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中国电源产业的发展与分析

来源::未知 | 作者:admin | 本文已影响

“电源”包括电子电源和化学物理电源,本文介绍的主要是电子电源。“电子电源”位于电网(市电)与负载之间,对由电网获取的电能进行变换和控制,向负载(电子计算机、程控交换机、仪器仪表、军工器械等)提供优质电能的供电设备。它涉及的范围有多大,业内人士说法不一,本文对此不作讨论,重点介绍中小功率的电源设备。为了叙述方便,以下简称电源。

由于电源产品应用的广泛性,电源市场的统计比较困难。国外有的利用功率器件的生产情况推算电源的产量。在中国销售的功率器件以及电源产品相当一部分从国外进口,而且销售渠道很多,因此国内电源市场的统计更加困难,本文提供的情况仅供参考。

1中国电源产业的发展历史

中国电源产业的发展可分三个阶段,根据原电子工业部统计的数据和资料[3],可以勾画出大致的发展轮廓。

第一阶段为1976年以前,是中国电源产业发展的初期阶段。

解放以前,我国的电源产业基本上是空白,仅有制造蓄电池、干电池的小型企业。 50年代一大批国有企业的建立,随着电子工业原材料、元器件和整机产业的发展,电源产品从无到有。1959年有二厂一校生产五种规格1600多台电源。经过17年的发展到1976年,已有26个工厂,34个品种,52种规格,33000多台电源。生产单位增长8.7倍,品种规格增长10.4倍,产量增长 20.2倍。

第一阶段从无到有,虽然增长速度较快,但是电源产业的规模还是很小。

第二阶段是1977-1989年,是中国电源产业初步壮大时期。

这一阶段是我国改革开放的初期,经济建设步伐逐步加快,电源产业也逐步进入快速增长期。1989年电源生产厂已发展到171家,产品规格340多种,年产电源54万多台。生产企业数量比1976年增长6.6倍,品种增长10倍,产品增长16.4倍。

在这一阶段,随着电源产业的快速发展,广大的电源科技工作者急需打破原来的封闭状态,了解外部世界。自70年代中期开始,电源科技人员自发组织技术交流,1978年召开了第一次全国电源技术交流会,1983年成立了中国电源学会,1986年得到原国家科委的批准。

第三阶段是1990年至今,是中国电源产业的大发展时期。

这一阶段,除原电子工业部系统外,机械工业部、邮电部、国防科工委所属系统等都参与了电源的开发和生产,特别是乡镇企业和民营企业大量涌现,全国电源生产厂有上千家,几乎遍布全国。在这10年之中,大量的国外产品和企业进入我国,并占据了相当份额,加剧了市场竞争。这部分情况,后面详细叙述。

上面是中国电源产业发展的三个阶段,电源技术的发展大致也可分为以下几个阶段。

50年代是电源整机的创建和仿制时期,主要是仿苏的电子管直流电源、磁饱和交流电源和仿美、仿欧的电子或磁放大式交流稳压电源,并逐渐实现了国产化。这个时期的电源体积大、耗能高、效率低,技术水平相当于国际30~50年代的水平。

随着晶闸管、晶体管制造技术和应用技术的发展,电子管直流电源,磁饱和式交流电源逐渐被淘汰,晶闸管电源、晶体管电源、磁放大式交流稳压电源得到迅速发展,占据了电源市场的统治地位。如1976年生产的33000多台电源产品中,电子管直流电源只有2个规格800多台,分别占直流电源品种的4.1%,规格的 5.6%,产量的4%。

全控功率器件的出现促进了电源技术的进一步发展。GTO可使兆瓦级的逆变电源设计简化,可取代需要强迫换流的晶闸管,目前仍在电源中广泛应用。功率MOSFET的出现,构成了高频电力电子技术,开关频率可达100kHz以上,并可并联大电流输出。IGBT是MOS输入、双极型输出的复合型功率器件,工作频率与GTR相当,其电压定额较高。

随着新型功率器件的出现,脉宽调制(PWM)电路、各种各样的零点压、零电流开关或变换的拓扑电路得到广泛应用,使电源产品更加小型化、集成化、智能化,并且提高了效率和可靠性。

2中国电源产业的发展现状

近10年来中国电源产业无论是电源技术,还是产业的规模,都发展到前所未有的阶段,成为社会各界关注的一个行业。

2.1中国电源产业发展的推动力

电源是各种用电设备的动力装置,是电子工业的基础产品。经济建设和社会生活各个方面的发展都会促进电源产业的发展,特别是以下几个方面更是起到了推动作用。

(1)信息产业的发展

近十年来中国的信息产业以其他行业三倍的速度快速发展,“九五”期间,中国对电子工业的投资比重由过去五年的2.2%提高到5.4%,总投资规模达到4293亿元,比过去五年增长近12倍,因此成为电源产业发展的强大推动力。详见表1、表2。

