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新闻时间:2015-08-25,来源:中国建材-商业资讯,作者:

能源:未来十五年科技创新重中之重

    日前,国务院正式发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》(以下简称“纲要”)。在这部关系未来15年我国科技发展的重要纲领文件中,能源排在了“亟待科技提供支撑”的国民经济和社会发展重点领域的第一位,足见能源在国民经济中具有特别重要的战略地位。

   今后15年,我国能源领域面临着两大挑战:一是资源有限与能源需求不断增加的现实矛盾,二是一次能源以煤为主的消费结构对环境造成的污染正在日益加大。只有通过能源供应和需求领域的技术进步,才能有效解决这些问题,满足国民经济和社会发展对能源的不断增长的需求。”中国工程院院士、中国电力{TodayHot}科学研究院名誉院长郑健超说。

在当今的世界科技发展潮流中,能源科技和技术正在重新升温,既为解决世界性的能源与环境问题开辟了新的途径,又为我国解决能源问题提供了“世界眼光”和“跨越式发展”的基础。

“纲要”将5个急需发展、任务明确、技术基础较好、近期能够突破的技术群作为能源领域优先主题:工业节能,煤的清洁高效开发利用、液化及多联产,复杂地质油气资源勘探开发利用,可再生能源低成本规模化开发利用,超大规模输配电和电网安全保障。同时,“纲要”还围绕国家目标,进一步筛选出16个重大专项。在这些肩负着“实现跨越式发展,填补空白”使命的重大专项中,“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”跻身其列。

节能:从工业领域抓起

工业节能:重点研究开发冶金、化工等流程工业和交通运输业等主要高耗能领域的节能技术与装备,机电产品节能技术,高效节能、长寿命的半导体照明产品,能源梯级综合利用技术。

目前,我国工业耗能占终端能源消费总量的70%。如何在能{HotTag}源需求不断增加的情况下,将工业能耗降下来,不仅是建立节约型社会的重要任务之一,也是未来15年能源科技发展的首要命题。

为此,“纲要”在能源科技发展思路中,将“坚持节能优先、降低能耗”放在首位,提出要“攻克主要耗能领域的节能关键技术,积极发展建筑节能技术,大力提高一次能源利用效率和终端用能效率”。

“建设节约型社会,要从终端的能源消费活动抓起,使其更加合理化。”国家发展改革委能源研究所能源效率中心主任郁聪说。她建议,应该提醒政府和企业关注节能,使大家明白节约需要投入,但与开发相比,节约的投入要少得多,效果也好得多。

在国家《节能中长期专项规划》中,已提出了“十一五”乃至今后一个时期我国的节能目标。此次“纲要”将“工业节能”作为能源领域“优先主题”中的优先内容,可视作节能战略在科技领域的体现。

高效清洁燃煤发电:能源战略的现实选择

煤的清洁高效开发利用、液化及多联产:重点研究开发煤炭高效开采技术及配套装备,重型燃气轮机,整体煤气化联合循环(IGCC),高参数超超临界机组,超临界大型循环流化床等高效发电技术与装备,大力开发煤液化以及煤气化、煤化工等转化技术,以煤气化为基础的多联产系统技术,燃煤污染物综合控制和利用的技术与装备等。

我国能源资源的特点是富煤、贫油、少气。长期以来,煤炭在我国能源生产和消费中一直占主导地位。2004年,全国一次能源生产总量18.46亿吨标准煤。其中,原煤占75%以上,其一半以上又用于燃煤发电。

我国燃煤发电的突出问题,一是能耗高,二是燃烧产物的污染治理之后,SO2 、NO X排放量大。2004年我国燃煤发电机组的标准供电煤耗为379克/千瓦时,比世界先进水平高出50~60克/千瓦时。如果能够达到世界先进水平,仅电煤一项一年就可以节约1.5亿吨以上。

在我国目前运行的发电厂,平均发电效率为35%左右,而超超临界机组发电效率可达到45%。采用超超临界参数发电机组,配之以常规的高效烟气脱硫、脱氮和脱除重金属等,是一种现实、经济、先进、成熟的技术。国际上已经积累了较多的商业运行经验,在我国推广应用有着广阔前景。

另外,降低燃煤发电对环境的污染以及节约发电用水,也都是燃煤发电可持续发展的重要前提。“发展超超临界发电技术,采用先进的脱硫、脱硝及除尘等净化技术,是近期我国煤电可持续发展的主要技术路线。IGCC、燃料电池、‘绿色煤电’是更先进的洁净煤发电技术,是未来煤电可持续发展的储备技术,需要加大研究力度。节水和节地是我国煤电可持续发展道路上需要努力实现的另一重要目标。所有这些都摆在了发电企业和科研机构面前。”中国科协副主席、中国电机工程学会理事长陆延昌在一次专题研讨会上说。

可再生能源:并非欧洲的神话

可再生能源低成本规模化开发利用:重点研究开发大型风力发电设备,沿海与陆地风电场和西部风能资源密集区建设技术与装备,高性价比太阳光伏电池及利用技术,太阳能热发电技术,太阳能建筑一体化技术,生物质能和地热能等开发利用技术。

