技术突破推动“十二五”

 

　　技术突破推动“十二五”火电清洁高效发展

　　在我国以煤为主的能源形势下，火力发电仍将在相当长的时期内在电力结构中占据主导地位，火力发电的清洁高效发展是我国的必然选择。为此，《国家能源科技“十二五”规划》(下称《规划》)在火力发电技术领域确定了将“高效、节能、环保的火力发电技术”列为能源应用技术和工程示范重大专项。

　　根据《规划》要求，通过高效、节能、环保的火力发电应用技术和工程示范重大专项的实施，到“十二五”末期，我国将在火力发电科技方面实现700摄氏度超超临界燃煤发电关键技术和40万千瓦IGCC关键技术的突破，掌握火电机组大容量二氧化碳捕集技术。在火电装备制造方面，将建立完善的燃气轮机研制体系，重点突破热端部件设计制造技术，实现重型燃气轮机和微小型燃气轮机的国产化和本地化。同时，在火力发电领域，将依托相关能源企业、科研院所和高等院校建成一批国家能源研发中心(重点实验室)，有力支撑清洁、高效、环保的火力发电方面的技术创新和装备研发。

　　展望2020年，在火力发电技术方面，将进一步掌握700摄氏度超超临界发电机组的设计和制造技术，实现F级重型燃气轮机的商业化制造和分布式供能微小型燃气轮机的产业化。

　　发展先进燃煤发电技术

　　“十二五”期间，燃煤发电仍然是我国发电的主力。在燃煤发电方面，科技发展主要体现在研发优化增量煤电技术和提升存量煤电技术，优化增量就是要发展大容量高参数发电技术、IGCC发电技术等清洁煤发电技术，提升存量就是要发展先进的能效提升和环保技术，进一步提高现役燃煤机组的效率、降低污染物排放。

　　《规划》指出，建设高效节能环保节水的燃煤发电示范工程，使其发电效率、污染物排放、耗水等主要指标达到国际先进水平。

　　电力规划设计总院副院长孙锐介绍，我国的煤炭基地大部分都分布在缺水地区，在缺水地区建设火电机组都需要采用空冷机组。尽管目前采用空冷机组耗水指标已达到0.11立方米/(秒.百万千瓦)，与湿冷机组相比可节水约80%，但还可以通过活性焦脱硫工艺等技术手段，进一步降低机组的耗水量，在目前空冷机组耗水指标的基础上再下降50%，这对于扩大富煤缺水地区坑口电厂的规模具有重要的意义。另一方面，空冷机组的煤耗高于湿冷机组，可通过提高空冷机组的初参数和系统优化等可行的技术手段，尽可能降低空冷机组的煤耗。

　　据了解，目前国内的电力设计单位在建设高效节能环保节水型燃煤发电机组方面已经开展了相关的研究工作，全部技术都是成熟的，具备了建设示范工程的条件。国家能源局正在研究落实示范工程的建设。

　　“采用空冷机组虽然可以节水，但却增加了机组的煤耗，同时提高了工程造价。目前，国家对于火电厂脱硫、脱硝是有电价补贴政策的，而对于火电厂降低水耗指标方面，尚未出台鼓励政策，这对于火电厂节水技术的推广应用是不利的。”孙锐建议政府相关部门针对我国缺水地区，根据火电机组的耗水程度，出台相应的电价补贴政策。

　　规划指出，开工建设700摄氏度超超临界发电技术示范工程，使火电机组的供电效率达到48%～50%，为700摄氏度超超临界发电技术的推广积累经验。

　　记者在采访中了解到，700摄氏度超超临界燃煤汽轮发电机组的初参数一般为35MPa/700℃/720℃，机组效率将提高至50%以上，与目前600摄氏度超超临界发电机组相比，每千瓦时煤耗可降低近30克，二氧化碳排放减少近11%。掌握和应用700摄氏度等级超超临界发电技术，是实现我国火力发电行业可持续发展的不可缺少的途径。

　　为了开发我国的700摄氏度超超临界燃煤发电技术，国家能源局组建了700摄氏度超超临界燃煤发电技术创新联盟。

　　开发计划从2011年开始到示范工程投运，预计需要10年时间。

　　孙锐建议，700摄氏度超超临界发电技术的开发，时间周期长，资金投入大，研究课题多，课题之间关联度高、相互影响，需要精细组织。700摄氏度超超临界燃煤发电技术创新联盟的成立，为实施这项技术开发提供了组织保障。

