我國能源領(lǐng)域若干重大科技進展

我國能源領(lǐng)域若干重大科技進展分析（一）摘要：能源領(lǐng)域的規(guī)劃與計劃工作一直受到國家各級政府部門的高度重視。廣大科技專家積極踴躍的參與這項工作。自1999年以來至今國家有關(guān)的綜合部門和研究機構(gòu)部分頭組織了不少的研究課題，發(fā)表了許多的專題文獻，為我國的"十五"計劃和中長期規(guī)劃中的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展獻計獻策。由于能源技術(shù)發(fā)展的投入大、周期長，因此能源科技規(guī)劃與計劃工作尤其顯得重要，并影響國家重大工程的發(fā)展決策。關(guān)鍵字：能源領(lǐng)域科技政策技術(shù)發(fā)展在研究新世紀(jì)未來的能源科技發(fā)展中，一個重要傾向是以國際發(fā)表的前沿科技問題作為我們規(guī)劃工作的參考系。對于后進的發(fā)展中國家，這種思路和方法無疑是正確的。但是，我們認為，更為重要的是要看到并重視我們已經(jīng)成功發(fā)展和正在努力開拓著的能源技術(shù)項目和技術(shù)方向，這是我們能源產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的堅實基礎(chǔ)。這也應(yīng)該成為我們規(guī)劃工作的重要的參考系。"我國能源領(lǐng)域若干重大科技進展"就是從技術(shù)層次上介紹和闡述我國近年來在能源領(lǐng)域所取得的重大科技成果與其進展，并把它們和我國能源發(fā)展戰(zhàn)略相聯(lián)系。我們特予以發(fā)表介紹給讀者。國家科技政策的宗旨是培育技術(shù)創(chuàng)新，和促進它們進入市場。能源領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新對于繁榮經(jīng)濟，改善環(huán)境質(zhì)量和保障國家安全十分重要。我國在向社會主義市場經(jīng)濟的過渡中大多數(shù)企業(yè)和地方的技術(shù)創(chuàng)新能力還十分薄弱，尤其是面對具有資金投入大、創(chuàng)新周期長的能源技術(shù)創(chuàng)新特點，更需要國家制訂統(tǒng)一和穩(wěn)定的能源科技發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃，以迎接21世紀(jì)的挑戰(zhàn)。該項研究的總體思路是，在討論能源科技總體發(fā)展戰(zhàn)略之前，從技術(shù)層次上回顧和評價我國能源領(lǐng)域所取得的重大科技成果和其進展。先從清潔煤技術(shù)開始，之后研究分析核能，再后討論可再生能源。對每項技術(shù)，主要從國際比較上確定它達到的水平和創(chuàng)新點，對他已經(jīng)（或可能）進入的市場狀況進行比較準(zhǔn)確的分析，進而與我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的有關(guān)問題聯(lián)系起來。最后進行綜合，從整體上討論中國21世紀(jì)的能源科技發(fā)展戰(zhàn)略。一、煤氣化的研究與開發(fā)技術(shù)名稱新型（多噴嘴對置）水煤漿氣化爐。技術(shù)指標(biāo)：有效氣成分：CO＋H2～83%；碳轉(zhuǎn)化率：＞98%；比氧耗：～380Nm3O2/1000Nm3（CO＋H2）；比煤耗～550kg煤／1000Nm3（CO+H2）；產(chǎn)氣率：-2.2Nm3干氣/kg煤；生產(chǎn)處理能力：～22t煤／天（煤種：北宿、落陵、井亭、級索混合煤）。技術(shù)比較：在相同的煤種和煤漿濃度下，與魯南Texaco水煤漿氣化爐（工業(yè)生產(chǎn)或中試裝置）相比，有效氣成分高1.5～2個百分點，碳轉(zhuǎn)化率高2～3個百分點，節(jié)氧、節(jié)煤～7%。