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| 我國(guó)電力科技發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)重大發(fā)展方向研究 |
| （時(shí)間:2016-11-15 9:57:03） |
一、發(fā)展現(xiàn)狀
(一)燃煤發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域
發(fā)電技術(shù)和裝備不斷向高參數(shù)、大容量、高效及低排放方向發(fā)展，鍋爐及汽輪機(jī)的制造和運(yùn)行控制技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，總體技術(shù)接近國(guó)際先進(jìn)水平，部分技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
國(guó)際先進(jìn)水平：1000MW級(jí)和600MW級(jí)600℃超超臨界燃煤機(jī)組數(shù)量及裝機(jī)容量均居世界首位，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并已出口國(guó)外，機(jī)組發(fā)電效率可超過(guò)45%，已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;二次再熱發(fā)電技術(shù)具備自主開發(fā)和制造的能力，技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)。
國(guó)際領(lǐng)先水平：我國(guó)循環(huán)流化床燃燒技術(shù)、裝備研發(fā)及運(yùn)行控制技術(shù)。例如：四川白馬600MW超臨界機(jī)組，為世界首臺(tái)600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐蒸汽參數(shù)達(dá)到25.4MPa/571℃/569℃，機(jī)組效率達(dá)到43.2%。
接近國(guó)際先進(jìn)水平：整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，例如：天津IGCC發(fā)電技術(shù)首座示范電站。
(二)輸配電技術(shù)領(lǐng)域
特高壓交流1000kv、直流±800kv系列成套裝備已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，在電壓等級(jí)、輸電距離、傳輸容量、關(guān)鍵設(shè)備等方面不斷刷新世界記錄，整體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
(三)新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域
我們新能源發(fā)電技術(shù)起步較晚，但發(fā)展很快。風(fēng)電的單機(jī)容量和關(guān)鍵技術(shù)不斷進(jìn)步，已經(jīng)形成了4MW以下風(fēng)電機(jī)組整機(jī)及關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)制造體系，初步掌握5～6MW風(fēng)電機(jī)組整機(jī)集成技術(shù)，風(fēng)機(jī)制造企業(yè)在國(guó)際上占據(jù)重要地位。
我國(guó)海上風(fēng)電綜合實(shí)力整體較弱，機(jī)組容量以3MW～4MW為主，6MW機(jī)組處于樣機(jī)試驗(yàn)階段，并且我國(guó)嚴(yán)重缺少海上風(fēng)電施工經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)與專業(yè)監(jiān)測(cè)亟需加強(qiáng)。
太陽(yáng)能發(fā)電方面，形成以晶硅太陽(yáng)能電池為主的產(chǎn)業(yè)集群，生產(chǎn)設(shè)備部分實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快。目前，多晶硅電池平均轉(zhuǎn)化效率達(dá)到18%，單晶硅電池平均轉(zhuǎn)化效率接近20%，薄膜電池效率最高達(dá)到了21%，均處于全球領(lǐng)先的水平。太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)取得重要成果，其中塔式和槽式發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)開展示范應(yīng)用。
生物質(zhì)能發(fā)電方面，基于純生物質(zhì)原料的直燃發(fā)電是我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電成熟的主流技術(shù)，生物質(zhì)氣化發(fā)電規(guī)模還較小，生物質(zhì)直燃發(fā)電已初具產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
海洋能發(fā)電方面，整體處于示范應(yīng)用向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的重要階段，其中，潮汐能發(fā)電技術(shù)已趨于成熟，建成投運(yùn)了多個(gè)潮汐電站;波浪能和海流能技術(shù)研發(fā)與小型樣機(jī)示范取得進(jìn)展，溫差能發(fā)電仍停留在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段。
地?zé)崮馨l(fā)電方面，中低溫地?zé)岚l(fā)電技術(shù)基本成熟但關(guān)鍵材料與設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化成度較低;高溫地?zé)嵴羝l(fā)電技術(shù)與國(guó)外存在較大差距;深層高溫地?zé)徙@井方面尚沒(méi)有形成相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備。
(四)水利發(fā)電領(lǐng)域
高壩大庫(kù)、大容量、長(zhǎng)引水洞、大型地下洞室等總體技術(shù)走在國(guó)際領(lǐng)先行列。
水電機(jī)組及金屬結(jié)構(gòu)技術(shù)方面，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新，已實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，具備了自主研制大型水電機(jī)組的能力，核心技術(shù)的開發(fā)和關(guān)鍵部件的制造達(dá)到了國(guó)外同等水平。
在金屬結(jié)構(gòu)制造方面，泄洪控制閘門及啟閉機(jī)技術(shù)達(dá)到國(guó)際水平，制造與安裝技術(shù)已居國(guó)際領(lǐng)先水平。
(五)核電技術(shù)領(lǐng)域
第三代核電技術(shù)(壓水堆)水平達(dá)到世界先進(jìn)水平，高溫氣冷堆技術(shù)方面，已研制成功世界首臺(tái)套大功率電磁軸承主氦風(fēng)機(jī)工程樣機(jī)，處于世界領(lǐng)先水平。在快堆技術(shù)方面，(快堆技術(shù)將使鈾資源的利用率提高50～60倍)，發(fā)電功率20MW的試驗(yàn)快堆已并網(wǎng)發(fā)電，安全指標(biāo)部分已達(dá)到第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)的安全目標(biāo)要求，接近國(guó)際先進(jìn)水平。成為繼俄羅斯之后掌握運(yùn)行中的快中子堆技術(shù)的第二個(gè)國(guó)家。
(六)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電領(lǐng)域
