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| 發(fā)電設(shè)備多樣化 電力結(jié)構(gòu)仍需調(diào)整 |
| 時(shí)間：2010/5/17 |
未來(lái)發(fā)電設(shè)備的研發(fā)重點(diǎn)是什么？其發(fā)展趨勢(shì)會(huì)怎樣？我們又將作何謀劃？
圍繞上述主題，中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì)受?chē)?guó)家能源局委托上月在北京召開(kāi)了“發(fā)電設(shè)備未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略”專(zhuān)家座談會(huì)。來(lái)自哈爾濱、東方、上海三大電氣集團(tuán)、華能?chē)?guó)際電力集團(tuán)、清華大學(xué)及中國(guó)電力技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)等單位的十多位專(zhuān)家各抒己見(jiàn)，暢所欲言。
火電技術(shù)升級(jí)是關(guān)鍵
“今后40年，我國(guó)電力工業(yè)將持續(xù)快速發(fā)展，發(fā)電裝機(jī)容量將增加到2010年的三倍。”全國(guó)電力技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)江哲生如此判斷我國(guó)未來(lái)的電力市場(chǎng)。他認(rèn)為，“受能源資源、環(huán)境、應(yīng)對(duì)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(lèi)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(zhǎng)時(shí)間內(nèi)煤仍然是我國(guó)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(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
“加快火電技術(shù)升級(jí)，促進(jìn)火電健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排總體目標(biāo)，是今后火電技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。”中國(guó)華能集團(tuán)公司總經(jīng)理助理蔣敏華認(rèn)為，“為此，需要大力發(fā)展60萬(wàn)千瓦及以上超臨界（超超臨界）機(jī)組、低NOx燃燒技術(shù)，300～600兆瓦熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，整體煤氣化燃?xì)庹羝?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(jìn)熱電聯(lián)產(chǎn)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)和熱電煤氣多聯(lián)供。”
“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(tuán)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?shī)W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(jì)性，降低CO2排放，成為世界發(fā)電裝備業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，“它的發(fā)展成功與否將影響到整個(gè)行業(yè)未來(lái)幾十年的走勢(shì)”。
“預(yù)計(jì)2015～2020年將迎來(lái)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(chēng)先進(jìn)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℃。”上述人士表示。
推動(dòng)IGCC商業(yè)化
提及整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)（IGCC），中國(guó)電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院前院長(zhǎng)湯蘊(yùn)琳表示，這是世界發(fā)電設(shè)備技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)之一，他認(rèn)為我國(guó)要在2015年前建成1~3個(gè)各種氣化路線的示范工程，從中吸取經(jīng)驗(yàn)。
IGCC是將煤炭、石油焦、重渣油、生物質(zhì)等含碳燃料進(jìn)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(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)，它既滿(mǎn)足了日益嚴(yán)格的排放要求，又克服了天然氣供應(yīng)不足及價(jià)格昂貴的弊端，且具發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，代表了潔凈煤發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向。
“我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略決定了我國(guó)更需要IGCC，而它能否被接受和認(rèn)可取決于其造價(jià)的降低。進(jìn)一步減低造價(jià)、提高效率并控制CO2排放是IGCC未來(lái)發(fā)展的主題，而降低造價(jià)最有效的手段就是開(kāi)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。”上海電氣有關(guān)人士也表示，“我國(guó)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(kāi)發(fā)與適當(dāng)引進(jìn)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(shí)現(xiàn)大型化、商業(yè)化。
除了認(rèn)為應(yīng)構(gòu)建效率更高、運(yùn)行可靠的新一代IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)外，來(lái)自清華大學(xué)的倪維斗院士還建議說(shuō)，高性能燃?xì)廨啓C(jī)是21世紀(jì)占主導(dǎo)地位的動(dòng)力裝置，我國(guó)必須要舉國(guó)合力、軍民合作、持之以恒用15~25年時(shí)間發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)，而不是分散力量；同時(shí)，“還應(yīng)該發(fā)展更先進(jìn)的蒸汽輪機(jī)電站，在目前超超臨界的基礎(chǔ)上，進(jìn)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(gè)臺(tái)階，達(dá)到52%以上。”
發(fā)展大容量高參數(shù)混流機(jī)組
近年來(lái)，在國(guó)家政策的指導(dǎo)下，通過(guò)自主開(kāi)發(fā)和引進(jìn)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(xiàng)目的帶動(dòng)下，我國(guó)大型水輪發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)制造水平已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
“從全世界水電發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，最大的水電市場(chǎng)和最高的技術(shù)難度基本都集中在我國(guó)。”江哲生認(rèn)為，隨著水電事業(yè)的發(fā)展，我國(guó)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(jī)組的研制和品種多樣化是今后水電設(shè)備的發(fā)展重點(diǎn)之一。”哈爾濱大電機(jī)研究所副所長(zhǎng)陶星明開(kāi)宗明義：到2009年底，我國(guó)水電裝機(jī)達(dá)到1.968億千瓦，在建6175萬(wàn)千瓦，后續(xù)的大型項(xiàng)目許多都是400米以上的高水頭機(jī)組，而且大多在高山峽谷，為方便電站布置和降低造價(jià)，要開(kāi)展大容量機(jī)組的研究，在提高效率的同時(shí)，提升機(jī)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(jī)組也要加強(qiáng)研究，并全面提高機(jī)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(yáng)能等可再生能源的比例增加，抽水蓄能電站將會(huì)得到較快發(fā)展。陶星明介紹說(shuō)，通過(guò)與國(guó)外合作制造和打捆招標(biāo)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，國(guó)內(nèi)企業(yè)目前已具備了自主研制大型抽水蓄能機(jī)組的能力。“為了提高電站的經(jīng)濟(jì)性，抽水蓄能機(jī)組向著高水頭高轉(zhuǎn)速大容量方向發(fā)展，要開(kāi)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(huì)上，不少專(zhuān)家都提到了碳捕捉技術(shù)。在展望未來(lái)世界發(fā)電設(shè)備的發(fā)展時(shí)，湯蘊(yùn)琳將之與IGCC等并列為技術(shù)趨勢(shì)，而倪維斗也將該技術(shù)作為清潔煤利用中的脫碳問(wèn)題，單獨(dú)予以闡述。
他給出了一個(gè)數(shù)字：據(jù)估計(jì)，從現(xiàn)在開(kāi)始到2050年，考慮到大力推動(dòng)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(biāo)煤，“若不采用碳捕捉利用與埋存技術(shù)，CO2的排放量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足國(guó)際上的要求。”倪維斗表示，“因此，該項(xiàng)技術(shù)遲早要在中國(guó)逐步實(shí)施，勢(shì)在必行。”
他認(rèn)為，我國(guó)從現(xiàn)在開(kāi)始就要開(kāi)展有關(guān)碳捕捉利用與埋存的各方面準(zhǔn)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(yùn)，解決相關(guān)的腐蝕問(wèn)題；CO2的利用；CO2在鹽水層、廢棄天然氣井、油井的可靠長(zhǎng)期埋存和長(zhǎng)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(gè)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程。”
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