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中国电源产业的发展现状与分析


  电源包括电子电源和化学物理电源,本文主要介绍电子电源。电子电源就是对公用电网或某种电能进行变换和控制,向各种用电负载提供优质电能的供电设备,有AC-AC变换,DC-DC变换,AC-DC变换,DC-AC变换。电子电源涉及的范围有多大,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。

  中国电源产业的发展历史

  中国电源产业的规模可分三个发展阶段,根据原电子工业部统计的数据和资料,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是空白,仅有蓄电池、干电池的小型企业。50年代随着建设了一大批国有企业,随着电子工业原材料、原器件和整机产业的发展,电源产品也从无到有。1959年有二厂一校生产五种规格1600多台电源。到1976年,经过17年的发展,已发展到26个工厂,34个品种,52个规格,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,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,经济建设逐步加快,电源产业也逐步进入快速增长期。1989年电源生产企业已发展到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,产量增长16.4倍。

  在这一阶段,随着电源产业的逐步快速发展,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以外,其他行业和系统,如机械、邮电、铁路、电力、军工系统等都有电源开发和生产,特别是乡镇企业和民营企业大量涌现,全国有上千家,几乎遍布全国,出现了一批超亿元,甚至超10亿元的电源企业。在这10年之中,大量的国外产品和公司进入国内,并占据了相当份额,加剧了市场竞争。这部分情况,后面详细分析。

  上面是中国电源产业规模的发展,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、耗能多、效率低,技术水平相当于国际30-50年代的水平。

  随着晶闸管、晶体管技术和产品的发展,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极大发展。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、双极性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、各种各样的零电压、零电流变换的拓扑电路得到广泛应用。电源产品更加小型化、集成化、智能化、高效率、高可靠。

  中国电源产业的发展现状

  本节主要分析近10年来中国电源产业的发展。十年来,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。

  一、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重要的推动作用。

  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。

  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的发展和应用;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。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设备发生故障,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,更新换代,大量的先进的电子技术和设备被采用,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不符合要求,逐渐被淘汰。例如:最近几年国家投资几千亿元进行电网的改造,一些老的可控硅的电力操作电源要逐渐被新的开关电源所代替;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代替,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,这个耗电相当惊人。据美国统计,在美国这种损耗每年35-54亿美元,德国环保机构调查,在德国这种损耗每年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5-10W的待机损耗降到1-2W,甚至0.1-0.5W。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,节电可达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,电力电子和电源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。

  二、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领域是在通信行业,首先分析通信电源。

  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;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。

  中国整个开关电源市场有多大?首先分析一下美国情况,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共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%估计,全国开关电源总额就达70亿元以上,这还不包括各种电器产品和电子仪器内部的电源。

  (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UPS 41万台,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,数量太小。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。这些电源种类繁多,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100亿元,再加上其他电源,据保守估计,电子电源的市场规模要有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要有2000家以上。由中国电源学会主办或主编的《电源技术应用》和《电源世界》两个刊物,面向电源整机和配件企业的发行量都在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。三是北京及周围地区。武汉、西安、成都等地也有一定的分布。

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