倪维斗：700℃超超临界不是清洁发电唯一

据统计，截至2010年底，中国百万千瓦超超临界火电机组已经达到33台，而且还有11台百万千瓦火电机组在建。

在成为全球600℃超超临界燃煤发电机组运用最多的国家之后，中国开始雄心勃勃地制定700℃的超超临界燃煤发电技术路线图，计划在10年内，到2020年完成示范电厂工程。

6月24日，国家能源局在北京召开国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟第一次理事会和技术委员会会议。而这个联盟就是中国700℃超超临界燃煤发电技术的核心机构。国家发改委副主任、国家能源局局长刘铁男亲自担任联盟的理事长。

刘铁男在会上称：“有关各方要高度重视，将这项工作上升到关系国家能源安全的层面予以落实”，并“尽快实现700℃超超临界发电技术产业化”。

为了实现这一计划，包括五大电力集团、中国电力工程顾问集团、中国科学院金属研究所、中国钢研科技集团在内的多家业内重量级机构等都成为了联盟成员。

为了技术攻关，联盟还专门设置了技术委员会，邀请了包括原能源部部长黄毅诚、原电力工程部副部长陆延昌、原机械工业部副部长陆燕荪、中国工程院院士倪维斗、徐大懋、中国科学院院士李依依担任高级顾问。

而以中国工程院院士黄其励为主任的技术委员会几乎囊括了目前中国火电行业所有的技术核心人物。

700℃超超临界临界燃煤发电技术研发阵容的强大，实现目标似乎指日可待。但中国研发技术到底如何，其主要面临哪些问题，10年后是否可以实现目标，这些困惑依然存在。

本期《中国能源报》记者专访中国工程院院士、清华大学教授，在联盟中担任高级顾问的倪维斗院士来详谈解析。

600°C超超临界技术基本过关

“我国目前超超临界发电技术，从整个产业发展的角度来讲，我国电力制造和发电企业还是做得很漂亮的。”当中国工程院院士、清华大学教授倪维斗谈到当前中国超超临界技术发展时并没有吝惜赞扬之词，“目前运行、在建以及计划建设的超超临界机组台数世界第一。可以说，技术已经基本掌握，‘洋拐棍’已经基本扔掉了。”

据统计，目前我国火电机组装机容量达到全国装机容量的70%以上，而发电量则占80%。并且由于我国煤炭为主的能源结构，决定了今后很长一段时间内煤电仍为我国主力电源。

但是由于燃煤带来的巨大污染问题，所以提高效率和降低排放的发电技术成为各国重点关注的领域。我国从90年代其开始进行相关技术的研究和引进。

“在600℃的超超临界机组研发上，从设计、制造到运行，可以说都过关了。我个人而言，还是比较满意这个领域的发展。”作为该领域的专家，倪维斗没有说很多套话，十分坦然，“中国扯皮的事情很多，但是在超超临界上还不错。”

据介绍，超超临界燃煤发电技术经过几十年的发展，目前已经是世界上先进、成熟达到商业化规模应用的洁净煤发电技术，在不少国家推广应用并取得了显著的节能和改善环境的效果。

“比如说上海外高桥第三电厂的超超临界机组，煤耗达到了世界最低的273g/kWh，这是相当不错的成绩。他们在其中解决了很多技术问题，这说明在600℃的超超临界技术上，我国现在处于世界先进行列。”倪维斗再三肯定目前的超超临界技术，“由于我们有技术、有项目，现在有能力、有市场请外国给我们打工。”

高温材料是研发关键

“尽管我们在600℃超超临界技术上基本过关，但是高温材料这一块，我们始终是短板。”当记者问到高温材料研发时，倪维斗直接回答说，“不要说700℃的技术研发，目前在600℃的高温材料上我们都不行。”

