【解析】我国高效清洁发电技术创新发展机制分析与建议

我国高效清洁发电技术的最新进展主要体现在提高能源利用效率、劣质煤和准东煤高效清洁利用、发展清洁能源和可再生能源发电技术以及节能减排等方面。当前，我国已具备独立设计制造1000MW级超超临界机组的能力，600℃超超临界机组台数居世界首位，能效水平也已达到国际先进；600MW超临界循环流化床锅炉和我国首台IGCC电站一华能天津IGCC示范电站也成功运行。我国高效清洁发电技术将继续朝着高参数、大容量超（超）临界机组的方向发展如再热温度为610℃或620℃的超超临界机组、二次再热机组、700℃超超临界机组及燃用劣质燃料的600MW超临界/660MW超超临界CFB锅炉，以进一步提高能源利用效率，降低能源消耗；同时，将会加强NGCC和分布式发电的核心技术研发，强化节能减排，以提高能源利用综合效率、降低污染物排放。

一发展驱动力分析

随着我国经济社会的快速发展，用电负荷迅速增长，给我国的能源供应带来了巨大的压力。能源问题已成为制约我国经济社会发展的重要因素。而在当前和较长的一段时期内，我国的一次能源和发电能源都将以煤炭为主，燃煤污染物排放量日益增大。煤炭燃烧过程中产生的SO2、NOx、粉尘和CO2是造成酸雨、光化学烟雾、雾霾以及温室效应的主要污染源，也使我国环境污染问题日益凸显。发展高效清洁发电技术把满足电力需求和控制环境污染进行综合考虑，对降低能源消耗、减少环境污染物排放、优化我国能源结构及促进能源可持续发展具有非常重要的意义，也是解决我国能源和环境问题的核心。发展高效清洁发电技术发展驱动力包括提高能源利用效率、劣质煤和准东煤高效清洁利用、发展清洁能源和可再生能源发电技术以及强化节能减排等几个方面。

在提高能源利用效率方面，供电效率的提高可以有效降低燃料的消耗，从而降低污染物的排放。对于燃煤电厂而言，主蒸汽温度和压力参数的提高可以有效提高热效率。在超超临界机组参数范围的条件下，主蒸汽压力提高1MPa，机组的热耗率就可下降0.13％～0.15％；主蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.25％～0.30％；再热蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.15％～0.20％。目前，大容量超临界机组主蒸汽压力一般在24.5MPa左右，比亚临界机组热效率可提高2％～2.5％；而超超临界机组热效率己达到47％～49％，比同容量的超临界机组提高5％或更高。因此，发展高参数、大容量的超（超）临界机组，进一步提高再热温度至610℃/620℃，有利于提高我国燃煤火电机组的热效率，降低煤耗，同时采用先进的污染物排放控制技术，可将有害污染物排放降至最低。此外，采用二次再热技术其热耗率可较采用一次再热的机组下降l.4％～1.6％。700℃超超临界机组是燃煤发电技术发展的前沿，具有煤耗低、环保性能好和技术含量高的特点。机组蒸汽参数提高，可显著提高电厂效率，降低煤耗、减少温室气体和污染物排放，是实现火力发电行业可持续发展的不可缺少的途径。除了发展高参数大容量机组之外，采用清洁燃煤技术，发展整体煤气化联合循环（IGCC）发电技术也是提高能源利用效率的突破口，能够实现能量的梯级利用，提高整个发电系统的效率，较好地解决常规燃煤电厂固有的环境污染问题，是高效清洁发电技术未来重要的发展方向。

在劣质煤和准东煤高效清洁利用方面，在我国以煤为主要一次能源的发电格局中，高效、低污染地利用劣质煤发电具有不可替代的作用。CFB锅炉具有能够稳定燃烧粉煤锅炉难以燃用的各种劣质煤、环保特性好、负荷调节范围广等技术优点。随着煤炭洗选率的提高，大最副产低热值燃料如矸石、洗中煤、燃泥以及采煤副产的尾煤，其规模化高效清洁利用，对于大型循环流化床锅炉有着重大需求。此外，我国对燃燃污染控制的新严格标准给传统循环流化床低成本污染控制水平提出了挑战。近期，我国在超临界循环流化床示范的成功，特别是低床压降节能型循环流化床技术和循环流化床超低排放技术上的突破为我国循环流化床技术发展指明了发展方向，即超低排放、低厂用电、高蒸汽参数的循环流化床；600MW等级超超临界循环流化床工程示范及其在褐煤与无烟煤两个煤种上的推进。我国褐煤水分大、热值低，使常规燃褐煤发电机组能耗高、厂用电率大及初始投资高。同时，我国褐煤主要产地内蒙古地区的水资源极度匮乏，需要发展高效、节能、节水、环保的褐煤发电技术，使褐煤机组实现综合提效，提高发电效率，节约水资源，降低煤耗并降低污染物排放，满足国家对内蒙煤电基地的建设要求。新疆准东煤储量巨大，煤质燃烧特性好，合理开发利用准东地区煤炭资源，研究准东煤锅炉燃烧技术，对保证准东煤电基地特高压直流外送配套电源项目安全稳定运行具有重要意义。

我国以燃煤发电为主的电源结构造成了严重的环境污染问题，并且随着煤炭资源的消耗，发展清洁能源和可再生能源发电技术是优化我国能源结构、保障我国能源安全、减轻环境污染的有效途径。燃气轮机联合循环和分布式发电技术具有高效、清洁、低污染、启停灵活、自动化程度高等优点，是我国清洁能源发电技术的重要分支。可再生能源与传统化石能源结合的发电方案，不但有利于改善传统化石燃料发电技术的经济效益与环境效益，同时也提供了一种现阶段可行性较高的可再生能源发电方案，具有较好的发展前景。

我国面临着能源供需矛盾尖锐、结构不合理和能源利用效率低的问题，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》明确提出要坚持节能优先，降低能耗。攻克主要耗能领域的节能关键技术，大力提高一次能源利用效率和终端用能效率是我国能源发展的重大战略。城市供热行业的节能减排一直是国家和地方规划的重点工作，国家“十五”“十一五”以及“十二五”发布的节能减排五年规划中，均将供热行业节能减排列为重点。据统计，我国现有供热面积达100亿平方米，全国每年因供热消耗的标煤超过6亿t。热电联供在城市集中供热中的总供热量占比只有1/3左右，如果从新增热电联供装机、对现役凝汽式火电机组供热改造、对既有的部分供热小锅炉进行热电联供改造等方面入手，进一步加大发展热电联供的力度，将可形成1亿t标准煤以上的节能能力。因此，在技术层面，热电联供存在巨大的节能潜力，面临广阔的发展前景。此外，由于国际石油供应紧张，迫切需要开发新技术增加液体燃料的生产，同时传统化工产品的生产与发电技术分开导致系统生产效率低，因此多联产替代分产系统成为了必然趋势。最后，中国也将面临越来越严峻的温室气体减排压力，同时中国石油资源需求增长迅速，原油对外依存度不断增高，发展考虑二氧化碳捕集的煤液化或多联产系统以及利用捕集的二氧化碳提高石油采收率将优化能源结构、保障能源安全。因此CCUS将可能成为未来中国减少CO2，排放和保障能源安全的重要战略技术选择。

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。

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