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发电设备多样化 电力结构仍需调整

未来发电设备的研发重点是什么？其发展趋势会怎样？我们又将作何谋划？

围绕上述主题，中国动力工程学会受国家能源局委托上月在北京召开了“发电设备未来发展战略”专家座谈会。来自哈尔滨、东方、上海三大电气集团、华能国际电力集团、清华大学及中国电力技术市场协会等单位的十多位专家各抒己见，畅所欲言。

火电技术升级是关键

“今后40年，我国电力工业将持续快速发展，发电装机容量将增加到2010年的三倍。”全国电力技术市场协会秘书长江哲生如此判断我国未来的电力市场。他认为，“受能源资源、环境、应对气候变化的影响，电源结构将发生重大变化，其中，非化石能源的发电量将由目前的20%左右提高到50%以上，发电设备的类别也将向多样化发展，但燃煤发电仍占有最大的比重。”

由于这种原因决定了相当长时间内煤仍然是我国主力能源的资源禀赋，煤的低碳化利用，以及提高洁净燃煤发电技术的效率并降低其排放，也依旧是发电设备未来的技术发展趋势。

“加快火电技术升级，促进火电健康发展，实现节能减排总体目标，是今后火电技术发展的关键。”中国华能集团公司总经理助理蒋敏华认为，“为此，需要大力发展60万千瓦及以上超临界（超超临界）机组、低NOx燃烧技术，300～600兆瓦热电联产机组，整体煤气化燃气蒸汽联合循环发电技术，超临界（超超临界）循环流化床，空冷发电技术等，推进热电联产、热电冷联产和热电煤气多联供。”

“洁净燃煤发电从国际而言技术及产品的发展是发电设备制造业的根本出路，”上海电气集团有关人士在提交的材料中如是表述。这位人士表示，在洁净燃煤发电技术中，提高蒸汽参数是提高效率幅度最大、最为基本的发展方向，而以奥氏体和镍基合金材料为基础的高超超临界能大幅度提高经济性，降低CO2排放，成为世界发电装备业关注的重点，“它的发展成功与否将影响到整个行业未来几十年的走势”。

“预计2015～2020年将迎来洁净燃煤发电技术发展最为关键的第二阶段，即高超超临界（或称先进超超临界）发电设备的产业化，起步参数压力≥35MPa，温度≥700℃。”上述人士表示。

推动IGCC商业化

提及整体煤气化联合循环技术（IGCC），中国电力规划设计总院前院长汤蕴琳表经过改动机电的转速示，这是世界发电设备技术未来发展趋势之一，他认为我国要在2015年前建成1~3个各种气化路线的示范工程，从中吸取经验。

IGCC是将煤炭、石油焦、重渣油、生物质等含碳燃料进行气化，将得到的合成气与高效的联合循环相结合的先进动力系统，它既满足了日益严格的排放要求，又克服了天然气供应不足及价格昂贵的弊端，且具发展循环经济的技术优势，代表了洁净煤发电技术的发展方向。

“我国的能源结构和可持续发展战略决定了我国更需要IGCC，而它能否被接受和认可取决于其造价的降低。进一步减低造价、提高效率并控制CO2排放是IGCC未来发展的主题，而降低造价最有效的手段就是开发高效低成本的关键技术、打破技术垄断及加快自主技术的工程化。”上海电气有关人士也表示，“我国在IGCC关键技术研发方面已有一定的基础，发展IGCC应以建设示范电站为依托，走自主开发与适当引进的技术发展路线，在有条件的领域加大自主创新技术及其工程化的力度，实现大型化、商业化。

除了认为应构建效率更高、运行可靠的新一代IGCC多联产系统外，来自清华大学的倪维斗院士还建议旋转吊钩说，高性能燃气轮机是21世纪占主导地位的动力装置，我国必须要举国合力、军民合作、持之以恒用15~2标价机5年时间发展燃气轮机，而不是分散力量；同时，“还应该发展更先进的蒸汽轮机电站，在目前超超临界的基础上，进一步提高蒸汽参数，使蒸汽电站的效率从目前的44%~46%再上一个台阶，达到52%以上。”

发展大容量高参数混流机组

近年来，在国家政策的指导下，通过自主开发和引进技术消化吸收再创新，尤其是在三峡电站等大型水电礼仪模特项目的带动下，我国大型水轮发电机组的设计制造水平已达到国际先进水平。

“从全世界水电发展形势来看，最大的水电市场和最高的技术难度基本都集中在我国。”江哲生认为，随着水电事业的发展，我国的水电技术将处于世界领先地位。

“高水头大型混流式水电机组的研制和品种多样化是今后水电设备的发展重点之一。”哈尔滨大电机研究所副所长陶星明开宗明义：到2009年底，我国水电装机达到1.968亿千瓦，在建6175万千瓦，后续的大型项目许多都是400米以上的高水头机组，而且大多在高山峡谷，为方便电站布置和降低造价，要开展大容量机组的研究，在提高效率的同时，提升机组的稳定性和可靠性。另外，常规的大型轴流、贯流和冲击式水轮发电机组也要加强研究，并全面提高机组技术性能和质量。

随着核电的大发展以及风电和太阳能等可再生能源的比例增加，抽水蓄能电站将会得到较快发展。陶星明介绍说，通过与国外合作制造和打捆招标引进技术的消化吸收，国内企业目前已具备了自主研制大型抽水蓄能机组的能力。“为了提高电站的经济性，抽水蓄能机组向着高水头高转速大容量方向发展，要开展高性能高可靠性设备的研制。”

重视碳捕捉利用封存技术

座谈会上，不少专家都提到了碳捕捉技术。在展望未来世界发电设备的发展时，汤蕴琳将之与IGCC等并列为技术趋势，而倪维斗也将该技术作为清洁煤利用中的脱碳问题，单独予以阐述。

他给出了一个数字：据估计，从现在开始到2050年，考虑到大力推动节能，加速发展可再生能源、核能、天然气，仍需利用近1000亿吨标煤，“若不采用碳捕捉利用与埋存技术，CO2的排放量将远远不能满足国际上的要求。”倪维斗表示，“因此，该项技术迟早要在中国逐步实施，势在必行。”

他自动车床认为，我国从现在开始就要开展有关碳捕捉利用与埋存的各方面准备工作：燃烧前和燃烧后CO2的捕捉，尽量使能耗和投资降低；CO2的输运，解决相关的腐蚀问题；CO2的利用；CO2在盐水层、废弃天然气井、油井的可靠长期埋存因此需定期清算和长期监控；CO2在地下与地下水和有关岩层的相互作用与迁移等，“这些工作牵涉到大量的基础研究、应用研究和大小不同规模的示范，是一个长期的系统工程。”

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