600℃超超臨界燃煤機組的發(fā)電效率約為45.4%，其設(shè)計發(fā)電標(biāo)煤耗約為271g/kwh。而我們計劃研發(fā)的700℃超超臨界發(fā)電機組發(fā)電效率將超過51％，單位標(biāo)煤耗則可以降低到241g/kwh。舉例來說，一臺600MW機組，年利用小時數(shù)按照5500小時計算，年發(fā)電總量為33億千瓦時，那么700℃超超臨界機組每年的耗煤量約為79.5萬噸，比600℃超超臨界機組的89.4萬噸減少了9.9萬噸。”國家700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟（以下簡稱“創(chuàng)新聯(lián)盟”）副秘書長、中國電力工程顧問集團公司總工程師孫銳通過數(shù)字再三強調(diào)700℃超超臨界機組研發(fā)的重大意義。

　　6月24日，國家能源局組織召開了國家700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟第一次理事會和技術(shù)委員會會議。盡管去年7月份創(chuàng)新聯(lián)盟已經(jīng)宣布成立，但由于項目涉及單位眾多，研究領(lǐng)域?qū)拸V，所以為了更穩(wěn)妥地推進項目發(fā)展，經(jīng)過接近一年的精心前期籌劃，該聯(lián)盟才開始正式運作。

　　創(chuàng)新聯(lián)盟理事會囊括了我國五大發(fā)電集團、三大動力集團，以及重點電力設(shè)計、研究單位、材料研究和冶煉單位等。而國家能源局局長劉鐵男則親自擔(dān)當(dāng)理事長，則更凸顯了國家對于該項目的高度重視。

　　“發(fā)展700℃超超臨界發(fā)電技術(shù)，是優(yōu)化調(diào)整以煤為主電力結(jié)構(gòu)的重要舉措，是實現(xiàn)中國煤炭資源清潔高效利用、深入推進節(jié)能減排的要求，也是國家能源戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。”劉鐵男在會議上指出。

　　中國700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)研發(fā)蓄勢待發(fā)。

　　技術(shù)研發(fā)益處多多

　　盡管我國已經(jīng)大力發(fā)展可再生能源，但煤炭作為我國的主要能源在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)不會發(fā)生大的變化。”孫銳對本報記者介紹說，“因此，提高火電廠的發(fā)電效率，減少發(fā)電煤耗，對我國節(jié)約能源、降低污染物和二氧化碳排放具有重大意義。”

　　為了應(yīng)對全球氣候變化，我國提出了2020年非化石能源消費比重達到15％左右及2020年單位GDP的二氧化碳排放強度比2005年下降40％－45％的目標(biāo)。而達到這目標(biāo)，則需要中國能源界做出巨大努力。

　　“與600℃超超臨界發(fā)電技術(shù)相比，700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)的二氧化碳排放將減少11%，采用700℃超高參數(shù)火電機組是我國實現(xiàn)CO2減排目標(biāo)的最重要措施之一。這將緩解我國在國際政治交往中有關(guān)環(huán)境保護方面的巨大壓力，有助于樹立我國負(fù)責(zé)任大國形象。所以，從這個角度來講，700℃技術(shù)研發(fā)也是必須的。”孫銳表示。

　　據(jù)相關(guān)部門預(yù)測，到2020年全國發(fā)電裝機容量超過17億千瓦， 煤電裝機容量將超過10億千瓦，同時還有一大批效率低、污染嚴(yán)重的機組需要關(guān)停。面對節(jié)能減排的壓力和新增發(fā)電容量及替代發(fā)電容量的市場需求，需要開發(fā)更清潔、更高效的火力發(fā)電機組。“由于700℃超超臨界的研發(fā)周期較長，我們起步較晚，因此，要盡快取得突破性進展，才能趕上國際上的步伐。”孫銳解釋道。

　　據(jù)介紹，本項目的實施將使我國掌握700℃超超臨界燃煤發(fā)電主要設(shè)備及部件高溫材料冶煉工藝、加工制造、焊接及檢測等關(guān)鍵技術(shù)，進而形成700℃超超臨界燃煤發(fā)電機組的自主設(shè)計、開發(fā)和制造能力，全面拉升我國冶金、機械和電力企業(yè)的核心競爭力。

　　該項目的研發(fā)，有一個最重要的環(huán)節(jié)就是對于主設(shè)備高溫部件的性能驗證試驗。由于國內(nèi)還沒有一個驗證試驗平臺，國內(nèi)自主研發(fā)的新材料無法得到長期性能數(shù)據(jù)。現(xiàn)在通過700℃的研發(fā)，這個問題就會得到解決。”孫銳對記者介紹說，“在該項目計劃中，要在一臺現(xiàn)役的火電機組上進行改造，建立一個高溫部件的驗證試驗平臺，這樣在完成700℃材料和部件研發(fā)的同時，對600℃材料的自主化進程也將起到良好的促進作用。

　　更為關(guān)鍵的是，本項目的實施將使我國快速融入國際電力科技和工程最前沿，形成自主知識產(chǎn)權(quán)，為不久將來實現(xiàn)技術(shù)超越奠定基礎(chǔ)。孫銳強調(diào)說。

　　技術(shù)難題不僅是高溫材料

　　在700℃超超臨界技術(shù)開發(fā)計劃中，耐熱材料的研發(fā)占據(jù)至關(guān)重要的地位，耐熱材料是先進燃煤電站建設(shè)最主要的制約因素。”作為聯(lián)盟技術(shù)委員會4個專項工作組之一的材料組組長、中國鋼研科技集團結(jié)構(gòu)材料研究所副所長劉正東坦言，“但是，700℃燃煤電站需要的材料，目前從國際范圍講，均沒有已確認(rèn)滿足電站設(shè)計要求的成熟材料。”     