重型燃?xì)廨啓C(jī)的引進(jìn)和自主研發(fā)使我國(guó)在燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)、制造、燃燒等基礎(chǔ)領(lǐng)域取得進(jìn)展，但燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家差距巨大，國(guó)內(nèi)發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備嚴(yán)重依賴進(jìn)口，國(guó)際先進(jìn)的G/H、J級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)初溫已經(jīng)達(dá)到1500～1600℃，簡(jiǎn)單循環(huán)發(fā)電效率達(dá)到40%～41%，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率已達(dá)到60%。
在微型燃?xì)廨啓C(jī)方面，微型燃?xì)廨啓C(jī)主要用于冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，屬于分布式能源系統(tǒng)，從目前使用情況看設(shè)備系統(tǒng)可靠性高，維修成本低，使用壽命長(zhǎng)(20年)能源利用率高(熱電綜合利用率為75%—90%)。尚處于發(fā)展和推廣階段。
二、“十三五”電力科技重大方向及關(guān)鍵技術(shù)
從落實(shí)國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略、解決能源支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、推進(jìn)全球能源可持續(xù)發(fā)展等重大問(wèn)題，“十三五”期間，在電網(wǎng)方面，以逐步提高可再生能源發(fā)電量在總用電量中的比例為核心目標(biāo)，需要重點(diǎn)開展智能電網(wǎng)重大技術(shù)研發(fā)，超前部署我國(guó)新一代能源系統(tǒng)及全球能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究;在發(fā)電方面，以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高非化石能源占一次能源消費(fèi)比重、重點(diǎn)發(fā)展水利發(fā)電、安全發(fā)展核電技術(shù)。“十三五”期間，我國(guó)電力科技領(lǐng)域?qū)⒅攸c(diǎn)開展9個(gè)重大技術(shù)方向的38項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究工作。
(一)智能電網(wǎng)技術(shù)
智能電網(wǎng)已經(jīng)成為全球電網(wǎng)發(fā)展和進(jìn)步的大趨勢(shì)，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將其上升為國(guó)家戰(zhàn)略。我國(guó)在智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)、裝備和示范應(yīng)用方面具有良好的發(fā)展基礎(chǔ)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。智能電網(wǎng)技術(shù)體系涵蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等多個(gè)環(huán)節(jié)。
1、大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)調(diào)控技術(shù)
目前，我國(guó)新能源發(fā)電并網(wǎng)容量已處于世界前列，風(fēng)電和光伏發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)容量分別躍居全球第一和第二位。但風(fēng)電與光伏發(fā)電的間歇性與隨機(jī)性特征，難與適應(yīng)電力生產(chǎn)消費(fèi)的同時(shí)性要求，全國(guó)范圍內(nèi)部分時(shí)段存在棄風(fēng)、棄光問(wèn)題，需要在大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)在核心指標(biāo)上取得重大突破。
重點(diǎn)突破大規(guī)�？稍偕茉椿仉娏ν馑团c調(diào)控、大規(guī)模分布式能源靈活并網(wǎng)運(yùn)行控制、常規(guī)/供熱機(jī)組調(diào)節(jié)能力提升與彈性控制、新型大容量電力儲(chǔ)存、海洋平臺(tái)電力系統(tǒng)互聯(lián)與穩(wěn)定控制、海上風(fēng)電/光伏發(fā)電接入與送出等一批核心關(guān)鍵技術(shù)。
2、大電網(wǎng)柔性互聯(lián)技術(shù)
具備一定的技術(shù)基礎(chǔ)和工程經(jīng)驗(yàn)，存在主要問(wèn)題是大容量、遠(yuǎn)距離輸電能力仍顯不足，適用于特殊場(chǎng)合的新型輸電技術(shù)和更高電壓等級(jí)的柔性直流輸電技術(shù)尚待突破。
重點(diǎn)突破500KV以下基于架空線的柔性直流輸電技術(shù)，重點(diǎn)研發(fā)大容量柔性直流轉(zhuǎn)換器等先進(jìn)輸變電設(shè)備;2020年，研制超高壓柔性直流輸電及組網(wǎng)成套裝備。
3、現(xiàn)代配電網(wǎng)多元用戶供需互動(dòng)用電技術(shù)
隨著配電網(wǎng)可再生分布式能源發(fā)電的高比例接入、大容量電動(dòng)汽車充電設(shè)施的普遍設(shè)立，電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差更加難以調(diào)整，傳統(tǒng)的被動(dòng)型配電網(wǎng)將難以適應(yīng)這些新的需求與變化，需要采用主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)解決現(xiàn)代配電網(wǎng)建設(shè)中遇到的新問(wèn)題。
重點(diǎn)突破主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)、配電網(wǎng)與用戶互動(dòng)技術(shù)、高功率電動(dòng)汽車充電的配電網(wǎng)適應(yīng)性技術(shù)等。示范應(yīng)用智能用電、電動(dòng)汽車充電及電池梯級(jí)利用工程和新型電能替代設(shè)備。
4、儲(chǔ)能新技術(shù)
目前抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)大規(guī)模儲(chǔ)能的主要形式，但抽水蓄能電站受地理位置和水資源的限制，隨著新型儲(chǔ)能電池研究的深入運(yùn)行，“十三五”期間將是新型化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)逐步向大容量、高效率、長(zhǎng)壽命發(fā)展階段，并有望進(jìn)入商業(yè)化階段。
重點(diǎn)研究新型化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)：針對(duì)大規(guī)�？稍偕茉聪{的新型化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù);功率為兆瓦級(jí)的新型電能與其他能源形式的轉(zhuǎn)化裝備;重點(diǎn)突破用于電力儲(chǔ)能的百兆瓦級(jí)新型化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成與監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)。
(二)我國(guó)新一代能源系統(tǒng)技術(shù)
