深度丨火力发电产业发展与前沿技术路线-第2页-北极星火力发电网

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燃煤发电的经济性方面,2016年我国燃煤发电的建设成本约为4500~5000元/kW水平,单位电量成本结合2016年燃煤价格水平,按照平准化发电成本(levelized cost of electricity,LCOE)计算约为0.28元/(kW•h)水平。

2.2 燃气发电前沿技术

燃气发电领域,近年来前沿技术主要包括：燃气蒸汽联合循环(natural gas combined cycle,NGCC)[29]、太阳能-天然气互补联合循环(integrated solar combined cycle,ISCC)[30-31]、微燃机与分布式冷热电联供(combined cooling heating and power,CCHP)[32]、煤层气发电[33]等技术。

预计到2020年,随着先进燃气轮机发电机组的建设与投运,燃气轮机单循环效率可以达到40%水平,联合循环效率可以提升至60%水平[34]。

燃气发电的经济性方面,2016年我国燃气发电的建设成本约为7000~9000元/kW水平,单位电量成本约为0.57元/(kW•h)水平,仍然属于单位电量成本较高的发电形式。燃气发电近年来装机容量和发电量增长较快,其中煤层气发电、页岩气发电等非常规燃气发电,有望通过利用成本相对低廉的燃气,在“十三五”后期和未来长期中不断降低单位电量成本并实现高速增长。

2.3 余热发电前沿技术

余热发电近年来装机容量和发电量增长迅速,在火力发电中已经占据一定比例。余热发电领域的前沿技术近年来不断涌现,主要包括有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)[35]、利用余热的超临界CO2布雷顿循环、斯特林循环[36]等。

其中有机朗肯循环主要利用80~350℃中低温余热,效率处于10%~20%范围[37-38]。超临界CO2布雷顿循环可以利用500~800℃热源,适合于对接600℃超超临界煤基发电、光热发电[39]、高温气冷堆核电[40]和中高温余热发电等发电形式。斯特林循环可以回收100~300℃的中低温余热,热源形式灵活,供电效率可以达到20%以上。

2.4 效率与规模对比分析

各类火力发电前沿技术,分别具备不同的优势技术指标。在各项技术指标中,效率和规模是决定前沿技术产业化发展的两项关键指标。效率对于发电形式的经济指标和环保指标影响显著,而规模决定了产业应用形式更适合于集中式发电或分布式发电。图1总结了各类火力发电技术形式的效率和规模范围。

效率方面,通常发电技术的机组规模越大、热源温度越高、梯级利用越完善时,能量转换效率就越高。从效率角度来看,700℃超超临界、IGCC、NGCC、超临界CO2布雷顿循环、热电联产、冷热电联产等前沿技术的效率普遍接近或超过50%,未来有望成为代表性的高效火力发电技术。效率较低的技术形式,则将更多地应用于特定领域,例如CFB技术应用于煤矸石发电、生物质发电和垃圾发电等领域,成为火力发电产业中的有力补充。

规模方面,微燃机、内燃机、ORC、斯特林循环等技术形式的单机规模通常小于10MW,更适用于分布式发电;常规燃煤发电、CFB、IGCC、燃气轮机、NGCC、热电联产、冷热电联产、超临界CO2布雷顿循环等技术形式的单机规模通常大于10MW,更适用于集中式发电。

原标题：火力发电产业发展与前沿技术路线

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