在常规能源短缺和环境保护的双重压力下,许多欧美国家的可再生能源开发进入了快速发展期。目前,全球风电装机已超过5000万千瓦,生物质能发电装机约为5000万千瓦,潮汐发电装机约为30万千瓦,地热发电装机约为900万千瓦。

我国可再生能源丰富,与此同时,我国还是世界上第二大能源消费市场。自今年开始,《可再生能源法》及部分配套法规正式施行。有资源,有市场,有一定的政策支持,最欠缺的是技术。由于设备制造技术落后、研发投入不足等因素制约,我国可再生能源的开发利用技术与发达国家相比还有相当差距:自我开发能力相对薄弱,大量设备依赖进口,致使成本高于常规能源,缺乏市场竞争力。因此,要将自主创新与引进消化吸收相结合,以技术进步推动成本降低和规模应用;反之,通过清洁能源技术产业化和建设规模化,进一步降低成本,促进技术研发,成为我国新能源发展进入良性循环的必由之路。

“纲要”所明确的可再生能源技术,正是形成上述良性循环的关键技术。国际经验表明,尽管风电、太阳能等可再生能源发电技术涉及面广,学科综合性强,但并非高不可攀,完全可以通过加大研发和推广应用力度,成为成熟的商业化技术。

电网:“国家关键基础设施”

超大规模输配电和电网安全保障:重点研究开发大容量远距离直流输电技术和特高压交流输电技术与装备,间歇式电源并网及输配技术,电能质量监测与控制技术,大规模互联电网的安全保障技术,西电东输工程中的重大关键技术,电网调度自动化技术,高效配电和供电管理信息技术和系统。

“电网是优化资源配置的载体,也是电力市场的载体和能源安全的载体,因此许多国家将电网视作‘国家关键基础设施’。‘纲要’将电网技术作为能源的优先主题之一,正是看到了电网对建设资源节约型、环境友好型社会和建设创新型国家的重要作用。”郑健超说。

郑健超认为,电网技术的发展方向应该是更可靠、更有效、更安全,以及与环境更友好。先进的现代电网技术将传统技术与信息技术、电力电子技术、控制技术等高新技术相结合,从而为电网技术创新创造了更大机遇。另外,土地、水等资源矛盾日益突出,导致线路走廊有限等问题,也给电网技术发展提出了新的课题。为此,很多国家专门制定了“电网技术创新路线图”。此次国家将电网技术发展作为未来能源发展重点,反映了国际电网技术的发展潮流。

对于“纲要”明确提出的大容量远距离直流输电技术和特高压交流输电技术与装备研发,郑健超认为,目前国际上还没有特高压电网商业化运行的先例,有的设备还在研制中,为此国家在中长期科技发展规划中将其确定为研发重点之一。

作为可再生能源开发的配套技术,间歇式电源并网及输配技术对实现能源多元化和推动可再生能源发展具有重要意义。大规模互联电网的安全保障技术,作为先进的电网控制技术,可以在电力系统发生事故时,有效控制事故蔓延,避免“8·14”那样的电网崩溃悲剧重演。西电东送工程中的重大关键技术,是针对我国资源分布的现实情况而确定的技术项目,比如西部能源基地多为大水电,线路要通过高海拔、覆冰和重污秽等环境恶劣地区等,这些都是我国西电东送遇到的特殊问题。优质可靠供电正成为越来越重要的问题,所以,电能质量监测与控制技术及被称为“微型电网技术”的高效配电和供电管理技术,也成为电网技术研发重点。

核电:创出自主品牌

大型先进压水堆及高温气冷堆核电站等16个重大专项,涉及信息、生物等战略产业领域,能源资源环境和人民健康等重大紧迫问题,以及军民两用技术和国防技术。

“纲要”中确定的重大专项,是我国“科技发展的重中之重”,其中包括了大型先进压水堆及高温气冷堆核电站项目。据中电投核电部专家介绍,这两个项目都是国家科技部一直力主推行的核电研发项目,目的是以此为基础,形成核电系统技术自主开发能力。大型先进压水堆,将与第三代核电技术国际招标相结合,一方面消化吸收,一方面自主创新,以最终形成中国品牌。在清华大学1万千瓦实验堆基础上建设的我国首座高温气冷堆示范电站,已于去年底通过初可研,即将实现从实验电站向商业化电站建设的转换,预计2010年正式投运。高温气冷堆试验堆型的研发路线为从小到大,实现群堆发电目标,逐步进入商业化推广。

“在核电工程中,设备费用约占总投资的一半,因此自主设计、自产设备是推动核电国产化,进而有效降低电价、大规模发展核电的关键。”这位专家说。据悉,核电全盘引进要比“以我为主”建成的核电造价高出1/3。目前我国自主设计、自主建造的核电站只有秦山一期30万千瓦和秦山二期两台60万千瓦核电机组,现有核电机组大部分从法国、加拿大和俄罗斯进口。这一直是核电界人士不得不面对的尴尬。

此次“纲要”提出两项核电技术的研发,表明我国力主核电创出自主品牌,这已不仅仅是满足能源需求和追求经济效益等问题,还是提高我国核科技竞争力、保障国家安全的战略需要。

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