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深度解析丨我国高效清洁发电技术创新发展机制分析与建议

2016-05-26 08:44来源:中国电机工程学会关键词:燃煤发电火电超超临界收藏点赞

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二 影响发展的因素分析

“十二五”期间,我国高效清洁发电技术取得了积极进展,超超临界发电技术、超临界循环流化床技术的能效水平已经达到国际先进水平,而在一些核心技术上与国外仍然有较大差距。目前,影响我国高效清洁发电技术的因素既有技术层面上的,也有管理和政策层面的,以及经济因素等。

在提高能源利用效率方面,我国已在超超临界发电技术的应用层面达到国际先进水平,但高温材料方面仍然差距较大,设备制造方面尚存在进一步提升的空间。二次再热机组系统复杂,投资高,在目前的技术条件下,与一次再热相比,其获得的效率收益难以补偿投入的增加。在IGCC发电技术方面,目前存在的主要问题有:IGCC示范电站运行不稳定,缺乏成熟的经验:大容量煤气化设备、高温煤气除尘及脱硫技术有待进一步开发;装置系统复杂,造价高(1400~1700$/kWh);厂用电率高,高达10%~12%;燃气轮机叶片耐高温及磨蚀的性能需要进一步改进。

在劣质煤和准东煤高效清洁利用方面,新环保标准下,循环流化床高效低成本脱硫方面需要实现技术突破。褐煤预干燥及水回收技术有待在600MW等级褐煤机组上应用并积累经验。准东高钠煤的利用上目前主要采用掺烧沾污性弱的煤种的方法,但这种方法只能减缓沾污,无法从根本上解决问题。

在NGCC发电技术方面,燃气轮机技术是核心技术,我国在燃气轮机整体设计技术与发达国家还存在一定差距,其主要原因在于燃气轮机设计体系不完善,引进技术未能充分消化吸收,机械、航空部门存在技术壁垒,科研成果转化缓慢;高温部件材料及制造技术整体落后于西方发达国家,其主要原因在于国内研发力量分散,缺乏高端人才,对新技术的开发缺少延续性,同时国外高度保密高温部件材料及制造技术,拒绝技术转让;国内缺少燃气轮机低污染燃烧技术研发经验,缺乏全尺寸、全温、全压燃烧实验平台,且已建设完成的部分实验平台仍处于调试阶段,尚未开展实质性科研工作;我国燃气轮机热通道部件修复技术水平和产业有了一定程度的发展,但仍存在科研力量分散、缺乏统一协作、修复设备落后、缺乏修复工艺标准和规范和专业技术人才等突出问题,严重阻碍了我国燃气轮机热通道部件修复技术的研发步伐。

在分布式发电技术方面,当前制约发展的关键因素在于:

(1)科研力量分散并缺乏核心设备制造技术,项目初投资大。

(2)行政体制障碍。分布式能源属于能源的综合利用,需要涉及燃气、电力、热力等多个部门,各部门缺乏统一协调,导致项目报批困难、手续办理复杂。

(3)售电障碍。目前国家电力法规尚不允许分布式能源项目成为售电主体。

(4)缺乏行业技术标准和规范。适用于分布式能源技术的热负荷计算标准、设备选型规范、燃气规范、电力并网规范以及施工、运维规范均尚未出台。

(5)社会效益未得到合理体现。当前的电、热、冷价格不能体现分布式能源的环境效益和贡献,业主承担的技术和资金风险大。

太阳能热与燃煤电站互补发电技术在国家相关政策的扶持及重大科研项目的推动下,相关理论研究已获得较大进展,但是相关的示范项目建设方面仍旧存在较大不足。目前,国外已有一些太阳能热与燃煤电站互补发电的示范电站,国内这方面的案例还很少,一方面是由于国内资金匮乏,另一方面相关学科的基础研究也相对国外差距较大。其中影响技术发展的主要因素有:①基础研究起步晚,发展慢:②示范项目匮乏,缺乏示范和带动作用;⑤政策倾斜不够;④光伏产业资源过于集中。

在节能减排方面,目前普遍存在机组并网容量大、负荷系数低、利用小时少,严重影响机组运行能耗指标。在技术层面上,我国在役的热电联供机组仍普遍存在供热蒸汽参数高、损失大、效率低等问题。在标准层面,我国供热热网目前仍沿用20世纪60年代参数,住建部制定的一级热网供水标准为110~150℃;设计中常用的一级热网供水温度为120—130℃。但目前大多数地区,实际运行的一级热网温度已降至100℃左右甚至更低。一定程度上,目前的热网设计规范和标准与技术发展水平已不相适应。在管理层面,目前我国热源、热网分属不同行业部门,我国供热改造仍处于粗放型的“发现问题,解决问题”的发展阶段,基本上由热网侧和热源侧各自采取措施,缺乏对热源、热网和热用户进行系统地协同分析。

多联产系统发展的影响因素有人才资源紧缺、资金紧张、实验平台少等。多联产技术的发展不仅需要科研人员提出新理论,更需要新理论的实验与工程实践,以及工程技术人才解决运行中出现的问题以及保证多联产系统的安全高效运转。

我国CCUS技术在核心技术、关键装备研制、系统集成与全流程工程规模等方面仍有差距,尚没有百万吨等级的大规模示范。成本和能耗商、长期安全性和可靠性有待验证等问题仍然存在,需通过持续的研发和集成示范提高技术的成熟度。

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原标题:解析 | 我国高效清洁发电技术创新发展机制分析与建议
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