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周鹤良:中国电力装备创新与发展
2016/9/30 12:45:38    新闻来源:分布式发电与微电网

1、优化能源结构

截至2015年12月31日全国31个省市共有燃煤电厂425家,装机容量9.9亿千瓦。占全部发电装机容量67%。

煤为基础、清洁高效利用

煤电比重逐年下降,严控新增产能,大力发展新能源,非化石能源比重逐年增长,这是今后发展清洁、绿色、低碳产业变革的规律。低碳电力是未来能源发展方向。

从中国国情看,结束煤碳时代还要有一个相当长的时期,煤电在一个相当长的时期内仍是主力,以煤为主的能源结构,在短时期内不会大幅度改变,煤电机组占全部发电量的73%左右。

煤炭是电力的重要资源,也是造成大气污染的主要来源。

燃煤发电本身就是要不断提高燃煤发电效率,降低煤耗,降低排放,煤电仍有发展空间——煤电清洁高效利用。

在全世界电力中40%电量来自燃煤电厂,其中65%—70%来自中国。

预计2016年底全国发电装机容量累计将超过16亿千瓦,其中非化石能源装机容量达到6亿千瓦,占总装机容量比例上升到36%左右。

上海外高桥第三发电公司(简称上海外三)对百万千瓦机组实施多项技术创新。在传统的设备运行系统上进行工艺优化:一是提高蒸汽参数;二是采用二次再热;三是改进汽轮机通流部分的结构;四是优化管道系统等。供电煤耗达到276克/kw˙h,发电效率在满负荷工况下达到46.5%,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别达到10毫克/每立方米、35毫克/每立方米、50毫克/每立方米,优于天然气发电排放标准。

上海外三成为全球发电效率最高,煤耗和排放最低的绿色、清洁、高效发电厂。

华润铜山电厂两台百万千瓦机组的升级改造,推广上海外三的节能减排的经验,取得较好的效果。

2014年9月26日,上海外三被国家能源局授予国家煤电节能减排示范基地称号。

2015年7月18、19日,中央电视台新闻联播栏目作了报道,题目是:破解煤电"三高之困"。同时,获得了政府和专家认可,获得国际能源署清洁煤中心及跨国公司公认。

美国ASME电力与能源大会2016年6月26日—30日在美国北卡罗莱纳州夏洛特市举行,大会主席邀请上海外三总经理冯伟忠出席并做演讲——介绍上海外三节能减排的经验,美国ASME委员会的高层成员和出席会议的学者、专家非常关注、重视、钦佩上海外三提供发电效率,降低煤耗和排放的经验,大会颁发冯伟忠最佳个人创新者奖。

国务院要求:

到2020年现役电厂平均供电煤耗低于310克/千瓦时。

新建电厂平均供电煤耗低于300克/千瓦时。

对落后产能和不符合相关强制性标准要求的则淘汰关停。

要求沿海东部、长江三角洲、珠江三角洲、京津冀以及湖北、湖南、河南等中部地区提前2017年和2018年达标。

多元化发展新一代清洁能源

预测"十三五"末清洁能源——水电、核电、风电、太阳能以及燃气轮机发电装机容量加在一起,从现在的5亿千瓦增加到8亿千瓦以上,清洁能源发电装机容量比重达到40%左右。

预测到2025年,清洁能源发电装机容量比重达到45%左右。

预测到2030年,清洁能源发电装机容量比重达到50%以上,进入世界强国行列。

美国截至2014年发布数据,发电量中:煤电的比重占35%、核电的比重占25%、天然气的比重占20%、水电的比重占10%、风电的比重占6%、燃油的比重占4%。

习近平总书记2014年6月13日在中央财经领导小组第6次会议讲话中指出,立足国内多元供应保安全,大力推进煤炭清洁高效利用,着力发展非煤能源,形成煤、油和新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系。

水电装机容量截至2015年底达到3.2亿千瓦,占全部发电装机容量的21.5%,预测到2020年,水电装机容量达到3.6~3.7亿千瓦。预测2030年累计水电装机容量4.5~5亿千瓦。

核电装机容量截至2015年底为2700万千瓦,占全部发电装机容量1.75%,预测到2020年,核电装机容量累计达到5800万千瓦,预测到2030年,核电装机容量达到1.2—1.5亿千瓦,占全部发电量5%—8%。

 

风电装机容量截至2015年底为1.29亿千瓦,占全部发电装机容量8.6%。预测到2020年,累计达到2.5亿千瓦,年发电量达到5000亿千瓦时。预测到2030年累计风电装机容量5亿千瓦,年发电量达到1万亿千瓦时。

发展方针:既要发展新能源大规模集中并网,更要大力快速发展分散式、分布式微电网发电技术,分布式光伏发电电力就近消纳,自发自用,余电上网,实现安全、高效、清洁、互联、智能的终端能源消费目标。

太阳能光伏发电并网容量截至2015年底为4300万千瓦,占全部发电装机容量2.8%。预测到2020年,并网光伏发电装机规模达到1.5亿千瓦。预测到2030年累计太阳能光伏发电装机容量达到4亿千瓦以上。