表1几年来计算机市场销售情况(万台)

年份 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
销售量 45.0 71.8 115.0 210.0 350.0 420.0 500.0
增长速度 80% 59.6% 60.2% 82.6% 66.7% 20.0% 19.0%

表2几年来程控交换机市场(万线)

年份 1995 1996 1997 1998 1999
程控交换机 1104 1386 2659 3325 4023
增长率   25.54% 91.85% 25.05% 20.99%
局用交换机 749 990 1725 3096 3700
增长率   32.18% 74.24% 79.48% 19.51%

移动通信,几年来成为发展热点,例如:1987-1997十年间发展1000万户,1998年一年就发展1000万户,1999年发展近2000万户,增长100%。

计算机行业的发展直接带动了计算机开关电源和UPS的发展及应用;通信行业的发展带动了通信用高频开关电源及相关电源的发展,仅通信用高频开关电源每年销售额就有30亿元以上,1999年仅移动通信就配套电源15亿元。

最近几年各种信息网络大发展,如国际互联网、通信网、广播电视网、金融信息网,就连铁路、民航售票也形成网络,被人称为网络时代。各种网络的正常运行,必须要有可靠的电源系统作保障。例如1997年4月24日上午11时,香港最大的两家银行汇丰和恒生由于UPS电源发生故障,导致中枢电脑系统停顿,两家银行800多台自动柜员机停机两小时,两家银行的电话理财服务暂停,两家银行的柜台电脑不能操作。网络经济的发展,进一步带动了电源市场的发展。

(2)传统工业的改造

国民经济经过20多年的快速发展,许多传统工业系统要进行改造,设备需要更新换代,大量先进的电子技术和设备被采用,这不仅对供电质量提出了更高的要求,而且要求电源产品小型化、智能化、高效率、高可靠、无人值守等,一些老的配套电源产品已不符合要求,将逐渐被淘汰。例如最近几年国家投资几千亿元进行电网改造,一些老的晶闸管电力操作电源逐渐被新的开关电源所取代;铁路要全面提速,要电气化,国家也投巨资进行铁路系统的改造,铁路通信、信号系统等要配套大量的电源产品;通信系统原来配套的相控电源,逐渐被高频开关电源所取代,最近几年,每年的更新数量达几亿元。

(3)节约能源

随着经济的发展和科学技术的进步,节约能源、保护环境已被社会各界所重视。电源是节约能源的重要环节,经过电力电子和电源技术处理之后的电力供应,节能效果明显。例如,家用电器的待机损耗,人们往往不重视,耗电相当惊人。据美国统计,在美国这种损耗每年有35~54亿美元,德国环保机构调查,在德国这种损耗每年有23亿美元,超过柏林全年用电总和。采用新的节能芯片之后,可把(5~10)W的待机损耗降低到(1~2)W,甚至(0.1~0.5)W。电子镇流器是个很小的产品,不但中国的内地很多单位研究,香港、台湾,甚至一些国外机构都在研究,由于它应用范围广阔,一旦好的产品推出之后,就会产生很大的节能效果和经济效益。变频调速也得到广泛应用,近年来变频空调发展很快,变频空调不仅能带来舒适的生活环境,而且节电30%以上。

节约电力,就减少了不可再生的一次能源(如煤炭、石油)的消耗,而且减少了大气污染。电源产品的小型化还可以节约大量的铜、铁等原材料。所以,电力电子变频技术的发展是一个国家技术进步的重要标志。有的专家预言:人类未来的福祉将经由能源电子技术的突破而实现。

2.2中国电源产业的规模

(1)中国电源市场有多大

①开关电源

开关电源最大的应用场所是在通信领域,首先分析通信电源[2]。

近十年来通信事业快速发展,通信电源也同步增长。1991年国内通信电源投资额为人民币0.8亿元,到1995年增加到10亿元,到1998年增加到30亿元,1999年全国通信电源市场容量为35亿元以上。从1991年到1999年通信电源增长43倍多。

国内通信电源的主要客户群有:中国电信、移动公司、中国联通、广电、专网(包括电力网、铁道网、军事网、石油网等)。程控交换机市场经过几年的发展之后趋于平稳,移动通信已成为发展热点。1999年移动公司新增用户约2千万,新建移动基站约2万个,配套电源约15亿元;固定网相控电源改造在1998、 1999、2000年处于高峰期,1999年容量约6~8亿元;新建交换、传输等网络的配套电源约5~7亿元;迅速崛起的中国联通1999年新增容量约 400万户,新建移动基站4千个,配套电源约3~5亿元。此外广电、专网以及新成立的网通公司也占据了通信电源投资市场的一定份额。预计2000年通信电源市场格局与1999年基本相似,移动基站配套电源将成为市场重点。

