發(fā)電設(shè)備多樣化，電力結(jié)構(gòu)仍需調(diào)整

未來發(fā)電設(shè)備的研發(fā)重點是什么？其發(fā)展趨勢會怎樣？我們又將作何謀劃？

　　圍繞上述主題，中國動力工程學(xué)會受國家能源局委托上月在北京召開了“發(fā)電設(shè)備未來發(fā)展戰(zhàn)略”專家座談會。來自哈爾濱、東方、上海三大電氣集團、華能國際電力集團、清華大學(xué)及中國電力技術(shù)市場協(xié)會等單位的十多位專家各抒己見，暢所欲言。

　　火電技術(shù)升級是關(guān)鍵

　　“今后40年，我國電力工業(yè)將持續(xù)快速發(fā)展，發(fā)電裝機容量將增加到2010年的三倍?！比珖娏夹g(shù)市場協(xié)會秘書長江哲生如此判斷我國未來的電力市場。他認為，“受能源資源、環(huán)境、應(yīng)對氣候變化的影響，電源結(jié)構(gòu)將發(fā)生重大變化，其中，非化石能源的發(fā)電量將由目前的20%左右提高到50%以上，發(fā)電設(shè)備的類別也將向多樣化發(fā)展，但燃煤發(fā)電仍占有最大的比重。”

　　由于這種原因決定了相當(dāng)長時間內(nèi)煤仍然是我國主力能源的資源稟賦，煤的低碳化利用，以及提高潔凈燃煤發(fā)電技術(shù)的效率并降低其排放，也依舊是發(fā)電設(shè)備未來的技術(shù)發(fā)展趨勢。

　　“加快火電技術(shù)升級，促進火電健康發(fā)展，實現(xiàn)節(jié)能減排總體目標，是今后火電技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。”中國華能集團公司總經(jīng)理助理蔣敏華認為，“為此，需要大力發(fā)展60萬千瓦及以上超臨界（超超臨界）機組、低NOx燃燒技術(shù)，300～600兆瓦熱電聯(lián)產(chǎn)機組，整體煤氣化燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，超臨界（超超臨界）循環(huán)流化床，空冷發(fā)電技術(shù)等，推進熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)和熱電煤氣多聯(lián)供?！?/br>

　　“潔凈燃煤發(fā)電技術(shù)及產(chǎn)品的發(fā)展是發(fā)電設(shè)備制造業(yè)的根本出路，”上海電氣集團有關(guān)人士在提交的材料中如是表述。這位人士表示，在潔凈燃煤發(fā)電技術(shù)中，提高蒸汽參數(shù)是提高效率幅度最大、最為基本的發(fā)展方向，而以奧氏體和鎳基合金材料為基礎(chǔ)的高超超臨界能大幅度提高經(jīng)濟性，降低CO2排放，成為世界發(fā)電裝備業(yè)關(guān)注的重點，“它的發(fā)展成功與否將影響到整個行業(yè)未來幾十年的走勢”。

　　“預(yù)計2015～2020年將迎來潔凈燃煤發(fā)電技術(shù)發(fā)展最為關(guān)鍵的第二階段，即高超超臨界（或稱先進超超臨界）發(fā)電設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，起步參數(shù)壓力≥35MPa，溫度≥700℃?！鄙鲜鋈耸勘硎?。

　　推動IGCC商業(yè)化

　　提及整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)（IGCC），中國電力規(guī)劃設(shè)計總院前院長湯蘊琳表示，這是世界發(fā)電設(shè)備技術(shù)未來發(fā)展趨勢之一，他認為我國要在2015年前建成1~3個各種氣化路線的示范工程，從中吸取經(jīng)驗。

　　IGCC是將煤炭、石油焦、重渣油、生物質(zhì)等含碳燃料進行氣化，將得到的合成氣與高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進動力系統(tǒng)，它既滿足了日益嚴格的排放要求，又克服了天然氣供應(yīng)不足及價格昂貴的弊端，且具發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的技術(shù)優(yōu)勢，代表了潔凈煤發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向。

　　“我國的能源結(jié)構(gòu)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略決定了我國更需要IGCC，而它能否被接受和認可取決于其造價的降低。進一步減低造價、提高效率并控制CO2排放是IGCC未來發(fā)展的主題，而降低造價最有效的手段就是開發(fā)高效低成本的關(guān)鍵技術(shù)、打破技術(shù)壟斷及加快自主技術(shù)的工程化?！鄙虾ｋ姎庥嘘P(guān)人士也表示，“我國在IGCC關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面已有一定的基礎(chǔ)，發(fā)展IGCC應(yīng)以建設(shè)示范電站為依托，走自主開發(fā)與適當(dāng)引進的技術(shù)發(fā)展路線，在有條件的領(lǐng)域加大自主創(chuàng)新技術(shù)及其工程化的力度，實現(xiàn)大型化、商業(yè)化。