專利：發(fā)明專利"多嘴對置式水煤漿或煤粉氣化爐及其應(yīng)用"（ZL98110616.1）、"帶有旋流器的三通道組合式水煤漿氣化噴嘴"（ZL95111750.5）。應(yīng)用領(lǐng)域：煤化工、煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、煤基清潔燃料等。技術(shù)開發(fā)階段：新型水煤漿氣化爐開發(fā)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，以及中試裝置的設(shè)計、建造和考核運行。完成單位：華東理工大學(xué)潔凈煤技術(shù)研究所，兗礦魯南化肥廠（水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心），中國天辰化學(xué)工程公司。項目來源：國家"九五"科技攻關(guān)項目。經(jīng)費：國家撥款1500萬元。煤氣化技術(shù)是煤炭潔凈、高效和綜合利用的基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，具?quot;龍頭"地位。它可以生產(chǎn)合成氣，生產(chǎn)合成氨、烯烴等化工產(chǎn)品，也可以生產(chǎn)液體燃料，如甲醇、F－T合成燃料、二甲醚等，還可生產(chǎn)燃料氣用于發(fā)電和供熱（如通過IGCC）及城市煤氣等。合成氣也是分離生產(chǎn)氫氣的氣源。以煤氣化為源頭的技術(shù)系統(tǒng)最終可能做到空氣污染物可以忽略不計，凈CO2排放為零或接近零。因此，結(jié)合我國國情，以煤氣化為基礎(chǔ)的煤炭轉(zhuǎn)化和深加工的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)路線應(yīng)作為發(fā)展我國潔凈煤技術(shù)的基本路線。1氣流床煤氣化技術(shù)棄煤氣化技僑術(shù)有多種話，但是近憲十多年以遠來疤IGC卸C耀示范電站克的商業(yè)化岸運行表明蠟，氣流床覺氣化爐的逝性能優(yōu)良洗。國際上廳已經(jīng)實現(xiàn)左了用綱于北200礎(chǔ)0末～葵250敵0憶噸煤／天奇生產(chǎn)處理滴能力、凈瀉電功率鹽～衰250M謝W耽的商業(yè)化壘氣流床煤灑氣化技術(shù)惜。氣流床獲已成為碳專轉(zhuǎn)化率福高、煤種前與粒度的福適應(yīng)性好具和大型化技煤氣化的檢前沿主流搶技術(shù)營。詢Texa個c虎o陜水煤漿氣案化爐宵和沃Shel黃l出干煤粉氣拍化爐是其枕中的典型忌代表。民2險裂煤氣化技辱術(shù)的學(xué)習(xí)假過程仆自置8致0繩年代末以國來，我國決引進命了笛Texa輩c倆o僻水煤漿氣撐化裝饅置濫4蒜套，單爐絨最大日處因理量嚼為估82亞0綁噸煤，用政于生產(chǎn)化于肥和甲醇脆，已經(jīng)積陰累了豐富閣的設(shè)計、喂建造和運冒行經(jīng)驗?？渍窃趯W(xué)苦習(xí)消化吸捧收引進國穩(wěn)外技術(shù)的府基礎(chǔ)上，好經(jīng)丹過曲1隔0輪多年的持孫續(xù)研究開鉛發(fā)，進于萬200看0蜂年創(chuàng)造性南地建成了頓日處況理候2腦2毒噸煤的新電型水煤漿敗氣化爐中諸試裝置，性成功地通子過了考核仔運行五。挺慘3教率新型水煤衛(wèi)漿氣化爐箏的創(chuàng)新性底研究工作紡深入地分瘡析了氣流司床中高溫添高壓下煤育的氣化反吉應(yīng)動力學(xué)互，認識了珍該氣化過會程控制的俯關(guān)鍵因素他是傳熱傳賣質(zhì)速率。恢為此開發(fā)羊了水煤漿稼多噴嘴對革置氣化裝岔置，利用回噴嘴對置沈形成的撞泛擊流加強好和優(yōu)化氣奸化過程，肯由此取得申了在相同拼工藝條件氏下各項技遣術(shù)指標(biāo)均饞普遍憂底干謀Texa傍c乒o欣的成果。燕這一科技匙成果具有燒自主知識屠產(chǎn)權(quán)，是掌我國煤氣稻化技術(shù)進樣入國際先收進行列的末一個里程貝碑。它的找直接經(jīng)濟泉效益僅節(jié)惹約專利費盞一項就十神分顯著。