能源開發(fā)實(shí)施清潔替代，能源消費(fèi)實(shí)施電能替代，是人類用能模式的發(fā)展趨勢(shì)與終極目標(biāo)。構(gòu)建新一代能源系統(tǒng)，需要重點(diǎn)研究解決源端、受端和傳輸?shù)囊幌盗兄卮罂茖W(xué)和工程技術(shù)問(wèn)題。
1、源端綜合能源電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和能源電力發(fā)展面臨嚴(yán)峻形式，化石能源帶來(lái)嚴(yán)重霧霾，急需大規(guī)模、高比例開發(fā)利用可再生能源。需要尋求消納具有間歇性、隨機(jī)性的可再生能源的綜合解決方案，構(gòu)建以可再生能源為主的源端綜合能源電力系統(tǒng)。
重點(diǎn)研究以電網(wǎng)為主干、涵蓋大規(guī)模可再生能源的綜合能源電力系統(tǒng)仿真技術(shù);示范應(yīng)用可再生能源制氫工程。
2、受端綜合能源電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)不支持多種一次和二次能源相互轉(zhuǎn)化和互補(bǔ)，既難以支撐高比例分布式清潔能源電力接入電力系統(tǒng)，又不適應(yīng)大量分布式光伏發(fā)電、小型風(fēng)電、冷熱電三聯(lián)供、電動(dòng)汽車、蓄電池、氫能等“即插即用”式設(shè)備的接入。
重點(diǎn)研究受端綜合能源電力系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行技術(shù)，2020年掌握受端多種能源網(wǎng)融合規(guī)劃、高滲透分布式能源接入和利用的一系列關(guān)鍵技術(shù)。構(gòu)建受端綜合能源電力系統(tǒng)仿真平臺(tái)。建成多個(gè)冷、熱、電綜合能源電力系統(tǒng)的示范工程。
3、未來(lái)我國(guó)西部直流電網(wǎng)技術(shù)
我國(guó)西部直流電網(wǎng)目前僅為概念構(gòu)想，利用前沿輸電技術(shù)將西南地區(qū)的水能、“三北”地區(qū)的太陽(yáng)能和風(fēng)能匯集并連接成多個(gè)地區(qū)性直流電網(wǎng)，利用輸電技術(shù)及直流電壓變換技術(shù)送往中東部負(fù)荷中心區(qū)域，提高電壓等級(jí)和輸電容量是直流網(wǎng)絡(luò)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
重點(diǎn)研究直流組網(wǎng)的理論和技術(shù)，2020年開展示范應(yīng)用西部多可再生能源基地直流網(wǎng)及送出工程的前期工作。
(三)全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是基于清潔能源主導(dǎo)、能源消費(fèi)電氣化和全球配置能源資源的思路，解決可再生能源大規(guī)模利用在空間和時(shí)間上擴(kuò)展的前瞻性技術(shù)問(wèn)題�！笆濉逼陂g，需要研究全球能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù);重點(diǎn)突破適用于大容量、遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)，以及大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和控制技術(shù)等。
1、全球能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃技術(shù)
全球能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要在規(guī)劃分析理論、市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)、電力流格局規(guī)劃和特大規(guī)模電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面開展重點(diǎn)攻關(guān)。
2020年，建成全球風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等多種可再生能源資源數(shù)據(jù)庫(kù)，客觀和精確掌握全球可再生能源的資源儲(chǔ)量、分布情況和可開發(fā)規(guī)模。
2、大容量、遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)與裝備
我國(guó)在特高壓交直流輸電技術(shù)總體上處于國(guó)際領(lǐng)先水平。對(duì)于特高壓直流的換流變壓器、直流穿墻/換流變套管、直流場(chǎng)開關(guān)器件等高端裝備少數(shù)核心器件的制造技術(shù)國(guó)內(nèi)尚未完全掌握，需要“十三五”期間重點(diǎn)攻關(guān)。
2020年，研制成功±1100kV特高壓直流穿墻套管，提升直流輸電重大裝備、核心部件的國(guó)產(chǎn)化水平，核心部件自制率達(dá)到70%～90%，建立特高壓直流受端分層接入示范工程，建成±1100kV特高壓直流輸電示范工程。
(四)高效清潔火力發(fā)電技術(shù)
發(fā)展高效、清潔、低碳的燃煤發(fā)電技術(shù)與清潔的燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的迫切要求和維護(hù)國(guó)家安全的重大戰(zhàn)略需要。其發(fā)展方向一是提高煤炭的能源利用率;二是降低發(fā)電機(jī)組的污染物排放濃度和總量;三是減少CO2的排放強(qiáng)度。
1、700℃超超臨界的關(guān)鍵技術(shù)
700℃超超臨界發(fā)電技術(shù)的發(fā)電效率接近50%，可比600℃超超臨界發(fā)電技術(shù)高4%。目前，歐美和日本等國(guó)家基本完成材料篩選及性能測(cè)試、大型鑄件試驗(yàn)生產(chǎn)、高溫部件驗(yàn)證平臺(tái)制造、大型耐熱合金部件驗(yàn)證的工作。我國(guó)在該項(xiàng)目起步較晚，關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)外存在差距。
我國(guó)將繼續(xù)進(jìn)行自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低成本、高強(qiáng)度高溫合金材料的開發(fā)工作，鍋爐受熱面管材已在華能南京熱電廠掛網(wǎng)運(yùn)行。到2020年，形成具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)，完成關(guān)鍵材料和關(guān)鍵部件的研制，完成600MW等級(jí)700℃先進(jìn)超超臨界發(fā)電系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，擇機(jī)簽訂示范工程。
2、超超臨界循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)
隨著白馬600MW超臨界CFB鍋爐示范工程的成功運(yùn)行，標(biāo)志我國(guó)已經(jīng)具備大型超臨界CFB鍋爐的設(shè)計(jì)制造能力。但與煤粉鍋爐相比，循換流化床鍋爐設(shè)備的利用率和效率偏低，同時(shí)實(shí)現(xiàn)火電廠污染物超低排放難度較大。
重點(diǎn)突破CFB鍋爐煙氣污染物超低排放技術(shù)，進(jìn)一步提高CFB機(jī)組發(fā)電效率，到2017年掌握CFB鍋爐煙氣污染物超低排放技術(shù);2020年完成600MW等級(jí)超超臨界CFB發(fā)電機(jī)組初步設(shè)計(jì)，效率和設(shè)備利用率達(dá)到同等級(jí)別煤粉鍋爐水平。
3、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電及煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)