美国预计2001年AC/DC开关电源48.6亿美元,DC/DC开关电源14亿美元,合计为62.6亿美元,其中用于通信方面的开关电源21.98亿美元,占开关电源总量的35%。

  中国通信方面应用的开关电源35亿元人民币以上,中国的通信事业发展初期,通信电源在开关电源总额中所占比例可能比美国要大,就按50%计算,全国开关电源总额就达70亿元以上,这还不包括各种家用电器和电子仪器内部的开关电源。

②不间断电源(UPS)

中国的UPS市场有多大,众说不一。信息产业部计算机与微电子发展研究中心(CCID)统计1999年的UPS市场是16.8亿元。据中国电子报1998年报道,1996年销售UPS41万台,26亿元人民币,1997年销售 62万台,销售额超过30亿元,1998年销售UPS约90万台,销售额约35亿元。如果说16.8亿元,数额太小。UPS销售渠道很多,仅国外品牌就有几十个,可能统计不全。若说35亿元以上,根据又不充分。据估计20~25亿元是可能的。

据CCID对1999年16.8亿元UPS的销售统计,UPS市场(销售额)区域分布情况是:华北20.34%、华东24.25%、华南18.05%、西南11.96%、华中10.02%、东北8.62%、西北6.76%;按行业分布情况是:金融34.05%、电信29.45%、政府6.25%、邮电5.82%、家庭4.28%、税务3.50%、教育2.36%、其他14.29%。

③其他电源

上面只介绍了开关电源和UPS,电源还有许多种类,如变频电源、电解电镀电源、焊接电源、感应加热电源、充电电源、霓虹灯和照明电源、航空航天和军用电源等。这些种类繁多,分布广泛,没有准确的统计数据,只能加以分析和预测。

综上所述,仅开关电源和UPS的市场规模大约为100亿元,再加上其他电源,据保守估计,电子电源的市场规模有150亿元以上。电源产业的另一个大领域就是化学物理电源,据全国100家较大的电池生产厂家统计,产值约100亿元。据中国化学物理电源行业协会介绍,全国电池厂家大约2000家,全国的化学物理电源大约150亿元。电子电源和化学物理电源加在一起,每年大约300亿元以上,这就是中国的电源市场。

(2)中国电源企业有多少

中国有多少电源企业?谁都说不清楚。去年出版的“中国电源企业大全”收录全国电源生产销售企业5000多家,是否准确很难说。中国电源学会最近几个月整理了一下企业名录,这个名录包括:中国电源学会的会员单位,最近两年参加电源展览会的单位,最近一年在报纸刊物上刊登广告的单位,这些单位都是比较准确的,有 1100多家,包括电子电源的生产、销售和主要配件企业。据估计,这1100多家企业占全国电子电源企业总数的比例不到50%,也就是说全国电子电源企业的生产销售和主要配件企业有2000家以上。据由中国电源学会主办(主编)的《电源技术应用》和《电源世界》两个刊物向电源整机厂和器件厂的发行量都在 3000家以上。据中国化学物理电源行业协会介绍,全国的化学物理电源企业也有2000家左右。如果说中国的电源企业有5000多家还是有根据的。

中国电源企业主要分布在三个区域,一是珠江三角洲,主要是深圳、东莞、广州、珠海、佛山等地。二是长江三角洲,主要是上海、苏南、浙江的杭州和温州一带。三是北京及周边地区。武汉、西安、成都等地也有一定的分布。

2.3中国电源产业的特点

(1)产业分散

由于电源产品应用的广泛性和产品的多样性,就形成了电源产业布局的分散性,各个部门、各个领域几乎都进行电源产品的开发生产。也因此,各个档次的电源产品都有一定的生存空间,而且电源技术的门槛比较低,投资相对比较少,所以大量的民营企业和中小企业几乎遍布全国。

(2)缺乏统一的管理和协调

目前国家还没有一个部门归口管理协调整个电源行业,故整个行业缺乏协调和规划。再加上产业布局的分散性,就容易产生重复建设、恶性竞争,影响产业整体素质的提高。

电源产品的标准和质量管理也很分散,不同的行业有不同的要求,不同的标准。某一个企业或产品若要进入电信、铁路、电力、军工等系统,要经过不同机构的检测和认证。

(3)中国已形成一批龙头电源企业

经过几年的发展,中国已形成一批超亿元,甚至10亿元以上的电源企业,如华为电气股份公司、武汉洲际通信电源集团公司、中兴通讯股份公司、烟台东方电子信息集团等。他们有比较强的技术力量和开发能力,有些产品已进入国际市场。这些企业是带动中国电源产业发展和参与国际竞争的中坚力量。

