9月15日,日立能源全球变压器智能制造基地新址开业仪式在重庆两江新区举办。重庆新工厂是日立能源全球最大的生产基地之一,该厂将数字化技术与变压器制造深度融合,通过智慧制造和可持续生产满足中国快速增长的电力需求,助力全球能源转型。
2023年初,日立能源迁入在两江新区打造的现代化智能制造基地,并引入工业机器人及自动化技术,提高变压器的生产效率和流程的精准度。
该基地还配备了能源管理系统(EMS)对设备和生产数据进行实时的获取、分析和改进,实现全价值链的降本增效。此外,基于可持续的发展理念,该现代化园区亦采用了多项环保举措来全面减少生产和运行的碳足迹。
目前重庆新工厂拥有两条变压器产线,产品主要应用于大型输电和发电企业,同时还生产电抗器及变压器成套绝缘件等电力相关产品。另外,除了服务中国市场,该厂还有约40%的产品供应海外。
新厂开业仪式期间,日立能源全球首席执行官方秦(Claudio Facchin)、日立能源全球执行副总裁、大中华区总裁张金泉接受了《能源》杂志在内的相关媒体采访,介绍了新厂的基本情况和公司的战略布局。
日立能源全球首席执行官方秦(Claudio Facchin)、日立能源全球执行副总裁、大中华区总裁张金泉
智慧制造碰撞能源未来
电力系统的发、输、配、用四个环节,通常采用不同的电压等级,电能的传输需要通过变电环节实现电压的转变与连接。
变压器就是利用电磁感应的原理来改变交流电压的核心装置,制造过程主要包括铁芯加工、绝缘件加工、线圈绕制、器身装配、器身干燥处理、油箱制造、总装配、试验、拆包、运输等。
产业链上游包括硅钢、铜、变压器油等大宗商品,下游触达电力系统的发、输、配、用多个环节,在电力系统中发挥着十分重要的作用。
大型电力变压器从工程设计到现场安装,定制化特征明显,如何与信息化和工业化相结合、实现智能制造一直是行业关注的重点。
据日立能源全球执行副总裁、大中华区总裁张金泉介绍重庆新工厂拥有业内领先的生产及试验设备,变压器生产的工艺过程、设备、物料仓库都处于行业领先水平,如冲击电压发生器的电压高达7200千伏。
通过将数字化技术和变压器生产相结合,重庆工厂在变压器油箱、铁芯制造等多个环节实现了智能化。在智能管理平台中,变压器生产的每个环节都可以做到实时监测和数据收集分析。
“依托数字化技术,我们实现了高度的智能化和数字化生产,包括生产进度、能源消耗、质量控制和可追溯性。供应商可以在线查看我们的物料需求,我们现在基本上所有的产品都可以追溯到供应商原材料。”张金泉说。
另外,根据客户需求,重庆工厂具有定制化产品的设计能力。在对工厂的各生产部门的参观过程中,记者们切实感受到了信息化和工业化的有机结合:生产环境在线监测系统、铁芯油道丸的自动粘接、硅钢原材料的智能化存储及上料.........
用于铁芯油道的滑石丸自动粘接
张金泉表示:“我们设计的产品一定是非常优化的,重庆制造基地的立体仓库、机器人的焊接,还有数字化的展示,确实体现了制造工厂的现代化。”
作为全球变压器制造的龙头企业,日立能源在电力技术层面上下求索,目前已经积累了雄厚的技术实力。
日立能源全球首席执行官方秦介绍,公司在三个领域方面发力:第一个领域是数字化的产品,它主要是管理电网和电力应用领域的复杂性。第二个领域是电力电子,电力电子已经应用于高压直流技术,应用于我们电能质量技术,应用于电网还有储能,它可以在电能转换上,在太阳能、风电领域起到关键的作用。除了生产高效的电器设备,日立能源也在助力中国乃至全球碳中和方面持续发力,公司重点布局的第三个领域便是可持续产品的设计。
数字化技术赋能碳中和
方秦认为:能源转型是实现可持续发展的关键着力点,而可持续解决方案、电力电子及数字化将成为构建未来能源系统的关键技术。
“在数字化领域,变压器是非常重要的电力设备,在交流输电方面它能够减少损耗,在直流输电方面能够更好地加强电能质量,它有这么一个作用。”方秦解释道。
以联合国可持续发展目标(SDGs)为蓝图,日立能源于2021年在全球宣布“2030可持续发展战略”。在全球范围内,去年日立能源已在自身运营范围内使用100%非化石能源电力,下一步将在2030年前实现企业运营碳中和。
方秦认为,重庆新工厂在日立“2030可持续发展战略”的实现过程中处于重要地位:“在能源转型需要提升速度,需要扩大规模,在这个过程中不是一家就能做到的,我们要在不同的领域和不同的利益相关者进行合作和创新。这家工厂在这25年的发展过程中树立了一个很好的典范。”