聯(lián)合循環(huán)發(fā)電及煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是一種綜合考慮資源、能源和環(huán)境效益系統(tǒng)，是未來(lái)主要的能源技術(shù)之一，是煤炭利用的發(fā)展趨勢(shì)。
對(duì)于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，目前第三代IGCC技術(shù)正在研發(fā)中，已建立的IGCC示范電站技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但經(jīng)濟(jì)性和可靠性是影響其商業(yè)化的關(guān)鍵因素;對(duì)于煤基多聯(lián)產(chǎn)國(guó)內(nèi)外已開展了大量的生產(chǎn)流程與產(chǎn)品生產(chǎn)方式的創(chuàng)新研究，技術(shù)關(guān)鍵和難點(diǎn)仍是煤的熱解和氣化裝置的開發(fā)。
重點(diǎn)研究以空氣為氣化劑的氣化爐以及與其相應(yīng)的IGCC系統(tǒng)，2017年，突破低階煤干餾關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，完成IGCC+CCUS技術(shù)和煤基多聯(lián)產(chǎn)IGCC電站的可行性研究。2020年，建成以褐煤低溫干餾為基礎(chǔ)的煤電化工一體化示范工程。
4、特種煤發(fā)電技術(shù)
我國(guó)一些地區(qū)存在大量有特殊成分的燃煤，如新疆準(zhǔn)東煤田金屬含量大、內(nèi)蒙古的褐煤水分含量大，目前尚無(wú)大機(jī)組100%燃燒準(zhǔn)東煤及褐煤的可靠技術(shù)方案，需要研究在600MW等級(jí)機(jī)組上的應(yīng)用并積累經(jīng)驗(yàn)。
繼續(xù)開展特種煤燃燒、結(jié)渣和沾污等特性參數(shù)研究、鍋爐適應(yīng)性研究。重點(diǎn)研發(fā)適合燃用高鈉鉀煤的燃燒技術(shù)與設(shè)備、預(yù)干煤燃燒技術(shù)與設(shè)備、制粉系統(tǒng)。掌握低成本褐煤干燥及水分回收技術(shù)，建設(shè)示范裝置;2020年，建設(shè)高鈉鉀煤發(fā)電示范工程;掌握大型褐煤干燥發(fā)電技術(shù)，建設(shè)示范工程。
5、燃煤電廠煙氣污染物一體化脫除及二氧化碳捕集技術(shù)
煤電煙氣污染物治理及處理物利用是煤電持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，但傳統(tǒng)煙氣凈化技術(shù)一般針對(duì)單一污染物處理，工藝鏈長(zhǎng)、投資和運(yùn)行成本高。二氧化碳捕集技術(shù)對(duì)減少溫室效應(yīng)及提高電廠綜合效益有重要意義。污染物一體化控制技術(shù)國(guó)內(nèi)已進(jìn)行了大量研究，目前尚無(wú)示范工程;二氧化碳捕集技術(shù)降低能耗和成本是重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。
重點(diǎn)研發(fā)濕法一體化脫除系統(tǒng)、活性焦一體化聯(lián)合脫除系統(tǒng)。重點(diǎn)研究新一代高效低能耗的二氧化碳捕集吸收劑和捕集材料，示范應(yīng)用多種源匯組合的CCUS全流程系統(tǒng)，進(jìn)行CCUS全過(guò)程技術(shù)示范。
6、燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)和微型燃機(jī)冷熱電聯(lián)供發(fā)電技術(shù)
燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)(NGCC)已成為我國(guó)清潔能源發(fā)電技術(shù)的重要分支，但我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家差距巨大，核心部件以及專業(yè)技術(shù)服務(wù)均有國(guó)外制造商控制，價(jià)格居高不下。我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的100kW微型燃?xì)廨啓C(jī)研制已取得重大突破。
重型燃機(jī)重點(diǎn)開展H型燃機(jī)的系統(tǒng)集成研究，加快項(xiàng)目的示范應(yīng)用;在F級(jí)燃機(jī)方面取得關(guān)鍵部件及技術(shù)的自主化突破。重點(diǎn)研發(fā)重型燃?xì)廨啓C(jī)的試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)。
7、超臨界CO2循環(huán)發(fā)電技術(shù)
超臨界CO2透平是一種以超臨界CO2為工質(zhì)的基于布雷頓循環(huán)原理的動(dòng)力發(fā)電設(shè)備，是一種比傳統(tǒng)蒸汽輪機(jī)更為先進(jìn)的發(fā)電裝備，作為一種外燃機(jī)，其也可采用太陽(yáng)能作為熱源，由此也誕生了基于超臨界CO2循環(huán)的光熱發(fā)電技術(shù)。這種新型發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)，美國(guó)目前走在世界的前列，并得到美國(guó)能源部的支持，因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)在提高發(fā)電效率和降低成本方面有巨大的潛力，超臨界CO2透平技術(shù)用于地面發(fā)電廠，除了體積小、重量輕之外，還可以不用水，適合荒漠缺水地區(qū)的應(yīng)用，其應(yīng)用于太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)效率的顯著提升，是太陽(yáng)能光熱發(fā)電的理想選擇，該系統(tǒng)僅需要較低的熱量即可啟動(dòng)發(fā)電機(jī)、其應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化調(diào)整迅速、支持快速啟停，這些優(yōu)點(diǎn)是普通發(fā)電系統(tǒng)所無(wú)法比擬的。
目前國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)對(duì)超臨界CO2循環(huán)技術(shù)研究處于起步階段，但超臨界CO2循環(huán)發(fā)電技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，將是一種可能帶來(lái)發(fā)電系統(tǒng)變革的技術(shù)。科技部今年也發(fā)布了重點(diǎn)研究課題。
(五)可再生能源發(fā)電及利用技術(shù)
可再生能源是世界各國(guó)科技創(chuàng)新部署的重點(diǎn)，是未來(lái)能源電力技術(shù)發(fā)展的方向。當(dāng)前，以新能源為支點(diǎn)的我國(guó)能源轉(zhuǎn)型體系正加速變革，大力發(fā)展新能源已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，未來(lái)我國(guó)新能源還將大規(guī)模發(fā)展。
1、海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)
歐洲海上風(fēng)電起步早、發(fā)展快，全球已建成的海上風(fēng)電90%位于歐洲，截至2014年，歐洲累計(jì)海上風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到805萬(wàn)千瓦，分布在歐洲11個(gè)國(guó)家的74個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)(其中英國(guó)、丹麥、德國(guó)裝機(jī)總?cè)萘颗琶壳?。歐洲6MW海上風(fēng)電機(jī)組已形成產(chǎn)業(yè)化并批量安裝，8MW海上風(fēng)電機(jī)組進(jìn)入樣機(jī)試運(yùn)行階段。
