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中国的电力结构调整与技术发展趋势






中国的电力结构调整 与技术发展趋势
张晓鲁简介
■ 张晓鲁 张晓鲁,1952 年出生,山东掖县人,1968年参加工作,中共党员,研究生学历,硕士学位,西安交通大 学液压与气动专业毕业, 教授级高级工程师, 现任中国电力投资集团公司党组成员、 副总经理。 当选为2005 年中国十大经济女性年度人物及 2006 年全国“三八”红旗手。张晓鲁带动的超超临界研究工作不仅使中国 电力装备业在短短四年时间走完了发达国家几十年的历程,更重要的是,我国燃煤发电技术借此实现跨越 式发展,并走上了可持续发展道路。她是我国电力行业最具影响的专家型领导之一。

中国电力工业 仍将持续快速地发展

到 2020 年,中国的发电装机总量将 达到 1200GW以上,其中水电 267GW;天 然气 85GW;核电 40GW;可再生能源 40GW;其余是燃煤发电装机。

根据电力规划预测, 到2020年, 中国 电在我国是 1865年出现的。 1882年, 中国出现了第一座公用发电厂。 1949年, 的人均用电量将达到 3700kWh。但即使这 样,中国的人均电力消 全国装机容量仅为 185万kW。 1987年, 全 国装机容量突破 1 亿 kW。1995 年,全国 费也只达到了美国上个 装机容量突破 2 亿 kW;2000 年,全国装 机容量突破 3 亿 kW。2003 年,全国装机 容量突破 4 亿 kW。到 2005 年底,全国装 机容量已达到 5.08 亿 kW。从 4 亿 kW 到 5 亿 kW 仅用了 19 个月的时间。 所以,改革开放以后的中国电力工 业获得了飞速的加速度发展,在国际上 也是令人瞩目的。 在这个发展过程中, 我 们满足了国民经济对电力的需求,同时 中国电力行业的技术进步也在大踏步地 前进,可以说,当今世界上先进的电力 技术都在中国得到了使用。 世纪50年代的水平。 我们 论证过,中国的人均用 电量不可能达到美国的 水平,但是按照现在的 世界平均水平,应该是 可以达到的,所以未来 中国电力市场的发展还 有很大的市场空间。同 时中国电力工业的未来 持续发展也为装备制造 工业提供了更大的市场 机会,下一步的发展对
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装备工业提出的要求是更高的技术水平、 中国电力技术发展,需要在制定技术发 更大的容量,另外要注重环境的友好等。 展规划时认真研究。 国家“十一五”期间电力工业的发展 国家的能源发展方针 重点 加快建设大型高效环保机组,优化 我国一次能源以煤为主的能源结构, 发展煤电;有序开发水电,优化电源结 决定了我国发电装机以燃煤发电为主的 构;积极推进核电建设, 带动能源装备技 发电结构在很长的时期内难以产生根本 术进步;加强电网建设,优化资源配置。 性的改变,燃煤机组的发电量占我国总 重要的国家有关能源法律 发电量的比例大体为 75%。要大幅降低 到现在,国家已经颁布的跟环境保 燃煤发电的比例,在比较长的时间内是 护、 节约能源相关的法律法规有2003年的 很困难的。燃煤发电的环保问题是我们 《大气污染防治法》 2006年的 、 《可再生能 下一步技术进步中需要重点关注的问题。 “十一五”的电力工业发展重点与 “九五” 、 “十五” 相比有很大的不同。 “十 一五”很突出的重点是在优化结构、节 约资源、保护环境方面都提出了很明确 的要求。比如,过去我们是大力发展水 电,现在是有序发展水电。而煤电的发 展则强调结构优化问题。过去是适度发 展核电,现在明确提出是积极推进核电 建设。同时,还要带动能源装备工业的 进步等。 国民经济可持续发展的总体要求 我国政府确定了国民经济到 2020 年 比 2000 年再“翻两番”的发展战略目标。 这 20年的发展将按照 “科学发展观” 的要 求, 摒弃粗放和资源消耗高、 污染严重的 源促进法》 正在修订的有 。 《电力法》 煤 、 《 炭法》《矿产资源法》 、 。已经着手制定的 有《能源法》 。这几个法律法规将对我们 的行业起到至关重要的作用。 重要的政策措施 除了以上重要的法律法规,另外还 有一系列的重要政策措施。如: 《促进产 业结构调整暂行规定》《产业结构调整 ; 指导目录》 《关于做好建设节约型社会 ; 近期重点工作的通知》 ,2005年启动节约 和替代石油、 热电联产、 余热利用、 建筑 节能、 政府机构节能、 绿色照明、 节能监 测和技术服务体系建设等 7 项工程; 《节 能中长期专项规划》 ,启动十大节能工 程,实现五年节能 2.4 亿 t 标准煤;对于 节约水资源,多个国家部委联合发布了

