【ob体育app官网】“十三五”电力科技重大方向及关键技术

一、发展现状　　燃煤发电技术领域发电技术和装备大大向低参数、大容量、高效及较低废气方向发展，锅炉及汽轮机的生产和运营控制技术获得长足进步，总体技术相似国际先进设备水平，部分技术超过国际领先水平。国际先进设备水平：1000MW级和600MW级600℃超强超临界燃煤机组数量及装机容量均居世界首位，享有自律知识产权并已出口国外，机组发电效率可多达45%，已超过国际先进设备水平;二次再行冷发电技术不具备自律研发和生产的能力，技术水平与国际先进设备水平非常。国际领先水平：我国循环流化床自燃技术、装备研发及运营控制技术。

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超过25.4MPa/571℃/569℃，机组效率超过43.2%。相似国际先进设备水平：整体煤气化牵头循环发电技术，例如：天津IGCC发电技术首座样板电站。　　输配电技术领域特高压交流1000kv、直流800kv系列成套装备已构建国产化，在电压等级、电缆距离、传输容量、关键设备等方面大大刷新世界记录，整体超过国际领先水平。　　新能源发电技术领域我们新能源发电技术跟上较早，但发展迅速。

风电的单机容量和关键技术不断进步，早已构成了4MW以下风电机组整机及关键零部件的设计生产体系，可行性掌控5～6MW风电机组整机构建技术，风机生产企业在国际上占有最重要地位。我国海上风电综合实力整体较强，机组容量以3MW～4MW居多，6MW机组正处于样机试验阶段，并且我国相当严重缺乏海上风电施工经验、运营确保与专业监测急需强化。太阳能发电方面，构成以晶硅太阳能电池居多的产业集群，生产设备部分构建国产化，薄膜太阳能电池技术产业化步伐减缓。

目前，多晶硅电池平均值转化成效率超过18%，单晶硅电池平均值转化成效率相似20%，薄膜电池效率最低超过了21%，皆正处于全球领先的水平。太阳能热发电技术获得最重要成果，其中塔式和槽式发电项目早已积极开展样板应用于。生物质能发电方面，基于显生物质原料的直炉发电是我国生物质发电成熟期的主流技术，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，整体正处于样板应用于向产业化转化成的最重要阶段，其中，潮汐能发电技术已渐趋成熟期，竣工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样板获得进展，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期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不存在较小差距;深层高温地热钻井方面尚能没构成涉及技术储备。　　水利发电领域高坝大库、大容量、宽引水洞、大型地下洞室等总体技术回头在国际领先行列。水电机组及金属结构技术方面，通过引入、消化、吸取、再行创意，已构建跨越式发展，不具备了自律研制大型水电机组的能力，核心技术的研发和关键部件的生产超过了国外同等水平。

在金属结构生产方面，排洪掌控闸门及启闭机技术超过国际水平，生产与加装技术已居于国际领先水平。　　核电技术领域第三代核电技术水平超过世界先进设备水平，高温气冷填技术方面，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，正处于世界领先水平。

在慢填技术方面，，发电功率20MW的试验慢填已并网发电，安全性指标部分已超过第四代先进设备核能系统的安全性目标拒绝，相似国际先进设备水平。沦为时隔俄罗斯之后掌控运营中的快中子填技术的第二个国家。　　燃气轮机发电领域重型燃气轮机的引入和自律研发使我国在燃气轮机设计、生产、自燃等基础领域获得进展，但燃气轮机技术水平与发达国家差距极大，国内发电用燃气轮机设备相当严重倚赖进口，国际先进设备的G/H、J级重型燃气轮机初温早已超过1500～1600℃，非常简单循环发电效率超过40%～41%，牵头循环发电效率已超过60%。

在微型燃气轮机方面，微型燃气轮机主要用作冷电联可供系统，归属于分布式能源系统，从目前用于情况看设备系统可靠性低，修理成本低，使用寿命宽能源利用率低。尚能正处于发展和推展阶段　　二、十三五电力科技根本性方向及关键技术从实施国家能源发展战略、解决问题能源承托我国经济社会发展、前进全球能源可持续发展等根本性问题，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，必须重点积极开展智能电网根本性技术研发，落后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、提升非化石能源占到一次能源消费比重、重点发展水利发电、安全性发展核电技术。十三五期间，我国电力科技领域将重点积极开展9个根本性技术方向的38项关键技术研究工作。　　智能电网技术智能电网早已沦为全球电网发展和变革的大趋势，欧美等发达国家早已将其下降为国家战略。