我國(guó)海上風(fēng)電綜合實(shí)力整體較弱，機(jī)組容量以3MW～4MW為主，6MW機(jī)組處于樣機(jī)試驗(yàn)階段，并且我國(guó)嚴(yán)重缺少海上風(fēng)電施工經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)與專業(yè)監(jiān)測(cè)亟需加強(qiáng)。
到2020年，形成具備8MW及以上大型海上風(fēng)機(jī)制造能力;突破海上風(fēng)電施工和建設(shè)、并網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù);建成海上風(fēng)電全景監(jiān)視及綜合控制系統(tǒng)。
中外海上風(fēng)電廠家、項(xiàng)目介紹
2016年6月，西門子與歌美颯簽訂約束性協(xié)議，合并雙方的風(fēng)電業(yè)務(wù)以打造全球風(fēng)電市場(chǎng)的領(lǐng)先企業(yè)，尤其在海上風(fēng)電項(xiàng)目上，西門子領(lǐng)跑全球海上風(fēng)電市場(chǎng)。西門子已提出到2025年通過(guò)數(shù)字化和基礎(chǔ)創(chuàng)新等方法使海上風(fēng)電的度電成本降到8歐分/千瓦時(shí)以下，提高能源供應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)力加強(qiáng)氣候保護(hù)。
丹麥?zhǔn)鞘澜顼L(fēng)電發(fā)展最快最好的國(guó)家，在1991年建成全球第一座海上風(fēng)電場(chǎng)，擁有20多年的海上風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，有完整的產(chǎn)業(yè)鏈，走在了世界前列。
目前，歐洲三家公司具備生產(chǎn)8MW海上風(fēng)電機(jī)組能力：丹麥維斯塔斯Vestas公司V164-8MW;Adwen公司(歌美颯公司與阿�，m集團(tuán)合資企業(yè))AD-180-8MW;西門子首臺(tái)SWT-8.0-154機(jī)組將于2017年初安裝，預(yù)計(jì)將在2018年初獲得機(jī)組型式認(rèn)證。
2013年7月4日，全球最大近海風(fēng)發(fā)電場(chǎng)--英國(guó)“倫敦陣列”(London Array)，在英國(guó)東南海岸開始運(yùn)營(yíng)，裝機(jī)容量630兆瓦，采用了德國(guó)西門子SWT-3.6-120渦輪機(jī)(3.6MW)，安裝地點(diǎn)是距離海岸20公里的海面上。已耗資15億英鎊的“倫敦陣列”綿延20公里，裝備175臺(tái)渦輪機(jī)，加強(qiáng)了英國(guó)在全球近海風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位。
2016年5月，西門子將為蘇格蘭Beatrice海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目提供、安裝并調(diào)試84個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，每一個(gè)轉(zhuǎn)子直徑為154米，發(fā)電量可達(dá)7兆瓦。
目前，國(guó)內(nèi)已有金風(fēng)科技、華銳風(fēng)電、聯(lián)合動(dòng)力、湘電股份和海裝風(fēng)電等廠家完成5MW及以上大型風(fēng)電機(jī)組的吊裝和試運(yùn)行。
亞洲首個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)——上海東海大橋102MW海上風(fēng)電示范項(xiàng)目的34臺(tái)風(fēng)機(jī)全部由華銳風(fēng)電提供，已順利運(yùn)行5年，并成功走出質(zhì)保進(jìn)入后運(yùn)維服務(wù)階段;
華能如東300兆瓦海上風(fēng)電場(chǎng)工程是目前國(guó)內(nèi)最大規(guī)模的海上風(fēng)電場(chǎng)，該項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)50臺(tái)4兆瓦和20臺(tái)5兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組，北區(qū)選取西門子4兆瓦風(fēng)機(jī)和中船重工海裝風(fēng)電5兆瓦風(fēng)機(jī)，南區(qū)則是遠(yuǎn)景風(fēng)機(jī)，在國(guó)內(nèi)首次大規(guī)模使用5兆瓦海上風(fēng)機(jī)，預(yù)計(jì)2016年年底實(shí)現(xiàn)首批機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，
2016年6月26日，金風(fēng)科技首個(gè)近海海上項(xiàng)目三峽響水項(xiàng)目首臺(tái)機(jī)組順利完成吊裝。響水項(xiàng)目為三峽集團(tuán)首個(gè)海上示范商業(yè)運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目，采用18臺(tái)金風(fēng)科技121/3000KW直驅(qū)海上型機(jī)組，項(xiàng)目離岸垂直距離6海里，水深5--9米。
2、太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)
我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電起步較晚，我國(guó)太陽(yáng)能光熱發(fā)電在核心設(shè)備上與國(guó)外相比有很大差距，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率低，若使用國(guó)外產(chǎn)品則成本更高，由于投資成本高導(dǎo)致進(jìn)展緩慢。
重點(diǎn)突破光熱電廠系統(tǒng)集成技術(shù)和機(jī)組運(yùn)行技術(shù)，重點(diǎn)研發(fā)熔鹽吸熱介質(zhì)的槽式集熱管、線性菲涅爾集熱系統(tǒng)、太陽(yáng)能超臨界CO2布雷頓循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)和設(shè)備;推廣太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，2020年建成西部多個(gè)太陽(yáng)能光熱發(fā)電示范項(xiàng)目。
國(guó)家能源局剛剛批復(fù)了20個(gè)示范項(xiàng)目
(1)槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)
槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)是目前商業(yè)化程度最高的一種太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)，主要采用導(dǎo)熱油作為傳熱工質(zhì)，通過(guò)油水換熱器產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。
國(guó)際上，意大利于2003年開始進(jìn)行連續(xù)性試驗(yàn)測(cè)試研究，2010年底，5MW阿基米德熔融鹽拋物面槽式太陽(yáng)能發(fā)電站在意大利西西里島建成，并于2011年10月投入商業(yè)化運(yùn)行，集熱器出口熔融鹽溫度為560℃，汽輪機(jī)入口蒸汽參數(shù)10MPa/545℃。