发展模式,实现经济和社会全面、协调、 《中国节水技术政策大纲》 ; 《关于燃煤电 可持续发展。 《中华人民共和国国民经济 站项目规划和建设有关要求的通知》 。 和社会发展第十一个五年规划纲要》 明 , 确了今后5年的发展目标、 指导原则和战 电力工业主要技术发展趋势 略任务。GDP 实现年均增长 7.5%,单位 GDP 的能耗累计降低20%, 主要污染物排 放减少10%。 国家的能源发展方针 通过对国家宏观环境和电力政策探 讨, 我国的电力主要技术发展趋势、 特别 是发电技术的发展趋势如下。

国家的能源发展方针是 “节能优先、 水电技术的重点 效率为本,煤为基础、多元发展,立足 大的水 国内、开拓国外,统筹城乡、合理布局, 电流域已经 依靠科技、创新体制,保护环境、保障 规 划 完 毕 。 安全, 为全面建设小康社会提供稳定、 经 济和清洁的能源保障,以能源的可持续 发展和有效利用支持我国经济社会的可 持续发展。 国家的能源发展方针主导着 ” 2
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单个规模达 4000MW 以 上的水电厂 将会大量建


设。三峡工程顺利投产,也促进了中国 空冷机组正在研究;中水处理技术将会 大型水轮发电设备的设计和制造技术。 在近几年得到大力发展。 单机 700MW 水轮发电机和单机 50MW 的 3.配合西气东输发展天然气发电 径流式水轮机已经成熟。 F 级燃机已超过50台, 级燃机6台, E 水电技术开发的重点:解决大型水 电群、 流域梯级电站开发中的关键技术 ; 建设一批抽水蓄能电站,提高电网的调 峰能力,规划和建设的抽水蓄能机组约 有 30GW,通过技术引进和合作, 逐步实 现设备制造国产化。 火电技术的重点 1.2005年批准新建总容量118GW 总 容 量 已 超 过 2 0 G W ,这 批 机 组 将 在 2005~2008年投运。 大型燃气轮机及相关 设备的设计和制造技术在中国刚刚起步。 4.大容量的脱硫技术、高效除尘技 术、废水深度处理实现零排放技术 新装烟气脱硫装置机组的容量将超 过300GW。 近期可考虑发展选择性非催化 还原(SNCR )技术,选择性催化还原



火电机组中:600MW 总容量 74GW, (SCR) 技术仍然是长远发展的主流技术。 占 62.8% ;300MW总容量34GW, 占28.8%。 “九五”期间,原电力部从德国引进 加装脱硫和脱硝设备的600MW燃煤超超 了脱硫技术,在国内建起了 3个示范厂, 临界机组将是近期中国发展火电机组的 专门组织了一批人去消化吸收这个技术。 主流,容量将占 25%。 “十五”期间,中国的脱硫市场开始发展 我国电力工业经过近几年的快速发 起来。 通过市场化的运作和竞争, 脱硫设 展, 装机容量达到5亿, 各大电网迅速增 备的造价大幅度降低。原来脱硫的造价 强,几个主力电网的装机规模都相当可 是 800~1200元/kW。 现在经过市场竞争, 观。 目前, 从电网的调峰、 灵活度和安全 度来考虑,我们认为 60 万 kW 燃煤超超 临界机组是当前和下一步中国电网的主 力机组。也就是说,围绕着下一步的技 术进步, 60万kW燃煤超超临界机组及其 配套设备应该作为装备行业的重点考虑, 因为将来应该有一个比较大的市场。从 现在发改委核准的文件来看, 60万kW燃 煤超超临界以上所占的机组比例已经相 当可观。 其中, 超临界参数机组24.2Mpa, 566℃/ 566℃得到广泛采用 超超临界机组25Mpa, ; 600℃/600℃;大容量机组将推动配套辅机 的大型化开发进程,电站辅机、脱硫设备 的大型化是重点。 2. 政府已规定在北方地区建设燃煤 电厂必须采用空冷机组 我国的一次能源主要集中在北方, 恰恰这些地方是生态环境脆弱地区。我 们还是要尽可能的节约能源, 降低能耗。 6 0 0 M W 空冷燃煤机组-纯凝机组; 300MW 的空冷机组-供热机组:600MW 空冷机组全部采用亚临界参数,超临界 脱硫的造价已经降到 200元 /kW,在加装 脱硫方面业内已经达成共识。 今天我们还面临着脱硝的问题。现 在脱硝市场还没有起来,国外厂商来找 我们合作, 介绍的都是他们的脱硝技术。 目前中国还不具备脱硝技术的设计制造 能力。建议国内制造厂商早点把脱硝技 术的研发纳入研发议程,不要等到市场 发展起来以后,又是国外的技术来垄断 市场。 未来的火电厂将会加装脱硝设备, 这又将是一个大市场。 5. 洁净煤发电具有一定的发展空间 “九五”期间,原电力部曾经把洁净 煤发电列为跨世纪的导向工程。经过多 年的发展,现状如下。 CFBC:一批 100MW等级机组已经发 电, 引进300MW 机组已投产, CPI建设国 内研制的 200MW 机组已经投产。随着超 临界、超超临界机组的大规模推广以及 大容量的脱硫脱硝技术配套,使得循环 流化床的适应性将有一定的局限。大型 CFBC机组将主要用于燃烧劣质燃料和场 地狭小的老电厂环保改造,将来发展的 数量会比预计少许多。
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PFBC 在中 : 国的研究已经 停止多年。 从造 价、 电厂效率和 技术成熟度考 虑, 目前不推荐 此技术路线。 IGCC 正在 : 国家制定的核电发展方针是“以我 为主, 引进技术, 合作或合资制造设备” , 努力降低造价,增强核电在市场中的竞 争力。中国在运和在建的核电装机 8700MW,2020 年投运核电装机达到 4000 万 kW。 第二代改进型百万千瓦等级压水 堆;正在引进和研发第三代核电技术。 风电技术的重点