我国在智能电网关键技术、装备和样板应用于方面具备较好的发展基础和国际竞争力。智能电网技术体系涵括发电、电缆、变电、配电、用电和调度等多个环节。　　1、大规模可再生能源并网调控技术目前，我国新能源发电并网容量已正处于世界前茅，风电和光伏发电总计并网容量分别位居全球第一和第二位。

但风电与光伏发电的间歇性与随机性特征，无以与适应环境电力生产消费的同时性拒绝，全国范围内部分时段不存在弃风、弃光问题，必须在大容量储能技术在核心指标上获得重大突破。重点突破大规模可再生能源基地电力外赎回调控、大规模分布式能源灵活性并网运营掌控、常规/供热机组调节能力提高与弹性控制、新型大容量电力储存、海洋平台电力系统网络与平稳掌控、海上风电/光伏发电终端与送达等一批核心关键技术。

　　2、大电网柔性网络技术不具备一定的技术基础和工程经验，不存在主要问题是大容量、远距离电缆能力仍贞严重不足，限于于类似场合的新型电缆技术和更高电压等级的柔性直流电缆技术有待突破。重点突破500KV以下基于架空线的柔性直流电缆技术，重点研发大容量柔性直流转换器等先进设备输变电设备;2020年，研制超高压柔性直流电缆及组网成套装备。　　3、现代配电网多元用户供需对话用电技术随着配电网可再生分布式能源发电的高比例终端、大容量电动汽车电池设施的广泛成立，电网负荷峰谷劣更为无法调整，传统的被动型配电网将无法适应环境这些新的市场需求与变化，必须使用主动配电网技术解决问题现代配电网建设中遇上的新问题。

重点突破主动配电网规划技术、配电网与用户对话技术、高功率电动汽车电池的配电网适应性技术等。样板应用于智能用电、电动汽车电池及电池梯级利用工程和新型电能替代设备。

　　4、储能新技术目前抽水机蓄能电站是电力系统大规模储能的主要形式，但抽水机蓄能电站不受地理位置和水资源的容许，随着新型储能电池研究的了解运营，十三五期间将是新型化学储能技术逐步向大容量、高效率、长寿命发展阶段，并未来将会转入商业化阶段。重点研究新型化学储能技术：针对大规模可再生能源消纳的新型化学储能系统应用于技术;功率为兆瓦级的新型电能与其他能源形式的转化成装备;重点突破用作电力储能的百兆瓦级新型化学储能系统的构建与监控关键技术。

　　我国新一代能源系统技术能源开发实行洗手替代，能源消费实行电能替代，是人类用能模式的发展趋势与终极目标。建构新一代能源系统，必须重点研究解决问题源端、受端和传输的一系列根本性科学和工程技术问题。

　　1、源端综合能源电力系统关键技术我国国民经济和能源电力发展面对不利形式，化石能源带给相当严重雾霾，急需大规模、低比例开发利用可再生能源。必须谋求消纳具备间歇性、随机性的可再生能源的综合解决方案，建构以可再生能源居多的源端综合能源电力系统。重点研究以电网居多腊、涵括大规模可再生能源的综合能源电力系统仿真技术;样板应用于可再生能源制氢工程。

　　2、受端综合能源电力系统关键技术传统电力系统不反对多种一次和二次能源互相转化成和有序，既无法承托低比例分布式清洁能源电力终端电力系统，又不适应环境大量分布式光伏发电、小型风电、冷电三联可供、电动汽车、蓄电池、氢能等即插即用式设备的终端。重点研究受端综合能源电力系统规划运营技术，2020年掌控受端多种能源网融合规划、低渗入分布式能源终端和利用的一系列关键技术。

建构受端综合能源电力系统建模平台。竣工多个冻、热、电综合能源电力系统的样板工程。

　　3、未来我国西部直流电网技术我国西部直流电网目前仅有为概念设想，利用前沿电缆技术将西南地区的水能、三北地区的太阳能和风能汇聚并连接成多个地区性直流电网，利用电缆技术及直流电力转换技术送到中东部负荷中心区域，提升电压等级和电缆容量是直流网络必须解决问题的关键问题。重点研究直流组网的理论和技术，2020年积极开展样板应用于西部多可再生能源基地直流网及送达工程的前期工作　　全球能源互联网技术全球能源互联网技术是基于清洁能源主导、能源消费电气化和全球配备能源资源的思路，解决问题可再生能源大规模利用在空间和时间上拓展的前瞻性技术问题。十三五期间，必须研究全球能源互联网战略规划技术;重点突破限于于大容量、远距离电缆技术，以及大电网安全性平稳运营和控制技术等。