　　除了認為應(yīng)構(gòu)建效率更高、運行可靠的新一代IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)外，來自清華大學(xué)的倪維斗院士還建議說，高性能燃氣輪機是21世紀占主導(dǎo)地位的動力裝置，我國必須要舉國合力、軍民合作、持之以恒用15~25年時間發(fā)展燃氣輪機，而不是分散力量；同時，“還應(yīng)該發(fā)展更先進的蒸汽輪機電站，在目前超超臨界的基礎(chǔ)上，進一步提高蒸汽參數(shù)，使蒸汽電站的效率從目前的44%~46%再上一個臺階，達到52%以上?！?/br>

　　發(fā)展大容量高參數(shù)混流機組

　　近年來，在國家政策的指導(dǎo)下，通過自主開發(fā)和引進技術(shù)消化吸收再創(chuàng)新，尤其是在三峽電站等大型水電項目的帶動下，我國大型水輪發(fā)電機組的設(shè)計制造水平已達到國際先進水平。

　　“從全世界水電發(fā)展形勢來看，最大的水電市場和最高的技術(shù)難度基本都集中在我國?！苯苌J為，隨著水電事業(yè)的發(fā)展，我國的水電技術(shù)將處于世界領(lǐng)先地位。

　　“高水頭大型混流式水電機組的研制和品種多樣化是今后水電設(shè)備的發(fā)展重點之一?！惫枮I大電機研究所副所長陶星明開宗明義：到2009年底，我國水電裝機達到1.968億千瓦，在建6175萬千瓦，后續(xù)的大型項目許多都是400米以上的高水頭機組，而且大多在高山峽谷，為方便電站布置和降低造價，要開展大容量機組的研究，在提高效率的同時，提升機組的穩(wěn)定性和可靠性。另外，常規(guī)的大型軸流、貫流和沖擊式水輪發(fā)電機組也要加強研究，并全面提高機組技術(shù)性能和質(zhì)量。

　　隨著核電的大發(fā)展以及風(fēng)電和太陽能等可再生能源的比例增加，抽水蓄能電站將會得到較快發(fā)展。陶星明介紹說，通過與國外合作制造和打捆招標引進技術(shù)的消化吸收，國內(nèi)企業(yè)目前已具備了自主研制大型抽水蓄能機組的能力?！盀榱颂岣唠娬镜慕?jīng)濟性，抽水蓄能機組向著高水頭高轉(zhuǎn)速大容量方向發(fā)展，要開展高性能高可靠性設(shè)備的研制?！?

　　重視碳捕捉利用封存技術(shù)

　　座談會上，不少專家都提到了碳捕捉技術(shù)。在展望未來世界發(fā)電設(shè)備的發(fā)展時，湯蘊琳將之與IGCC等并列為技術(shù)趨勢，而倪維斗也將該技術(shù)作為清潔煤利用中的脫碳問題，單獨予以闡述。

　　他給出了一個數(shù)字：據(jù)估計，從現(xiàn)在開始到2050年，考慮到大力推動節(jié)能，加速發(fā)展可再生能源、核能、天然氣，仍需利用近1000億噸標煤，“若不采用碳捕捉利用與埋存技術(shù)，CO2的排放量將遠遠不能滿足國際上的要求。”倪維斗表示，“因此，該項技術(shù)遲早要在中國逐步實施，勢在必行?！?/br>

　　他認為，我國從現(xiàn)在開始就要開展有關(guān)碳捕捉利用與埋存的各方面準備工作：燃燒前和燃燒后CO2的捕捉，盡量使能耗和投資降低；CO2的輸運，解決相關(guān)的腐蝕問題；CO2的利用；CO2在鹽水層、廢棄天然氣井、油井的可靠長期埋存和長期監(jiān)控；CO2在地下與地下水和有關(guān)巖層的相互作用與遷移等，“這些工作牽涉到大量的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和大小不同規(guī)模的示范，是一個長期的系統(tǒng)工程。”

　　相關(guān)鏈接: 發(fā)電設(shè)備將進入高超超臨界發(fā)展階段

　　高超超臨界——按參數(shù)和材料，燃煤發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展可劃分為三個里程：1.常規(guī)鐵素體材料經(jīng)歷近百年的發(fā)展，達到壓力24.2Mpa、溫度566℃的最高超臨界參數(shù)；2.1993年開始了以新的先進鐵素體為基礎(chǔ)的潔凈燃煤技術(shù)，即600℃超超臨界的發(fā)展階段；3.預(yù)計2015～2020年將迎來以鎳基和奧氏體為基礎(chǔ)的高超超臨界（或稱先進超超臨界）發(fā)電設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，其起步參數(shù)壓力≥35MPa，溫度≥700℃。

來源：中國工業(yè)報

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