据介绍，尽管我国自1993年就开始研究超超临界发电技术，并且成功开发了600℃和625℃两个温度等级的先进铁素体材料。“但是中国的高温材料，只能在实验室内小范围应用，还不能进行大规模的商业化生产。”倪维斗没有掩盖中国高温材料研发的窘境，“举例来说，目前我们锅炉中的高温过热器材料都是引进的。而一台锅炉价格的一半都用在了购买外国材料上。”据了解，由于高温材料研发是一个长期过程，需要高额投入，相对于直接引进国外材料而言，自主研发成本和风险过于巨大，所以国内高温材料始终没有达到大规模商业应用的地步。

“高温材料的研发是最最花费时间的。”倪维斗用了两个“最”来强调，“我们没有下大功夫，所以在600℃超超临界发电技术上，别的方面我们引进、吸收自主创新做得很好，但是在高温材料上就始终被‘卡脖子’。材料问题是研发的关键，目前欧洲的AD700的超超临界研发之所以出现停滞，就是因为材料问题没有解决。”

在700℃超超临界燃煤发电技术上，目前欧洲、日本、美国已经制定了自己的战略计划。其中欧洲的AD700计划取得成效最大，但是，在投入10亿欧元之后，由于持续的技术和资金压力，也已经进展缓慢。

据了解，由于35MPa的高压以及700℃的高温对材料的特殊要求，以前以铁为基础的合金已经不能满足要求。所以，目前各国主要研发方向是镍基合金。

“可是，世界上的镍金属资源有限，如果要大规模的应用，经济上肯定不合适。目前有一个解决方法，就是通过高位布局，即将高温过热器布置在靠近汽轮机的地方，减少高温管道的长度，尽量减少对于镍基合金的使用。”倪维斗说，“但是这种布局存在不少问题，还有待检验。”

在谈到研发路线时，倪维斗再次强调了材料研发的重要性：“我个人认为应该首先解决600℃的材料问题，然后在该基础上，以科学的态度，从基础做起，按照科学规律办事，一步一个脚印的前进。”

“中国目前的科研体制有一些问题，而高温材料的研发则最需要耐心，我们不能半途而废，我们应该把这个硬骨头啃下来。”倪维斗很是担心目前浮躁的科研环境对研发的影响，“我们不能因为人为的因素而让研究中断。”

清洁煤技术应该有多种选择

“我还想强调的一点是，清洁煤技术有很多种，高参数的超超临界发电是一个方向，但是我个人认为，不能因为发展这个技术就忽略了其它相关技术的发展，比如说IGCC技术。”倪维斗在采访最后对记者强调。

据了解，洁净燃煤发电技术有几种路径，如整体煤气化联合循环(IGCC)、增压流化床联合循环(PFBC)及超超临界技术(USC)。目前，超超临界燃煤发电技术比较容易实现大规模产业化。

“可以发展高参数机组，但是这不一定就是唯一方向，它只是其中一种。而且由于这个方法是直接燃烧煤炭，其中的CO2的捕捉是一个很大的问题。”倪维斗继续说道。

对于处理燃煤的污染问题，一般有燃烧前、燃烧中和燃烧后处理。在超超临界技术中，采用燃烧后的烟气处理，其CO2浓度大概占到烟气的15%左右，在这种浓度下，其捕捉比较困难。

“尽管有人提出了纯氧燃烧，可以提高CO2浓度，但是，制备氧气是一件非常困难的事情。”倪维斗认为“纯氧燃烧”的解决方案还需要做大量的科研、示范工作，离实用还有较大距离。“我的建议是，既然可以成立超超临界发电技术联盟，为什么不能建立IGCC联盟呢?”

据介绍，平均1吨动力煤产生2.67吨的CO2，而采用烟气后处理技术，发电效率会损失11-12个百分点，而采用燃烧前处理技术，比如说IGCC，发电效率只会损失6-7个百分点。

“从环保的角度看，我觉的IGCC不应该被冷落，不应该被阻挠，我们除了考虑发展超超临界之外，还要多选择几条道路。”倪维斗表达着自己的看法。

“对于制定的路线图，我个人的看法是，如果10年时间可以搞成示范电厂，就已经非常不错了。应该吸取其它国家的经验教训，保证国家的资金投入。我们一定要有耐心，从基础研究做起，从大量的实验做起，这将是一个漫长的过程。”采访最后倪维斗院士告诫说。