研究建设示范 国产 750kW 机组, 技术落后, 但价格 工程的可行性。 低, 有一定竞争力; 1500kW机组将成为主 因其造价较高、 力机组 2000kW及以上机组将重点针对海 ; 系统复杂, 还需要一定的完善期。 随着技 岸和近海风电场。近期应重点解决好机 术的发展, 预计20~30年后 IGCC将会得 到广泛采用。当前的关键是降低工程造 价, 如果不能, 可能不会大规模启动, 也 许还会继续搁置一段时间。 6.热电联产 规划到2010年城市集中供热普及率 由 2002 年的 27% 提高到 40%,新增热电 联产机组40GW, 形成年节能能力3500万 t 标准煤。 300MW的热电联产机组已开始 在大中城市建设。 7. 资源节约型企业建设将加快老电 厂的技术改造 各种节能、节水和环保技术在老电 厂的改造中会比以往得到更加广泛的应 用。如:新型的 DCS 控制系统、汽轮机 通流部分改造、低 NOX 燃烧系统、脱硫 和脱硝工艺、废水处理工艺、干除渣和 除灰技术、动力设备的节电技术及各种 优化运行软件等。 8. 当2010年全国总装机达到8亿kW 的情况下,预期达到的目标 供电标准煤耗:到 2010 年,由现在 的 374g/kWh,下降至 350g/kWh;烟尘排 放:总量将不超过 2000 年水平,年排放 量控制在 310 万 t,平均排放绩效指标比 “十五”末下降 25%,实现 1.2 g/kWh;SO2 排放:总量将保持 2002 年的水平不再增 长;NOX 排放:总量将在 2010年后实现总 量控制并逐年下降;耗水:单位 kW 水耗 指标下降 10% ;粉煤灰利用:综合利用率 达到 70%。 核电技术的重点 4
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组和零部件的可靠性问题和批量化生产 的质量稳定性。在推进风电的国产化的 同时,装备制造厂商应该想办法降低造 价, 与电力行业携手努力, 以获得更大的 发展空间,使风电作为一种清洁能源能 够更多的上网,以满足国家的建设需求。

与装备制造业携手并进
在中国发电市场今后的大规模建设 中,先进技术会比以往得到更多的重视 和应用,这是电力技术在我国发展的良 好时机。 电力行业是装备型行业, 电力行 业的技术进步是依托装备行业的技术进 步而实现的,因此电力行业各方面的发 展都离不开装备行业的支持。二者是互 为依托, 共同进步。 两大行业的合作一直 在延续,一直在互相促进中发展。 中国电力投资集团公司作为一家大 型的国有发电企业,我们认为在追求企 业发展的同时,我们有义务也有责任来 推动装备业的技术进步和重大装备国产 化的进程。 目前,中国电力投资集团公司与制 造企业合作开发的电力装备新技术项目 进展顺利。 项目涉及超超临界机组、 大型 空冷机组、大型 CFBC 机组、MW 级风电 机组。中国电力投资集团公司希望继续 与制造企业共同合作开发新的发电技术。   ( 本文根据张晓鲁在“首届电工装 备与创新发展高峰论坛”上的发言录音 整理编辑)


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