2014年7月，我國(guó)首個(gè)商業(yè)化槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目，中廣核青海德令哈50MW槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目正式開工，先期實(shí)驗(yàn)回路項(xiàng)目已經(jīng)建設(shè)完成。
(2)塔式太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)
塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)組成靈活度高，并且具有更高的聚光比，可以得到更高的系統(tǒng)運(yùn)行溫度和發(fā)電效率。
西班牙 Gemasolar 電站于2011年5月投入商業(yè)化運(yùn)行，裝機(jī)容量19.9兆瓦，是全球首座采用熔融鹽作為傳熱和儲(chǔ)熱介質(zhì)的商業(yè)化塔式電站。Gemasolar的熔鹽蓄熱系統(tǒng)可在沒(méi)有陽(yáng)光的情況下持續(xù)發(fā)電15小時(shí)，夏季電站可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷供電，是世界上第一家實(shí)現(xiàn)全天供電的商業(yè)化太陽(yáng)能光熱電站。
2016年2月22日(2014年10月建成調(diào)試)，美國(guó)SolarReserve公司裝機(jī)110MW的新月沙丘塔式熔鹽光熱電站現(xiàn)已正式并網(wǎng)發(fā)電，并實(shí)現(xiàn)了110MW的滿功率輸出。這標(biāo)志著全球裝機(jī)最大的塔式熔鹽光熱電站正式實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn)，該電站因其采用領(lǐng)先的塔式熔鹽技術(shù)，配10小時(shí)儲(chǔ)熱系統(tǒng)，首次在百兆瓦級(jí)規(guī)模上成功驗(yàn)證了塔式熔鹽技術(shù)的可行性，而成為光熱發(fā)電發(fā)展史上重要的里程碑。(2016年5月SolarReserve和神華集團(tuán)宣布雙方已經(jīng)簽署一份諒解備忘錄在中國(guó)合作建設(shè)1000MW太陽(yáng)能光熱發(fā)電項(xiàng)目)。
2013年7月浙江中控青海德令哈10MW塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電工程成功并網(wǎng)發(fā)電(采取太陽(yáng)能預(yù)熱加天然氣過(guò)熱方式)。這是中國(guó)第一個(gè)商業(yè)化運(yùn)行的太陽(yáng)能熱發(fā)電示范工程。
2014年8月，首航光熱技術(shù)股份有限公司敦煌100MW+10MW熔鹽塔式電站正式開工。一期建設(shè)容量為 1×10MW，采用高溫高壓凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，該項(xiàng)目帶有儲(chǔ)熱系統(tǒng)，建成后可實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)連續(xù)發(fā)電。光熱電站一般在50MW以上開始體現(xiàn)規(guī)模效益。該項(xiàng)目一期10MW為示范電站，規(guī)模較小，投資相對(duì)較大，尚難以產(chǎn)生規(guī)模效益。
(3)碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)
碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)是通過(guò)斯特林循環(huán)或者布雷頓循環(huán)發(fā)電的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其光學(xué)效率可達(dá)到90%，吸熱器工作溫度可達(dá)800℃以上，系統(tǒng)峰值光--電轉(zhuǎn)化效率可達(dá)29.4%。碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)可以采用空冷技術(shù)、僅消耗少量的水對(duì)聚光鏡進(jìn)行清潔等，減少對(duì)水資源的耗費(fèi)，更適合沙漠、戈壁地帶。
2010年，全球首個(gè)碟式光熱示范電站Maricopa電站在美國(guó)亞利桑那州投運(yùn)，該項(xiàng)目由Tessera Solar開發(fā)，采用現(xiàn)已破產(chǎn)的SES斯特林能源系統(tǒng)公司的SunCatcher碟式發(fā)電設(shè)備，裝機(jī)1.5MW，單個(gè)系統(tǒng)發(fā)電功率25KW，共采用了60個(gè)SunCatcher碟式斯特林發(fā)電機(jī)。
2016年3月，國(guó)內(nèi)首座碟式太陽(yáng)能發(fā)電示范電站落戶銅川，中航工業(yè)西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限公司投資建設(shè)的碟式太陽(yáng)能實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，50臺(tái)碟架發(fā)電設(shè)備主體安裝到位。作為國(guó)內(nèi)第一座兆瓦級(jí)碟式斯特林太陽(yáng)能發(fā)電示范電站，項(xiàng)目建成后可年發(fā)電量126萬(wàn)度，同時(shí)為碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立提供依據(jù)，促進(jìn)碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)化。
(4)線性菲涅爾太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)
線性菲涅爾太陽(yáng)能熱發(fā)電是通過(guò)吸收太陽(yáng)能加熱傳熱流體，通過(guò)熱力循環(huán)進(jìn)行發(fā)電。(線性菲涅爾式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)以其成本低、與常規(guī)火電結(jié)合容易的優(yōu)勢(shì)，成為國(guó)內(nèi)外企業(yè)爭(zhēng)相進(jìn)行專利布局的熱點(diǎn)領(lǐng)域。
2008年10月，法國(guó)AREVA太陽(yáng)能公司完成了美國(guó)第一個(gè)商業(yè)化的線性菲涅爾太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)產(chǎn)能25MW熱能，驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生5MW的電力。
2012年10月5日，西班牙Puerto Errado 2菲涅爾光熱電站并網(wǎng)發(fā)電，這一裝機(jī)30MW(2*15MW)的菲涅爾光熱電站成為最大的已投運(yùn)菲涅爾電站。
2014年11月，印度信實(shí)電力公司在Rajasthan邦投建的100MW菲涅爾光熱電站項(xiàng)目正式并網(wǎng)發(fā)電，這使其成為目前全球最大的在運(yùn)行菲涅爾光熱發(fā)電項(xiàng)目。
2012年10月，華能集團(tuán)在海南三亞南山電站完成了1.5MW線性菲涅爾式示范項(xiàng)目(華能清能院是中國(guó)華能集團(tuán)公司直屬的清潔能源技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)，在太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)研究方面主要側(cè)重于線性菲涅爾太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的研究)。
2015年3月，國(guó)內(nèi)首個(gè)10MW線性菲涅爾式聚光太陽(yáng)能發(fā)電示范項(xiàng)目落戶甘肅敦煌，將成為我國(guó)首個(gè)采用線性菲涅爾聚光太陽(yáng)能發(fā)電的大型集中式電站。
