“十三五”电力科技重大方向及关键技术

　　1、700℃超超临界的关键技术700℃超超临界发电技术的发电效率接近50%，可比600℃超超临界发电技术高4%。目前，欧美和日本等国家基本完成材料筛选及性能测试、大型铸件试验生产、高温部件验证平台制造、大型耐热合金部件验证的工作。我国在该项目起步较晚，关键技术与国外存在差距。我国将继续进行自主知识产权的低成本、高强度高温合金材料的开发工作，锅炉受热面管材已在华能南京热电厂挂网运行。到2020年，形成具有核心竞争力的自主知识产权700℃超超临界燃煤发电技术，完成关键材料和关键部件的研制，完成600MW等级700℃先进超超临界发电系统的方案设计，择机签订示范工程。　　2、超超临界循环流化床发电技术随着白马600MW超临界CFB锅炉示范工程的成功运行，标志我国已经具备大型超临界CFB锅炉的设计制造能力。但与煤粉锅炉相比，循换流化床锅炉设备的利用率和效率偏低，同时实现火电厂污染物超低排放难度较大。重点突破CFB锅炉烟气污染物超低排放技术，进一步提高CFB机组发电效率，到2017年掌握CFB锅炉烟气污染物超低排放技术;2020年完成600MW等级超超临界CFB发电机组初步设计，效率和设备利用率达到同等级别煤粉锅炉水平。　　3、联合循环发电及煤基多联产技术联合循环发电及煤基多联产系统是一种综合考虑资源、能源和环境效益系统，是未来主要的能源技术之一，是煤炭利用的发展趋势。对于联合循环发电，目前第三代IGCC技术正在研发中，已建立的IGCC示范电站技术达到国际先进水平，但经济性和可靠性是影响其商业化的关键因素;对于煤基多联产国内外已开展了大量的生产流程与产品生产方式的创新研究，技术关键和难点仍是煤的热解和气化装置的开发。重点研究以空气为气化剂的气化炉以及与其相应的IGCC系统，2017年，突破低阶煤干馏关键技术和设备，完成IGCC+CCUS技术和煤基多联产IGCC电站的可行性研究。2020年，建成以褐煤低温干馏为基础的煤电化工一体化示范工程。　　4、特种煤发电技术我国一些地区存在大量有特殊成分的燃煤，如新疆准东煤田金属含量大、内蒙古的褐煤水分含量大，目前尚无大机组100%燃烧准东煤及褐煤的可靠技术方案，需要研究在600MW等级机组上的应用并积累经验。继续开展特种煤燃烧、结渣和沾污等特性参数研究、锅炉适应性研究。重点研发适合燃用高钠钾煤的燃烧技术与设备、预干煤燃烧技术与设备、制粉系统。掌握低成本褐煤干燥及水分回收技术，建设示范装置;2020年，建设高钠钾煤发电示范工程;掌握大型褐煤干燥发电技术，建设示范工程。　　5、燃煤电厂烟气污染物一体化脱除及二氧化碳捕集技术煤电烟气污染物治理及处理物利用是煤电持续发展的关键因素，但传统烟气净化技术一般针对单一污染物处理，工艺链长、投资和运行成本高。二氧化碳捕集技术对减少温室效应及提高电厂综合效益有重要意义。污染物一体化控制技术国内已进行了大量研究，目前尚无示范工程;二氧化碳捕集技术降低能耗和成本是重点研究内容。重点研发湿法一体化脱除系统、活性焦一体化联合脱除系统。重点研究新一代高效低能耗的二氧化碳捕集吸收剂和捕集材料，示范应用多种源汇组合的CCUS全流程系统，进行CCUS全过程技术示范。　　6、燃气轮机联合循环和微型燃机冷热电联供发电技术燃气轮机联合循环已成为我国清洁能源发电技术的重要分支，但我国燃气轮机技术水平与发达国家差距巨大，核心部件以及专业技术服务均有国外制造商控制，价格居高不下。我国具有自主知识产权的100kW微型燃气轮机研制已取得重大突破。重型燃机重点开展H型燃机的系统集成研究，加快项目的示范应用;在F级燃机方面取得关键部件及技术的自主化突破。重点研发重型燃气轮机的试验验证平台。　　7、超临界CO2循环发电技术超临界CO2透平是一种以超临界CO2为工质的基于布雷顿循环原理的动力发电设备，是一种比传统蒸汽轮机更为先进的发电装备，作为一种外燃机，其也可采用太阳能作为热源，由此也诞生了基于超临界CO2循环的光热发电技术。这种新型发动机的研发，美国目前走在世界的前列，并得到美国能源部的支持，因为此项技术在提高发电效率和降低成本方面有巨大的潜力，超临界CO2透平技术用于地面发电厂，除了体积小、重量轻之外，还可以不用水，适合荒漠缺水地区的应用，其应用于太阳能光热发电系统可实现效率的显著提升，是太阳能光热发电的理想选择，该系统仅需要较低的热量即可启动发电机、其应对负荷变化调整迅速、支持快速启停，这些优点是普通发电系统所无法比拟的。目前国内电力系统对超临界CO2循环技术研究处于起步阶段，但超临界CO2循环发电技术的研发和应用，将是一种可能带来发电系统变革的技术。科技部今年也发布了重点研究课题。　　可再生能源发电及利用技术可再生能源是世界各国科技创新部署的重点，是未来能源电力技术发展的方向。　　当前，以新能源为支点的我国能源转型体系正加速变革，大力发展新能源已经上升到国家战略高度，未来我国新能源还将大规模发展。