　　1、全球能源互联网战略规划技术全球能源互联网规模大、结构复杂，必须在规划分析理论、市场空间预测、电力流格局规划和特大规模电网结构设计等方面积极开展重点研制成功。2020年，竣工全球风能、太阳能、海洋能等多种可再生能源资源数据库，客观和准确掌控全球可再生能源的资源储量、产于情况和可研发规模。

　　2、大容量、远距离电缆技术与装备我国在特高压交直流电缆技术总体上正处于国际领先水平。对于特高压直流的换流变压器、直流穿墙/换历史发展套管、直流场电源器件等高端装备少数核心器件的生产技术国内仍未几乎掌控，必须十三五期间重点研制成功。2020年，研制成功1100kV特高压直流穿墙套管，提高直流电缆根本性装备、核心部件的国产化水平，核心部件制做亲率超过70%～90%，创建特高压直流受端分层终端样板工程，竣工1100kV特高压直流电缆样板工程。

　　高效洗手火力发电技术发展高效、洗手、低碳的燃煤发电技术与洗手的燃气发电技术是我国经济社会发展的迫切要求和确保国家安全性的根本性战略必须。其发展方向一是提升煤炭的能源利用率;二是减少发电机组的污染物废气浓度和总量;三是增加CO2的废气强度。

　　1、700℃超强超临界的关键技术700℃超强超临界发电技术的发电效率相似50%，哈密顿600℃超强超临界发电技术低4%。目前，欧美和日本等国家基本已完成材料检验及性能测试、大型铸件试验生产、高温部件检验平台生产、大型耐热合金部件检验的工作。我国在该项目跟上较早，关键技术与国外不存在差距。

我国将之后展开自律知识产权的低成本、高强度高温合金材料的研发工作，锅炉加热面管材已在华能南京热电厂挂网运营。到2020年，构成具备核心竞争力的自律知识产权700℃超强超临界燃煤发电技术，已完成关键材料和关键部件的研制，已完成600MW等级700℃先进设备超强超临界发电系统的方案设计，择机签定样板工程。　　2、超强超临界循环流化床发电技术随着白马600MW超临界CFB锅炉样板工程的顺利运营，标志我国早已不具备大型超临界CFB锅炉的设计生产能力。但与煤粉锅炉比起，循换流化床锅炉设备的利用率和效率偏高，同时构建火电厂污染物超低废气可玩性较小。

重点突破CFB锅炉烟气污染物超低废气技术，进一步提高CFB机组发电效率，到2017年掌控CFB锅炉烟气污染物超低废气技术;2020年已完成600MW等级超强超临界CFB发电机组初步设计，效率和设备利用率超过同等级别煤粉锅炉水平。　　3、牵头循环发电及煤库斯科联产技术牵头循环发电及煤库斯科联产系统是一种综合考虑到资源、能源和环境效益系统，是未来主要的能源技术之一，是煤炭利用的发展趋势。对于牵头循环发电，目前第三代IGCC技术正在研发中，已创建的IGCC样板电站技术超过国际先进设备水平，但经济性和可靠性是影响其商业化的关键因素;对于煤库斯科联产国内外已积极开展了大量的生产流程与产品生产方式的创意研究，技术关键和难题仍是煤的浸渍和气化装置的研发。重点研究以空气为气化剂的气化炉以及与其适当的IGCC系统，2017年，突破低阶煤焦炭关键技术和设备，已完成IGCC+CCUS技术和煤库斯科联产IGCC电站的可行性研究。

2020年，竣工以褐煤低温焦炭为基础的煤电化工一体化样板工程。　　4、特种煤发电技术我国一些地区不存在大量有类似成分的燃煤，如新疆准东煤田金属含量大、内蒙古的褐煤水分含量大，目前尚不大机组100%自燃准东煤及褐煤的可信技术方案，必须研究在600MW等级机组上的应用于并累积经验。

之后积极开展特种煤自燃、结渣和沾污等特性参数研究、锅炉适应性研究。重点研发合适燃用低钠钾煤的自燃技术与设备、预干煤自燃技术与设备、制粉系统。掌控低成本褐煤潮湿及水分重复使用技术，建设样板装置;2020年，建设低钠钾煤发电样板工程;掌控大型褐煤潮湿发电技术，建设样板工程。　　5、燃煤电厂烟气污染物一体化脱除及二氧化碳捕集技术煤电烟气污染物管理及处置物利用是煤电持续发展的关键因素，但传统烟气净化技术一般针对单一污染物处置，工艺链长、投资和运营成本高。