2016年7月青海鹽湖佛照藍(lán)科鋰業(yè)公司太陽(yáng)能集熱加溫供水項(xiàng)目將建成投產(chǎn)，該項(xiàng)目建成后將成為我國(guó)甚至全球最大的線性菲涅爾太陽(yáng)能集熱供熱站，也是首個(gè)將太陽(yáng)能集熱技術(shù)用于大工業(yè)供熱的項(xiàng)目。
3、新能源發(fā)電功率高精度預(yù)測(cè)技術(shù)
風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電出力具有隨機(jī)性、波動(dòng)性特點(diǎn)，大規(guī)模新能源并網(wǎng)將對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)影響，不利于新能源消納。國(guó)內(nèi)對(duì)新能源發(fā)電預(yù)測(cè)能力不足，在應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的資源條件、大規(guī)模新能源集群發(fā)電、極端天氣事件等因素的準(zhǔn)確度不高。
重點(diǎn)突破新能源資源數(shù)值模擬與氣象預(yù)報(bào)技術(shù)，重點(diǎn)研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高精度新一代新能源功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，顯著提高新能源功率預(yù)測(cè)精度，以廣泛用于電力調(diào)度機(jī)構(gòu)、風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站。
4、 新能源發(fā)電優(yōu)化調(diào)度技術(shù)
由于我國(guó)電源和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，棄風(fēng)棄光現(xiàn)象將在一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)存在，高比例新能源的調(diào)度運(yùn)行技術(shù)有待進(jìn)一步優(yōu)化，具有不確定性的多種新能源聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度技術(shù)有待進(jìn)一步突破。
(六)水力發(fā)電技術(shù)
我國(guó)的大壩設(shè)計(jì)和建設(shè)、地下大型洞室設(shè)計(jì)和建設(shè)、大型水輪發(fā)電機(jī)制造等技術(shù)均已躋身世界先進(jìn)水平行列。未來(lái)水電發(fā)展重點(diǎn)將在高壩工程防震抗震技術(shù)、超高壩建設(shè)技術(shù)、大型地下洞室群關(guān)鍵技術(shù)、流域梯級(jí)水電站聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行技術(shù)、環(huán)境保護(hù)、移民安置與生態(tài)修復(fù)技術(shù)、數(shù)字化、智能化等方向。
1、超高壩建設(shè)技術(shù)
我國(guó)200m以上超高壩建設(shè)尚處于起步階段，發(fā)展滯后國(guó)外20～50年。我國(guó)發(fā)展200m以上超高壩主要面臨復(fù)雜性條件、缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、成套技術(shù)部成熟等挑戰(zhàn)，需要聯(lián)合協(xié)調(diào)攻關(guān)。
2020年，全面掌握超高壩建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)。完成超高壩安全性評(píng)價(jià)方法與安全標(biāo)準(zhǔn)、高碾壓混凝土壩施工技術(shù)要求和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、超高土心墻堆石安全評(píng)價(jià)方法與安全標(biāo)準(zhǔn)制定。
2、大型地下洞群關(guān)鍵技術(shù)
我國(guó)西部地區(qū)獨(dú)特的環(huán)境使得地下洞群成為水電工程樞紐布置的最佳選擇，地下洞群正朝著單機(jī)大容量、洞室大跨度、施工大規(guī)模和安全高要求的方向發(fā)展。
2020年，預(yù)期掌握大型地下洞群系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，解決地下洞群工程建設(shè)中所面臨的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)難題。
3、環(huán)境保護(hù)、移民安置與生態(tài)修復(fù)技術(shù)
水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)水電可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素，梯級(jí)開發(fā)的累積影響、魚類繁衍、棲息地保護(hù)技術(shù)不足直接影響水電開發(fā)。
2020年，掌握環(huán)境保護(hù)、移民安置與生態(tài)修復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)，提出相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)對(duì)策措施，妥善處理好水電建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)合理開發(fā)水資源和維持河流生態(tài)系統(tǒng)功能。
4、高性能大容量水電機(jī)組技術(shù)
根據(jù)規(guī)劃和我國(guó)水電建設(shè)現(xiàn)狀，2030-2050年，隨著西藏水電的開發(fā)，將有四個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)水電站的運(yùn)行水頭超過(guò)400米，最大水頭達(dá)830米，超高水頭和超大容量水電將成為我國(guó)水電發(fā)展的主要方向。實(shí)現(xiàn)高性能大容量水電機(jī)組及相應(yīng)配套的自主設(shè)計(jì)、制造與安裝，滿足我國(guó)到2050年前后水電開發(fā)，特別是西藏水電開發(fā)的需要，新型超高水頭和超大容量的高性能水電機(jī)組研制將成為我國(guó)水電設(shè)備科研及制造的主攻方向。
5、數(shù)字化、智能化水電與研發(fā)
國(guó)家防汛抗旱總指揮部組織建設(shè)了七大流域的三維電子江河系統(tǒng)，中國(guó)水電工程顧問(wèn)集團(tuán)公司開展了“中國(guó)數(shù)字水電”基礎(chǔ)信息工程建設(shè)，2020年，掌握數(shù)字化、智能化水電站研發(fā)系列關(guān)鍵技術(shù)，建成海量空間數(shù)據(jù)處理及基礎(chǔ)、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)體系及基礎(chǔ)信息平臺(tái)。
(七)先進(jìn)核能發(fā)電技術(shù)
核能發(fā)電是我國(guó)能源戰(zhàn)略的重要選擇，核能技術(shù)是我國(guó)少數(shù)幾個(gè)在世界上有望獲得核心競(jìng)爭(zhēng)力的高新技術(shù)領(lǐng)域，核電“走出去”作為國(guó)家戰(zhàn)略進(jìn)行部署的態(tài)勢(shì)已逐漸明確�！笆濉逼陂g，我國(guó)核電技術(shù)需要重點(diǎn)攻關(guān)和提高第三代壓水堆核電技術(shù)和裝備、研究開發(fā)第四代核電技術(shù)以及模塊化小型核反應(yīng)堆技術(shù)等。
1、第三代大型先進(jìn)核電技術(shù)及裝備