陆地上运行的重型燃机截至2015年底,装机容量为5000万千瓦,预测到2020年,燃机发电装机容量达到8000万—1亿千瓦。预测到2030年累计燃机发电装机容量达到2亿千瓦。

2、发展新能源发电技术,从当前问题导向来看,需要着力解决以下几个突出问题:

一是努力提高设备运行利用小时—目前:核电年均7300—7500小时、煤电年均4000—4300小时、水电年均3600—3800小时、风电年均1600—1900小时、太阳能年均1000—1100小时。

二是在风电、太阳能新能源安全并网、电量消纳、储能技术、调峰电源和保障稳定运行,提高系统消化能力。

三是核电确保安全和生态环境下,合理布局,科学发展。

四是陆地上以天然气为燃料的重型燃气轮机应该实行大、中、小并重发展,军民融合的方针。加快实现航空发动机及燃气轮机自主研发制造生产。

研发—试验—样机—修改设计—再制造—再试验—小批量—规模化应用—反复试验。

五是重大工程、重大装备、重大项目、重大决策—启动示范工程、依托工程,国家决策,政府推动力是主导,执行力是关键。

3、发展特高压,电从远方、空中来(称为电力高速路)

我国能源与负荷分布特点:我国能源与负荷逆向分布决定了远距离、大容量输电是我国电网发展的长期战略。

西南有水电资源、北部有煤炭资源、西部和北部还有风能、太阳能光伏发电资源。

风光+储能+发电系统+互联网

西电东送规模与发展趋势:跨区输电需求的增加和环境承载能力的下降,对输电效率和资源利用水平提出了更高的要求。

正在运行的有"四交四直"特高压输电线路:晋东南线:1000千伏晋东南—南阳—荆门(交流);淮上线:1000千伏淮南—南京—上海(交流);浙福线:1000千伏浙南—福州(交流);灵绍线:±800千伏灵州—浙江绍兴(直流);哈郑线:±800千伏哈密南—郑州(直流);锦苏线:±800千伏四川锦屏—苏南(直流);向上线:±800千伏向家坝—上海(直流);溪浙线:±800千伏溪洛渡左岸—浙江金华(直流)。

正在建设的有"五交六直"特高压输电线路:内蒙蒙东锡盟—山东枣庄(1000千伏交流);内蒙西—天津南(1000千伏交流);陕北榆恒—山东潍坊(1000千伏交流);新疆哈密—重庆(1000千伏交流);准东—皖南(1000千伏交流);内蒙东锡盟—江苏泰州(±800千伏直流);内蒙上海庙—山东临沂(±800千伏直流);新疆昌吉—安徽古泉(±1100千伏直流);内蒙扎鲁特—山东青州(±800千伏直流);山西晋北—江苏南京(±800千伏直流);甘肃酒泉—湖南长沙(±800千伏直流);云南普洱—广东红门(±800千伏直流)。

"十三五"末上述特高压输电线路全部建成投入运营。通过特高压输电方式,增加远距离受电的比例。

东北首个特高压输电工程也已开工建设,向华北送电。

其中内蒙、甘肃、新疆、陕西缺水地区,采取风火捆绑、西南采用水火捆绑方式,分别向中东部输送电量。

要尽快提高调峰电源比重,加快抽水蓄能等调峰电源建设。

将一部分有条件的煤电机组改造成为调峰机组,提升电力系统综合调峰能力,提升高参数大容量机组运行效率。

特高压电网建设是落实清洁能源发展战略,治理大气污染,促进新能源送出保障东中部地区电力供应稳定的基础,称为空中电力高速通道。

推进全球能源互联网

第一步:国内联网;第二步:周边国家联网——"一带一路"建设,推进电力设备国际产能合作;第三步:全球联网

特高压+智能电网+清洁能源:建立高度融合能源体系架构,建立全国统一电力市场体系架构,建立新型发供电能源体系架构,建立具有平等、互动、开放、共享的架构。

小结

中国能源生产总量位居世界第一,中国电力装备规模位居世界前列,中国特高压输电技术国际领先。

品牌好——质量优——工厂兴

产业强——经济强——国家强

杭州汽轮机厂的产品,依靠创新驱动跻身世界先进行列,成为全球知名工业汽轮机制造商。

G20国集团领导人杭州峰会,提出了创新主题,讨论2030年全球持续发展战略。

煤电产能过剩主要表现在供给侧与需求侧结构不匹配。从长远看,人类必将从化石能源走向非化石能源,未来10~15年,我国的能源结构将逐渐从以化石能源为主转向以清洁能源为主,从高碳能源为主转向低碳能源为主。这个过程需要依靠技术创新,实现两手抓:

一是传统的煤电蒸汽发电的清洁高效;国内燃煤发电低碳排放新技术研发应用已获重大突破;

二是新能源能够大规模有效、经济、稳定运行,已经积累了比较成熟的经验。

 

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