腥對于日處夏理紗200給0傳噸普的尾Texa岔c獸o倒氣化裝置成來說，其屋專利費冰約叮80盛0充萬美元。甘4速討支持我國賠煤氣化自鼠主技術(shù)發(fā)曾展紫與固定床研和流化床盆氣化爐比常較，氣流常床在較短螞時間內(nèi)發(fā)駁展到商業(yè)侵化最大規(guī)燈模的氣化醋爐，其單稻爐容量大候大超過前卡兩種爐型仗，可見后姑者相對易食于放大。邁研究工作花對此進行節(jié)了深入分叫析與驗證換工作。華沾東理工大猶學(xué)潔凈煤箱技術(shù)研究宜所在大型歉冷模實驗震裝置上的祥科學(xué)嚴謹榮和創(chuàng)造性舒的實驗與土理論分析觀工作，以隨及在兗礦岔魯南化肥魔廠成功進取行的中試班裝置的試瓜驗和考核獻運行，支奔持華東理配工大學(xué)和辱兗礦集團辭公司提出高日處理蟲煤羊100稍0獸噸水煤漿穿氣化工業(yè)陣化示范裝脈置爛的船"暗十凡五雅"悲項目建議石，這將成晶為目前國泰內(nèi)最大、脾國際一流濾的氣化裝他置。首二、先進親煤粉燃燒母器的工業(yè)?；a(chǎn)訪技術(shù)名稱纏：水平濃濱縮煤粉燃孔燒器、水震平濃淡風(fēng)槳煤粉燃燒卵器、雙通待道煤粉燃之燒器、智貴能化低負幟荷穩(wěn)燃并低越NO盟x確煤粉燃燒照系統(tǒng)等先添進煤粉燃探燒器。庫技術(shù)特性辯：低負荷誘穩(wěn)燃，一鋸般可結(jié)在挪5慚0去％（或更紀(jì)低）額定銷電負荷斷鋼油下穩(wěn)燃躍，節(jié)約燃配料油，提散高負荷調(diào)搏節(jié)性能；戲低遲NO除x綠排放，比荒改造前低聾知退50遵%滑～秘59剩%胡和甜20極%啞～明25櫻%座；提高燃風(fēng)燒效率，呈節(jié)約燃料列。腿技術(shù)比較協(xié)：美國能張源部在聯(lián)盤邦清潔煤丘技術(shù)計劃畏中研究開兇發(fā)毅的撥"考低衛(wèi)NO筑x桶同心火燃怒系飯統(tǒng)扶"朱（串LNCF有ST雖M肝）比原有純鍋爐燃燒屢器少排水放乏37蜓%繪，如果同霜時采用加少裝空氣噴薪嘴形成頂卷部風(fēng)區(qū)的抖技術(shù)，可肝平均減螺排泛45餡%吹的上NO僻x血。在較大妥容量陡（厚10貌0咸～耍605M間W鞭e鐵）不同爐到型滿負荷補工況下，信低端NO悉x洋燃燒器（交包括采用楚頂部風(fēng)技險術(shù)）可減猜排六NOx3資7武%跡～悲69丹%界。旋專利：實刮用新型專勒利乎"揪一種濃縮壟煤粉燃燒排器員"理（儲ZL9勝2224籍103.估1件）娘、傭"督濃淡風(fēng)煤侄粉燃燒拾器估"培（旨ZL9毛6245原179.店7址）掃、浩"廉著火點位普置可調(diào)的帆雙通道通詢用煤粉燃木燒停器宜"梨（廊ZL9抱5220崇802.兄4漏）撲、旅"冷帶腰部風(fēng)約的雙一次棟風(fēng)通道煤完粉主燃燒館器枯"什（摸ZL9笨6222屯825.硬7序）竹、史"弦自動可調(diào)襯葉柵煤粉哈分配練器健"現(xiàn)（抵ZL0冬0211銀364.南3墾）。無應(yīng)用領(lǐng)域珠：舊鍋爐敵改造和新綿鍋爐設(shè)計繞制造?？夹g(shù)開發(fā)鉗階段：工幅業(yè)化生產(chǎn)團。秀完成單位升：哈爾濱眨工業(yè)大學(xué)故能源科學(xué)杰與工程學(xué)離院，清華掩大學(xué)工程所力學(xué)系，豎國家電站盯燃燒工程積技術(shù)研究勸中心。挺項目來源董：國燕家羞"歲九茂五摧"不科技攻關(guān)厘項目。復(fù)經(jīng)費：國耳家撥貫款諒68濱0改萬元。險1睡.孕產(chǎn)業(yè)化前隙景十分廣鋒闊湖秩截蹄止捐199厭9婚年底，采尤用震100M喪W掏以上機組賓的水平濃久縮煤粉燃左燒器和水慰平濃淡風(fēng)欺煤粉燃燒寨器共窯計已2代3序臺，雙通匙道煤粉燃舟燒器已先易后應(yīng)用賄于爛8銹0江多臺的鍋釘爐改造，岡智能化煤埋粉燃燒系唯統(tǒng)已嬸在皺7闊臺大機組焰（泉200M鄙W求和盛600M盜W匆）上采用嘩；采用先苦進燃燒器赤的機組容效量終在野1040于0M零W違以上。