据悉,重庆智能制造基地所用的电力全部来自于绿电,除此之外,利用数字化技术,工厂在变压器的生产过程中大幅提升了生产效率,减少了浪费。
在产品设计方面,重庆新工厂也将减碳潜力发挥到了极致。张金泉说:“我们变压器的外壳漆是水性漆喷涂,相比油性漆可以减少对环境的污染,这在全球也是非常领先的。而且我们现在可以把变压器的损耗做到很低,比如硅钢片。变压器里面的损耗和硅钢片厚度正相关,我们的剪切线可以剪切0.18毫米厚的硅钢片,应该是剪到最薄的了,也就是说它的损耗是非常低的。
高效与可持续是日立能源变压器产品的突出特点,公司目前已经形成了一整套数字化管理技术和能效控制技术,在帮助自身减碳的同时生成行业级解决方案,为电力行业碳中和贡献专业力量。
“在电网自动化领域,我们有非常领先的数字化和软件技术,不仅提供电网的控保,可以管理全生命周期的资产。比如说我们在中国的Lumada APM资产健康管理软件,能够帮助客户设计计划和预测未来的碳排放。”
2022年发布的“中国电器工业100强”排行榜中,日立能源凭借全球领先的能源与数字化解决方案荣膺“中国电气工业双碳解决方案TOP10”。
立足中国服务全球
日立能源与中国的能源电力建设渊源颇深,合作关系可以追溯到100多年前。日立能源于1979年在北京设立办事处,经过40余年的发展,参与建设了中国40余个的高压直流输电工程。
张金泉介绍,重庆工厂2004年就为三峡提供了500千伏的交流变压器,后来又参加了1000千伏交流的电网建设、±1100千伏直流项目的建设,公司的技术发展和中国的电力建设协同并进。
特别是碳中和浪潮兴起后,中国的风光大基地建设如火如荼(到 2030 年,我国将建设风光基地总装机 455GW,十四五规划 200GW,十五五规划 255GW)。新能源电力的远距离输送的需求刺激了特高压输电线路的建设,带动了变压器行业的蓬勃发展。
根据国网规划,“十四五”期间, 国家电网规划建设特高压工程“24 交 14 直”,涉及线路 3 万余公里,变电换流容量 3.4 亿 千伏安,总投资 3800 亿元。华泰证券分析:2023 年年内,国网计划核准“5 直 2 交”,开工“6 直 2 交”, 直流开工数量为历史最高值。
“像现在中国这个特高压的项目,1100千伏的昌吉-古泉特高压直流输电在全球都是第一个,还有我们参与的张北四端的柔性直流电网也是全球首个。日立能源除了参与中国的重点电力项目,也在技术上做了很大的突破。”张金泉说。
另外,公司表示,在全球能源转型的大背景下,除了服务中国市场,日立能源的出口比例也不断地增加,今年重庆工厂的订单出口大概占40%,不光是为中国能源转型作贡献,也为全球的能源转型作贡献。
据悉,重庆变压器制造基地在日立能源的全球供应链中是非常重要的一个部分,依托全球市场布局以及工厂的升级,重庆工厂作为一个主要的设备供应商,供应到中东地区等新兴市场。
方秦说:“重庆工厂不只是日立能源在全球最大的生产基地之一,同时它也是我们全球最先进的工厂之一。同时,我们有很多的机会从其他国家的兄弟工厂分享和交流经验和技术,比如说在数字化领域,在优化整个工厂布局和在提升效率的领域,致力于用最少的电力和能源达到它的产出的最大化。”
对于全球能源转型和碳中和问题,他认为:在去碳化的过程中,每家公司和每个人都在扮演一个角色,无论是中国还是全球。
“我们认为电力是整个能源转型的重要支撑,而且会是一个长期的发展方向,我们也会在这个过程中进行不断地投资。在未来的能源电力系统中,电力会发挥非常重要的作用,在发电端、在用电端,在这个过程中投资是非常有必要的,这家工厂正是我们进行投资的一个很好的表率。当然,在这个过程中我们一定要和重庆各个方面进行合作,来扩大整个工厂的产能,来扩大它的影响。”方秦坦言。
1998年,日立能源以重庆为起点建立了在中国西部的首家合资企业——重庆日立能源变压器有限公司。发展至今,公司已成为日立能源全球最大的变压器研发和制造基地之一,拥有电力变压器、电抗器、高压直流换流变压器及变压器成套绝缘件产品和服务。
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