　　《规划》在燃煤发电部分还重点强调了建设IGCC多联产示范工程、IGCC发电技术示范工程，以及超超临界发电设备研制。目前，这些工作也已经取得不同程度的进展。中国华能集团建设的我国首台25万千瓦等级的IGCC发电示范工程项目已进入系统调试阶段，计划2012年内投入商业运行。国内有关单位开展了IGCC多联产示范项目的前期研究工作。国内几大动力集团已经自主开发了120万千瓦等级的超超临界机组的三大主机技术方案，在获得订单后，即可以投入制造生产。

　　努力掌握天然气发电核心技术

　　为优化火电结构，“十二五”期间我国　 天然气发电在火力发电中的占比也将提高，预计“十二五”天然气发电新增装机在5000万千瓦左右。

　　此前，我国引进了F级、E级燃气轮机部分制造技术，但没有掌握设计和核心制造技术，燃机热部件制造技术仍未掌握，燃气轮机组的检修还依赖外方。国内还没有自主知识产权的重型燃气轮机，也不掌握燃中、低热值合成气的燃烧技术。

　　高性能微、小型燃气轮机目前完全依赖进口。

　　在天然气火力发电方面，科技发展主要体现在研发大型燃气—蒸汽联合循环发电技术和天然气分布式能源技术。《规划》中，提出建设分布式能源燃气轮机发电技术示范工程，建设中/低热值燃气—蒸汽联合循环发电示范工程，研制微小型燃气轮机装备，研制成功具有自主知识产权的高效率、长寿命、低成本微小型燃气轮机发电机组，开发具有自主知识产权的重型燃气轮机等。

　　目前，燃气发电方面的也取得了一些进展，依托中船重工集团703所成立了“燃气轮机技术研发(实验)中心”，建设了一大批燃气轮机试验验证平台，并以此为基础支撑了GT25000燃机型号的关键技术与整机研发;中科院也已完成并正在建设相关试验平台，主要用于分布式微小型燃气轮机以及IGCC燃机等的技术研发等。

　　专家表示，我国燃机方面行业整体落后，前期基础研究不够、技术储备不足、支撑条件(试验平台)有限。没有走过从设计到示范应用的全过程，没有完全自主知识产权的燃机产品。这些总的技术现状和行业现状显然也影响着技术创新平台的建设。

　　中国科学院工程热物理研究所所长助理谭春青告诉记者，此领域的市场问题也值得关注，天然气分布式能源通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，可在负荷中心就近实现能源供应，是天然气高效利用的重要方式。与传统集中式供能　 方式相比，天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点，但上/并网问题一直未解决，未来发展以燃气轮机为核心的天然气分布式供能系统就必须解决上/并网问题。

　　建设火力发电研发平台

　　基于上述火电技术目标，《规划》提出建设火力发电研发平台，主要包括：建设燃气轮机技术研发平台、建设大型涡轮叶片研发平台、建设大型清洁高效发电设备研发平台、建设火力发电节能减排与污染控制技术研发平台。

　　“本规划中的技术创新平台是一系列研发中心、实验室的总称，用以支撑技术研发、装备制造和示范工程，从而共同形成‘四位一体’科技创新体系。作为推动此项工作的一部分，目前能源局已经陆续批准建设了7个研发/试验中心，有效地推动了相关技术的发展。未来将一方面继续加强现有研发/试验中心的建设，另一方面根据技术、产业发展需要新建设一批技术研发平台，也纳入技术创新平台中。”谭春青说。

　　据介绍，这些技术平台将会对推动我国火电技术的发展产生重要作用，通过燃气轮机技术创新平台的建设，可以推动燃气轮机技术和装备的发展，并解决工程示范的一系列问题，这必将推动以清洁(天然气微小型燃机氮氧化物排放达到10PPM以内)、高效(能源综合利用率可达80%以上)、安全 (不依赖大电网独立运行)为特征的分布式供能系统的快速发展，从而提高我国能源效率，降低污染物排放。

　　在煤电方面，通过技术创新平台的建设，可以继续提高发电效率，预计先进机组煤耗可降低到260克/千瓦时以内，行业整体煤耗可到300克/千瓦时以内。至2015年有望突破700摄氏度超超临界机组关键技术，突破热端部件设计制造技术，掌握火电机组大容量二氧化碳捕集技术。至2020年，有望掌握700摄氏度超超临界发电机组的设计和制造技术。

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