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一、发展现状
(一)燃煤发电技术领域
发电技术和装备不断向高参数、大容量、高效及低排放方向发展,锅炉及汽轮机的制造和运行控制技术取得长足进步,总体技术接近国际先进水平,部分技术达到国际领先水平。
国际先进水平:1000MW级和600MW级600℃超超临界燃煤机组数量及装机容量均居世界首位,拥有自主知识产权并已出口国外,机组发电效率可超过45%,已达到国际先进水平;二次再热发电技术具备自主开发和制造的能力,技术水平与国际先进水平相当。
国际领先水平:我国循环流化床燃烧技术、装备研发及运行控制技术。例如:四川白马600MW超临界机组,为世界首台600MW超临界循环流化床锅炉蒸汽参数达到25.4MPa/571℃/569℃,机组效率达到43.2%。
接近国际先进水平:整体煤气化联合循环发电技术,例如:天津IGCC发电技术首座示范电站。
(二)输配电技术领域
特高压交流1000kv、直流±800kv系列成套装备已实现国产化,在电压等级、输电距离、传输容量、关键设备等方面不断刷新世界记录,整体达到国际领先水平。
(三)新能源发电技术领域
我们新能源发电技术起步较晚,但发展很快。风电的单机容量和关键技术不断进步,已经形成了4MW以下风电机组整机及关键零部件的设计制造体系,初步掌握5~6MW风电机组整机集成技术,风机制造企业在国际上占据重要地位。
我国海上风电综合实力整体较弱,机组容量以3MW~4MW为主,6MW机组处于样机试验阶段,并且我国严重缺少海上风电施工经验、运行维护与专业监测亟需加强。
太阳能发电方面,形成以晶硅太阳能电池为主的产业集群,生产设备部分实现国产化,薄膜太阳能电池技术产业化步伐加快。目前,多晶硅电池平均转化效率达到18%,单晶硅电池平均转化效率接近20%,薄膜电池效率最高达到了21%,均处于全球领先的水平。太阳能热发电技术取得重要成果,其中塔式和槽式发电项目已经开展示范应用。
生物质能发电方面,基于纯生物质原料的直燃发电是我国生物质发电成熟的主流技术,生物质气化发电规模还较小,生物质直燃发电已初具产业规模。
海洋能发电方面,整体处于示范应用向产业化转化的重要阶段,其中,潮汐能发电技术已趋于成熟,建成投运了多个潮汐电站;波浪能和海流能技术研发与小型样机示范取得进展,温差能发电仍停留在实验室试验阶段。
地热能发电方面,中低温地热发电技术基本成熟但关键材料与设备的国产化成度较低;高温地热蒸汽发电技术与国外存在较大差距;深层高温地热钻井方面尚没有形成相关技术储备。
(四)水利发电领域
高坝大库、大容量、长引水洞、大型地下洞室等总体技术走在国际领先行列。
水电机组及金属结构技术方面,通过引进、消化、吸收、再创新,已实现跨越式发展,具备了自主研制大型水电机组的能力,核心技术的开发和关键部件的制造达到了国外同等水平。
在金属结构制造方面,泄洪控制闸门及启闭机技术达到国际水平,制造与安装技术已居国际领先水平。
(五)核电技术领域
第三代核电技术(压水堆)水平达到世界先进水平,高温气冷堆技术方面,已研制成功世界首台套大功率电磁轴承主氦风机工程样机,处于世界领先水平。在快堆技术方面,(快堆技术将使铀资源的利用率提高50~60倍),发电功率20MW的试验快堆已并网发电,安全指标部分已达到第四代先进核能系统的安全目标要求,接近国际先进水平。成为继俄罗斯之后掌握运行中的快中子堆技术的第二个国家。
(六)燃气轮机发电领域
重型燃气轮机的引进和自主研发使我国在燃气轮机设计、制造、燃烧等基础领域取得进展,但燃气轮机技术水平与发达国家差距巨大,国内发电用燃气轮机设备严重依赖进口,国际先进的G/H、J级重型燃气轮机初温已经达到1500~1600℃,简单循环发电效率达到40%~41%,联合循环发电效率已达到60%。
在微型燃气轮机方面,微型燃气轮机主要用于冷热电联供系统,属于分布式能源系统,从目前使用情况看设备系统可靠性高,维修成本低,使用寿命长(20年)能源利用率高(热电综合利用率为75%—90%)。尚处于发展和推广阶段。
二、“十三五”电力科技重大方向及关键技术
从落实国家能源发展战略、解决能源支撑我国经济社会发展、推进全球能源可持续发展等重大问题,“十三五”期间,在电网方面,以逐步提高可再生能源发电量在总用电量中的比例为核心目标,需要重点开展智能电网重大技术研发,超前部署我国新一代能源系统及全球能源互联网关键技术研究;在发电方面,以优化能源结构、提高非化石能源占一次能源消费比重、重点发展水利发电、安全发展核电技术。“十三五”期间,我国电力科技领域将重点开展9个重大技术方向的38项关键技术研究工作。
(一)智能电网技术
智能电网已经成为全球电网发展和进步的大趋势,欧美等发达国家已经将其上升为国家战略。我国在智能电网关键技术、装备和示范应用方面具有良好的发展基础和国际竞争力。智能电网技术体系涵盖发电、输电、变电、配电、用电和调度等多个环节。
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