(4)大量的国外产品进入国内

中国日益扩大的电源市场不仅孕育了国内几千家生产销售企业,而且吸引了大批境外公司和产品进入国内。在UPS产品方面,如山特、APC、爱克赛、梅兰日兰、三菱等;在通信开关电源方面有爱立信、美国的VICOR、腾讯科技、朗讯、德国的西门子、日本的新电元等。在某些领域国外产品占有相当份额。

(5)台湾、香港的生产企业移居内地

随着海峡两岸交流的发展,台湾的电源生产厂商纷纷在大陆设厂生产,目前在大陆的生产规模已经超过了在台湾的规模。以开关电源为例,1997年在台湾本地生产只占15%,而大陆等地有85%;到了1998年台湾本地生产又减少到7.5%,在大陆等地达到了92.5%。如台湾的台达公司,在东莞、上海、天津都设立了工厂,还要在江苏的昆山、吴江等地再开工厂,在上海浦东设立了研发中心,台达公司董事长郑崇华先生以他个人资金在大陆设立了“电力电子研究基金”和奖学金,2000年已开始执行。

3对中国电源产业发展的几点看法

3.1中国电源市场仍处于初期发展阶段

从以下几个方面分析:

(1)中国电源产业发展的历史较短

中国电源产业的发展虽然已有几十年的历史,但真正的发展壮大、形成规模还是最近十多年的事情。一些初具规模的电源企业,除武汉洲际通信电源集团公司、北京大华无线电仪器厂等少数几个企业历史较长外,大多数公司都是90年代特别是最近几年发展起来的。国外公司,除山特、梅兰日兰几家公司是80年代后期进入中国以外,其他公司也都是90年代进入国内市场的。

(2)中国电源企业状况

由于企业众多和市场竞争激烈,电源企业的升降、起伏变动剧烈。从中国电源学会的会员单位变动情况看,每年都有一批新单位加入,每年都有一些单位因倒闭、转产等原因退出;中国电源学会每年举办一次电源展览会,每次展览会都有一批新企业参加,有些老企业逐渐消失。

(3)中国电源市场特点

经过20多年的对外开放和经济的快速发展,综合国力加强,一批国家级的工程项目陆续开工,特别是西部大开发战略的实施,必将带动电源市场的发展。一些传统产业的改造,有的正在进行,有的刚刚开始。即使计算机和通信行业,也不断形成诸如网络信息和移动通信这样带动电源产业发展的热点。中国的电源市场具有巨大的发展潜力和空间,世界各发达国家都在关注中国电源市场的发展。

3.2加入WTO后对中国电源产业的影响

中国电源市场竞争和发展的结果必然促使产业内部的分化和重组,形成一批实力强大的企业主导市场,不适应的企业将被淘汰。中国加入WTO之后将会加速这个进程。

加入WTO之后,要和国际市场接轨,国内市场国际化。加入WTO之后,将促进电源市场的规范化,今后市场的竞争将是质量的竞争,技术的竞争,人才的竞争。企业必须坚持高起点、高标准,和国际接轨。例如华为电气公司设计的DC/DC模块电源,一开始就坚持国际标准,产品出来之后打入国际市场,销往美国等地。

服务已是电源市场竞争的焦点。电源产品的门槛较低,制造技术上的公开性和各种原材料采购上的相似性,使厂商间在产品质量及技术上的差异逐渐缩小,服务已是市场竞争的焦点,是一个企业综合实力的重要组成部分。加入WTO之后,企业必须重视这一点。

3.3增强中国电源产业的国际竞争能力

中国的电源产品已有批量出口,如华为公司、中兴公司等,其电源产品已随他们的通信产品销往世界各地,并且在国外设立工厂,建立合资企业。

中国的电源技术和产品,经过十几年的发展,已有很大进步。同国外的产品相比虽然还有一定差距,但在价格上有优势,在东南亚、非洲以及发展中国家有相当的竞争能力。加入WTO之后,不仅国内市场国际化,国内产品也要国际化,国内生产企业不仅要重视国内市场的开发,也要重视国际市场的开发。

目前已有许多国外公司和产品进入国内电源市场,并占有相当份额,加入WTO之后,中国的电源界将面临国际市场的严峻挑战。一批具有实力的国内电源企业,应当担负起发展民族电源工业的重任,国家也应采取扶持政策,形成国际竞争能力,进军国际电源市场。


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