　　據(jù)介紹，對于燃煤電站，蒸汽溫度從600℃提升到700℃，在材料技術(shù)是巨大挑戰(zhàn)。燃煤電站對材料性能要求一般主要包括：持久蠕變性能、抗蒸汽腐蝕性能、焊接性、冷-熱加工性能。此外，還要考慮材料的經(jīng)濟性問題。

　　目前階段，700℃高溫材料的價格是600℃的10倍以上，經(jīng)濟因素也是歐洲的AD700示范工程暫緩的重要原因。” 同時作為系統(tǒng)及工程方案組組長的孫銳說，“所以，700℃機組要在市場中得到應(yīng)用，無論是主機設(shè)備，還是系統(tǒng)布置設(shè)計，都必須要在減少高溫材料使用量方面下大氣力，要對電廠的整體設(shè)計進行創(chuàng)新，以最大限度的降低工程投資。”

　　對于鍋爐組組長、上海電氣集團鍋爐廠總工程師徐雪元來說，材料仍然是繞不開的難題，“700℃的高溫對鍋爐傳熱要求更高了，在材料昂貴的前提下，如何使受熱面合理分布，則是我們鍋爐組需要重點考慮的。”

　　據(jù)介紹，由于溫度和壓力的提升，對于鍋爐的材料、安裝、施工均提出了新要求。由于目前700℃材料國內(nèi)外都不是很成熟，所以其腐蝕性、抗氧性等特征都需要進一步的研究。

　　這需要大量的實驗時間和資金投入，所以離開國家支持是不可能的。”徐雪元表示，“材料組和我們研究的側(cè)重點不同，他們要進行更前端的材料研制，而我們則側(cè)重于材料應(yīng)用。在目前的情況下，我們鍋爐組不僅要考慮節(jié)能，也要考慮如何減少SO2，CO2的排放。

　　王為民，汽輪機組組長、中國東方電氣集團中央研究院院長，在談到該項目時，則認(rèn)為對于汽輪機的研發(fā)而言，大型高溫鑄件、鍛件重量將達到10-30噸，因此，大型高溫鑄件、鍛件的加工及各種不同高溫材料的焊接都是需要攻關(guān)的重點。

　　創(chuàng)新聯(lián)盟優(yōu)勢明顯

　　據(jù)介紹，該創(chuàng)新聯(lián)盟是能源局組織的第一個能源方面的創(chuàng)新聯(lián)盟，該聯(lián)盟主要起組織協(xié)調(diào)的作用。

　　創(chuàng)新聯(lián)盟的主要任務(wù)是圍繞700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新的共性和關(guān)鍵技術(shù)開展技術(shù)研究，突破核心技術(shù)，實現(xiàn)700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)的自主化；促進700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)在國內(nèi)和國際上的技術(shù)合作與交流，加速創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化和工程應(yīng)用；帶動國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高超超臨界燃煤發(fā)電的技術(shù)水平。

　　由于700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)已列入“十二五”國家科技計劃和能源科技“十二五”規(guī)劃，國家能源局和科技部各有側(cè)重地安排了相應(yīng)的科技項目，通過國家科技專項資金與課題承擔(dān)單位按照規(guī)定比例自籌相結(jié)合的方式，按照科技項目管理辦法，分別與各研究課題的承擔(dān)單位簽訂合同，以保證個課題研究的順利完成。

　　“由于700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)涉及面廣，各類技術(shù)交叉點多，研發(fā)周期長，通過聯(lián)盟的統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)，可以避免各科研項目在內(nèi)容上的重復(fù)和進度上的不協(xié)調(diào)。目前我們正在制定700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)開發(fā)技術(shù)路線和總體工作計劃，研究確定科研課題的劃分和承擔(dān)單位；組織申請承擔(dān)政府主管部門相關(guān)的科技項目。”孫銳對記者介紹說，“聯(lián)盟以后的具體工作會主要會側(cè)重協(xié)調(diào)各課題之間的交叉內(nèi)容及課題的工作進度，組織專家對課題的關(guān)鍵內(nèi)容進行研討、評審以及組織相關(guān)的國內(nèi)外技術(shù)交流等幾個方面。”  

　　清潔燃煤發(fā)電多途徑并行

　　目前，我們國家在清潔燃煤發(fā)電技術(shù)研發(fā)方面是多途徑并行，超超臨界發(fā)電技術(shù)只是其中一方面，”孫銳最后對記者強調(diào)說，在國家能源局的推動下，包括IGCC、600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐、碳捕捉等項目都在持續(xù)推進。”

　　據(jù)介紹，十一五”期間，我國在清潔燃煤發(fā)電技術(shù)方面取得了很大的成績，上海12萬噸/年CO2捕集項目投入運行；天津綠色煤電的265MW整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)示范工程（IGCC)基本完成了建設(shè)，已進入調(diào)試階段；并且已完成了600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐的開發(fā)和白馬示范工程的準(zhǔn)備工作。

　　根據(jù)相關(guān)資料，在‘十二五’期間，國家在能源領(lǐng)域中也會重點推動700℃以上高參數(shù)超超臨界發(fā)電、400MW級整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)（IGCC）、燃煤污染物一體化控制、二氧化碳捕集、利用和封存技術(shù)、先進循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)等，并且一些項目已經(jīng)啟動，并按照相應(yīng)的計劃開展各項工作。

　　所以，700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)的研發(fā)將和其它清潔燃煤發(fā)電技術(shù)一起，共同推動我國燃煤發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)升級和多元化發(fā)展。孫銳最后總結(jié)說。