二氧化碳捕集技术对增加温室效应及提升电厂综合效益有最重要意义。污染物一体化控制技术国内已展开了大量研究，目前尚不样板工程;二氧化碳捕集技术减少能耗和成本是重点研究内容。

重点研发湿法一体化脱除系统、活性温一体化牵头脱除系统。重点研究新一代高效低能耗的二氧化碳捕集吸收剂和捕集材料，样板应用于多种源汇人组的CCUS全流程系统，展开CCUS全过程技术样板。

　　6、燃气轮机牵头循环和微型燃机冷电联可供发电技术燃气轮机牵头循环已沦为我国清洁能源发电技术的最重要分支，但我国燃气轮机技术水平与发达国家差距极大，核心部件以及专业技术服务皆有国外制造商掌控，价格居高不下。我国具备自律知识产权的100kW微型燃气轮机研制已获得重大突破。重型燃机重点积极开展H型燃机的系统集成研究，减缓项目的样板应用于;在F级燃机方面获得关键部件及技术的自主化突破。

重点研发重型燃气轮机的试验检验平台。　　7、超临界CO2循环发电技术超临界CO2透平是一种以超临界CO2为工质的基于布雷顿循环原理的动力发电设备，是一种比传统蒸汽轮机更加先进设备的发电装备，作为一种外燃机，其也可使用太阳能作为热源，由此也问世了基于超临界CO2循环的光热发电技术。

这种新型发动机的研发，美国目前回头在世界的前茅，并获得美国能源部的反对，因为此项技术在提升发电效率和降低成本方面有极大的潜力，超临界CO2透平技术用作地面发电厂，除了体积小、轻巧之外，还可以不用水，合适荒漠缺水地区的应用于，其应用于太阳能光热发电系统可实现效率的明显提高，是太阳能光热发电的理想自由选择，该系统仅有必须较低的热量才可启动发电机、其应付负荷变化调整很快、反对较慢启停，这些优点是普通发电系统所无法比拟的。目前国内电力系统对超临界CO2循环技术研究正处于跟上阶段，但超临界CO2循环发电技术的研发和应用于，将是一种有可能带给发电系统变革的技术。科技部今年也公布了重点研究课题。

　　可再生能源发电及利用技术可再生能源是世界各国科技创新部署的重点，是未来能源电力技术发展的方向。　　当前，以新能源为支点的我国能源转型体系于是以加快变革，大力发展新能源早已下降到国家战略高度，未来我国新能源还将大规模发展。　　1、海上风力发电技术欧洲海上风电跟上早于、发展慢，全球已竣工的海上风电90%坐落于欧洲，截至2014年，欧洲总计海上风电装机超过805万千瓦，产于在欧洲11个国家的74个海上风电场。

欧洲6MW海上风电机组已构成产业化并批量加装，8MW海上风电机组转入样机试运营阶段。我国海上风电综合实力整体较强，机组容量以3MW～4MW居多，6MW机组正处于样机试验阶段，并且我国相当严重缺乏海上风电施工经验、运营确保与专业监测急需强化。到2020年，构成不具备8MW及以上大型海上风机生产能力;突破海上风电施工和建设、并网运营关键技术;竣工海上风电全景监控及综合控制系统。

中外海上风电厂家、项目讲解2016年6月，西门子与歌美飒签定约束性协议，拆分双方的风电业务以打造出全球风电市场的领先企业，特别是在在海上风电项目上，西门子排在全球海上风电市场。西门子已明确提出到2025年通过数字化和基础创意等方法使海上风电的度电成本降至8欧分/千瓦时以下，提升能源供应的竞争力强化气候维护。丹麦是世界风电发展最慢最差的国家，在1991年竣工全球第一座海上风电场，享有20多年的海上风电场运营经验，有原始的产业链，走在了世界前茅。

目前，欧洲三家公司不具备生产8MW海上风电机组能力：丹麦维斯塔斯Vestas公司V164-8MW;Adwen公司AD-180-8MW;西门子首台SWT-8.0-154机组将于2017年初加装，预计将在2018年初取得机组型式证书。2013年7月4日，全球仅次于近海风发电场--英国伦敦阵列，在英国东南海岸开始运营，装机容量630兆瓦，使用了德国西门子SWT-3.。

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