“在直流研究上投入15年”……LS Electric挑战“先行者”[电力产业大转型]⑤

在电力业界，直流（DC）成为大势已是不争的事实。然而，以工厂为单位，构建全直流专用配电系统的，目前在全球范围内只有LS Electric一家。考虑到直流市场尚处于萌芽阶段，如果没有对产业成长的强烈信心，很难做出这样的投资。LS Electric为何如此笃定？记者采访了长期主导直流相关技术研究的LS Electric先行技术研究团团长Bae Chaeyun，以及负责建设直流工厂的天安事业场厂长Moon Sangcheon。

左为LS Electric先进技术研究团团长Bae Chaeyun，右为LS Electric天安事业场工厂长Moon Sangcheon，20日正在忠南LS Electric天安直流工厂接受采访。姜珍亨 记者提供

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Bae团长表示：“直流之所以崛起，是因为高效率。”他称，“与必须再经过一次交流（AC）转换的既有方式相比，直流可以减少一道转换工序，从而防止电力损耗。”在既有交流配电体系中，需要DC→AC→DC两次转换，因此会产生损耗；而采用直流配电后，转换过程减少一个阶段，可将电力损耗降到最低。尤其是对于需要大规模电力的数据中心，本来就要铺设大量电缆，如果利用直流配电，则可以进一步减少所需电缆数量。

直流效率性之所以是“姗姗来迟”才获得认可，原因在于技术变化。Bae团长称：“过去无条件是交流更有利，但如今随着半导体技术发展，电压调节变得容易。从高压直流输电（HVDC）到低电压直流（LVDC），技术适用范围大大拓宽。”

一直以来，电力企业难以挑战直流工厂构想，是因为大部分配电设备都以交流为中心构成。若要改为直流，就必须全部拆除既有设备重新导入，从投资到实际收益显现，投资回收期（ROI）至少需要3年以上，对企业而言并非易事。

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不过，LS Electric在综合考虑将整体设备改为直流后可获得的电力效率提升后，判断收益更大。根据开放数据中心联盟（ODCA）对“直流工厂效果”的验证结果显示，当把全部生产设备改为直流时，电力效率可提升近14%。虽然投资成本高达22亿韩元，但每年可节省2111MWh电力。与仅更换直流照明相比，将整体设施转为直流时，投资回收期也可从约5~6年缩短至3年。此外，天安工厂正处于新建生产线的时间点，因此可以从一开始就铺设基于直流的设备。

20日，在忠清南道 LS Electric 天安直流工厂，LS Electric 先行技术研究团长 Bae Chaeyun 正在接受采访。姜珍炯 记者供图

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LS Electric自2010年起便持续投资直流技术开发。由包括先行技术研究团在内的3个研究团构成的电力研究开发本部，一直在开发直流相关技术。总投资规模达2100亿韩元，年均投入约140亿韩元的资源。Bae团长表示：“针对直流专用设备的研究大约已经进行了7年，如果从基础研究算起，我们从10多年前就持续努力。虽然在交流领域我们落后于欧洲和美国，但在直流领域，我们以成为引领世界的企业为目标，相对于市场规模投入了非常大规模的资金。”

特别是，LS Electric在构建直流工厂的同时，也致力于设备国产化。Bae团长解释称：“这里导入的设备中有70%以上是国产设备，其中一部分是我们自主研发后应用的。”

不过，当前国内外直流产业仍处于萌芽阶段。两人预测，从以交流为基础的电力产业向以直流为基础的产业转型还需要较长时间。Bae团长表示：“我们是‘先行者’，因此不得不承担风险。我们非常看好这一产业的前景，但产业最终会如何演进，还需要继续观察。”

他们认为，若要在数据中心应用直流设备，相关配套设施的建设迫在眉睫。与工厂1~5MW的电力规模已足够不同，AI数据中心的基础需求就有60~80MW，甚至要求达到120~200MW规模，因此必须优先开展提升直流核心设备容量的开发工作。目前，国内外正以试点形式推进直流数据中心项目，拥有半导体变压器（SST）、断路器等下一代设备的企业正积极参与竞争。

数据中心建设不仅牵涉电网，还与韩国电力公司并网、供水保障以及地方政府行政等多方因素交织，结构极为复杂。他们判断，这些因素反而在加速推动直流导入的讨论。Moon厂长也表示：“韩国电力公司不可能无限制增加发电厂，核电与可再生能源议题也在不断出现。归根结底，关键在于如何‘高效地生产、分配和使用能源’。从这一视角看，直流的扩散是必然趋势。”

同时，他们认为有必要在整个行业范围内，循序渐进地完善相关设备和设施。Moon厂长表示：“在发电阶段，需要扩大基于直流的电源；在配电和设备阶段，则需要能够在有限电力下将损耗降到最低的技术。当然，要在所有环节一次性全部改为直流很难实现，但应将发电源（电源）和负荷（设备、设施）阶段区分开来，分阶段扩大基于直流的系统。”

文相天 LS Electric 天安事业场工厂长20日在忠南 LS Electric 天安DC工厂接受采访。姜珍亨记者提供

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Moon厂长表示，近期试图自行构建基于直流电网的客户企业不断增加，对直流专用驱动解决方案的需求也在上升，开始摆脱继续沿用既有交流驱动设备的方式。他称：“现在确实出现了这样的需求——只要我们供应直流专用驱动装置，客户就要直接接入直流电网使用。若要全面推开，不仅生产设备，冷却、空调、照明、电力控制系统等各类设备，也都必须从以交流为中心，转变为直流专用设备。”

制度缺位是制约产业扩张的最大障碍。国内几乎没有与直流相关的安全标准、计量规范和安装规定。Bae团长解释称：“没有标准，连许可都拿不到。现在还处在必须逐项向电气安全机构确认后才能建设设备的初级阶段。”韩国电力公司也在推进将原本仅适用于交流设备的高效认证和补贴优惠，扩大适用于直流产品的方案。

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两人坚信，“直流时代”即将到来。Moon厂长强调：“今后电力只能从效率的视角来考量。数据中心、可再生能源设施等对电力的使用量将会大幅增加，终有一天，如果不能高效运营电力，就无法维持运转。”

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