作時，哪怕一微米的縫隙，都可能導致液體刺漏，管道崩裂。壓裂時，需要清場，現場操作，全靠井場旁邊的遙控車指揮遙控。

再精妙的技術，也必須得到市場的認可。阿波羅二號已實現交付，這是為美國客戶定制的。經過反復比較，他們選擇了中國這種小身材大動力的開采裝備。這也帶包裝中國裝備進入新能源領域的高端市場。

本文內容均整理自CCTV2《大國重器2：造血通脈》節目。節目完整視頻：http://t.cn/REXHdd6

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