第三代核電已逐漸成為國(guó)內(nèi)外核電發(fā)展的主流，我國(guó)壓水堆設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理水平已走在世界前列，具備自主設(shè)計(jì)建設(shè)第三代核電機(jī)組能力，如我國(guó)走在研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“華龍一號(hào)”已獲國(guó)家批準(zhǔn)開工建設(shè);CAP1400正等待國(guó)家審批;正在建設(shè)的山東石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程是我國(guó)核電重大專項(xiàng)的重要成果之一，為發(fā)展第四代核電技術(shù)奠定基礎(chǔ)。2020年，我國(guó)將完善大型先進(jìn)壓水堆的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)自主化、國(guó)產(chǎn)化，不受制于人，具備以完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)核電品牌走向國(guó)際市場(chǎng)，徹底解決核廢料安全處置問(wèn)題。
2、第四代核電技術(shù)
第四代先進(jìn)核反應(yīng)堆共確定六種堆型，其中三種是快中子反應(yīng)堆，鈉冷快堆是其中技術(shù)最成熟的一種，其技術(shù)先進(jìn)具備大規(guī)模工業(yè)開發(fā)基礎(chǔ)。
俄羅斯是最早發(fā)展快堆的國(guó)家之一，也是目前世界上運(yùn)行快堆電站數(shù)目最多的國(guó)家;法國(guó)建設(shè)了3座快中子反應(yīng)堆，是世界上第一個(gè)建設(shè)并運(yùn)行過(guò)大型商用快堆的國(guó)家，處于國(guó)際領(lǐng)先水平;我國(guó)快堆正處于實(shí)驗(yàn)階段，整體來(lái)說(shuō)在示范應(yīng)用、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、建設(shè)掌握等方面整體水平低于俄羅斯、美國(guó)、法國(guó)和日本。到2020年，掌握第四代核電關(guān)鍵技術(shù)和先進(jìn)反應(yīng)堆的方案設(shè)計(jì)。
3、模塊化小型核反應(yīng)堆技術(shù)
小型堆具有安全性高、適用性廣、占地小、建設(shè)周期短、投資低等特點(diǎn)，在發(fā)電同時(shí)可為工業(yè)供汽、城市供熱、海水淡化提供蒸汽，實(shí)現(xiàn)電、熱、水聯(lián)產(chǎn);也可應(yīng)用于海島、海上平臺(tái)及大型船舶。
世界上核能發(fā)達(dá)國(guó)家在發(fā)展大型核電機(jī)組同時(shí)，都在積極研發(fā)多用途模塊式小型反應(yīng)堆。美國(guó)、俄羅斯、韓國(guó)、阿根廷在小模塊化反應(yīng)堆技術(shù)方面走在前列，但世界范圍內(nèi)尚無(wú)小型模塊化反應(yīng)堆核電站投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。
我國(guó)自20世紀(jì)80年代開始小型反應(yīng)堆技術(shù)研究，但一些關(guān)鍵設(shè)備制造與國(guó)外還有一定差距，2020年，掌握小型模塊化反應(yīng)堆動(dòng)態(tài)運(yùn)行和控制技術(shù)，示范應(yīng)用于北方城市集中供熱、沿海海水淡化等。
(八)系統(tǒng)能效提升技術(shù)
1、多能源超大系統(tǒng)協(xié)同增效及綜合能量管理技術(shù)
能源系統(tǒng)要充分利用信息時(shí)代處理“大數(shù)據(jù)”優(yōu)越性，力爭(zhēng)在最大程度上實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高能源利用效率。一方面，未來(lái)能源系統(tǒng)的分布式、小規(guī)模開發(fā)利用成為重要方向;另一方面，消費(fèi)者同時(shí)又可能是生產(chǎn)者，能源普遍服務(wù)將成為可能。在城鎮(zhèn)、農(nóng)村及邊遠(yuǎn)地區(qū)公共設(shè)施、公用建筑物、居民住宅等領(lǐng)域，大力發(fā)展分布式光伏、水電、太陽(yáng)能、天然氣冷熱電聯(lián)供、余熱余壓發(fā)電等資源綜合利用進(jìn)行示范和推廣，實(shí)現(xiàn)能源多渠道供應(yīng)和多層次開發(fā)。
2、火電廠余熱利用和海水淡化集成優(yōu)化
成本高是制約海水淡化推廣應(yīng)用的瓶頸，熱法海水淡化抽汽成本占到40%左右，火力發(fā)電很多低品位余熱能與海水淡化用能存在互補(bǔ)性，將兩者集成是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外大型海水淡化工程建設(shè)的新模式，但存在溫度合理匹配問(wèn)題及對(duì)環(huán)境變化和機(jī)組負(fù)荷變化的響應(yīng)特性，需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。2020年，掌握海水淡化裝置與火力發(fā)電機(jī)組余熱利用耦合設(shè)計(jì)，開展余熱利用低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)基礎(chǔ)研究，開展可用于擁有低溫?zé)嵩吹钠髽I(yè)低成本制取高品質(zhì)淡水的推廣應(yīng)用。
(九 )基礎(chǔ)性、前瞻性技術(shù)研究
1、電工新材料
電工新材料是電氣工程學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)，電工新材料的電磁等特性直接決定了所生產(chǎn)的各類電氣裝備的性能和水平，傳統(tǒng)電氣裝備受電工材料電磁參數(shù)等限制致使其發(fā)展受到制約。未來(lái)開發(fā)出新一代電工材料將對(duì)電氣工程學(xué)科發(fā)展帶來(lái)革命性影響，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步，以及國(guó)防建設(shè)能力的提高有重要意義。
2、無(wú)線輸電技術(shù)
無(wú)線輸電距離越長(zhǎng)，輸電效率越低，技術(shù)難度也越大。對(duì)于中短距離的無(wú)線輸電技術(shù)來(lái)說(shuō)，基于電磁感應(yīng)方式的無(wú)線輸電技術(shù)是目前研究最多、應(yīng)用最為成熟的一種;對(duì)于長(zhǎng)距離無(wú)線輸電來(lái)說(shuō)，微波輸能成為目前研究解決遠(yuǎn)距離輸電的主流技術(shù)，長(zhǎng)距離無(wú)線輸電技術(shù)在空間電站電力傳輸、偏遠(yuǎn)地區(qū)重要負(fù)荷供電以及移動(dòng)負(fù)荷供電等方面具有應(yīng)用前景。未來(lái)研究方向重點(diǎn)研究提高各種無(wú)線輸電效率的技術(shù)優(yōu)化措施、提出技術(shù)解決方案和工程方法;試驗(yàn)應(yīng)用不同應(yīng)用場(chǎng)合、不同應(yīng)用方式下的無(wú)線輸電的原型試驗(yàn)裝置或示范系統(tǒng)。
3、超導(dǎo)技術(shù)
超導(dǎo)體的特性在電力方面具有重大應(yīng)用價(jià)值，十多年來(lái)，隨著高溫超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，超導(dǎo)電力技術(shù)的研發(fā)取得較大進(jìn)步，國(guó)際上，超導(dǎo)電纜和超導(dǎo)限流器的示范已經(jīng)達(dá)到輸電電壓等級(jí)。我國(guó)在高溫超導(dǎo)材料制備方面與國(guó)際仍有較大差距，主要體現(xiàn)在高溫超導(dǎo)帶材的電磁性能和單根超導(dǎo)帶材的長(zhǎng)度方面。
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