其恐經(jīng)濟效益意和環(huán)境效熄益十分可妄觀。野國家電站耕燃燒工程后技術(shù)研究減中心填的減"史智能化煤跑粉燃燒系水統(tǒng)發(fā)"券成套化技撒術(shù)產(chǎn)品已志達到年腫產(chǎn)周2000他M煮W延機組容量且的規(guī)模，穩(wěn)在國家支糊持下，建亦立傻了幣"他大型燃煤揮鍋爐燃燒加制粉系統(tǒng)批工業(yè)示范多生產(chǎn)壯線饞"翁。該成套訓(xùn)技術(shù)設(shè)備負尤其適于喬采用風(fēng)扇價磨煤機直搭吹式制粉情系統(tǒng)道的摘200M減W磨機組。清共華大學(xué)研渠制的雙通貍道煤粉燃踏燒器已為娘哈爾濱鍋妹爐廠正式報確定為四電角切圓燃杏燒低揮發(fā)藝份煤粉鍋外爐的定型射設(shè)計，獲敢得《國家禁重點新產(chǎn)欲品》證書豪，截咽止掀200拳0箏年末已經(jīng)董簽定采用仿雙通道燃墓燒器止的粱300M滿W篩鍋秘爐各1與4燈臺。先進冰燃燒器的墾產(chǎn)業(yè)化前盒景十分可仁觀。搖2配.概美國芹低環(huán)NO丸x障燃燒器銷認售額突陰破臨1餅0桂億美元鑰美國能源伶部今唱年把3店月公布，拿聯(lián)邦政府趴清潔煤技灑術(shù)計劃項鏟目律"逢低腐NO錘x潔同心火燃榴系鐘統(tǒng)吳"虜（狼LNCF熄ST輩M選）的銷售謎額已突閉破滿1凍0廈億美元。生與原有的何鍋爐燃燒稅器相比申，壤NO厲x質(zhì)排放減州少笨3稼7缺％，如把沸它貧和盼"抱頂部風(fēng)跪（呼OF轎A所）過"貨清潔煤技邁術(shù)計劃中嶄的另一示花范技術(shù)聯(lián)華合使用的橫話堤，援NO陷x贊排放可平懇均減溫少鎖45夕%增左右。科根眨據(jù)陷199鑼0傷年公布的乘清潔空氣脖法修正案鳥，要求燃熱煤電站安幟裝污染控邪制設(shè)備以竿減浴少跑NO冒x制排放。今丑天，美國寄已染有洞5600念0M唉W治機組安裝咱了這類燃填燒器。美速國還勾有荒42怪3申個電廠的題鍋爐適于梯采用這種享新技術(shù)。溫該先進燃研燒器束在勤199松2暖年首次安賽裝試驗，魔能源部支擇付項目經(jīng)濾費拋86草0歷萬美元翠的樓49中%痛，包括試免驗運絹行步1府9下個月。繁直秤到疼8壇0舊年代中期堂，蹦低限NO畢x插燃燒器還躁是一項研扁究改進中就的技術(shù)，挖沒有在全雹尺寸商業(yè)織化規(guī)模上托得以驗證前。在政府噴聯(lián)合產(chǎn)業(yè)擔(dān)界推出的屋清潔煤技跌術(shù)示范計拳劃的推動楚下，這項撞低裂NO應(yīng)x競?cè)紵骷汲咝g(shù)跨進了彎商業(yè)化的屆門檻。在納一系列的狠競爭下，越能源部選嘆中掉在貸4眾種美國最互常使用的辰爐型上示箏范語低沃NO誼x象燃燒器插的預(yù)4光個示范項據(jù)目。試驗殃結(jié)果表明崇，對于較竭大容量項（恰10逼0滅～補605M灰W舍e永）不同爐慢型滿負荷銳工況下，薯可減妹排撓NOx欲37責(zé)%律～夏69勇%漠。襪今天，牢近爛75剩%少的美國燃志煤電廠都章安裝了圈低恐NO煙x膠燃燒器。憑這不僅凈涉化了空氣紡，而且為毅消費者帶演來經(jīng)濟效效益。據(jù)美筑國能源部未估計，如公果采用其很他政NO貸x顫減排技術(shù)鑰的話，其扎費用至少礙要高禽出舅1樓0父倍，因此注，這項新孫技術(shù)為消獄費者節(jié)省過了一筆相不當(dāng)可觀的馬電費。賽3桂.腔大型鍋爐無煤粉燃燒穩(wěn)器的國際己比較防為解決大銜型鍋爐的辟安全、穩(wěn)充定和連續(xù)曠運行，并魔降認低辮NO仇x考排放，我卸國期自約"面八絹五燥"競以來，在叨國家科技多攻關(guān)計劃沃中持續(xù)地店開展了電葡站鍋爐高艇技術(shù)煤粉墓燃燒器的集研發(fā)和產(chǎn)隊業(yè)化工作葉。美輪國跑199損2伙年在聯(lián)邦捆政府清潔伶煤技術(shù)計竿劃中示范駛電站鍋爐酒先進煤粉液燃燒器并協(xié)迅速加以假推廣。牢我國由于鵝煤種繁多澆，煤質(zhì)復(fù)化雜，尤其只是高水份賤、高灰份完、低揮發(fā)毅份等劣質(zhì)蹄煤也都用謎于電站鍋鑰爐，為此高開發(fā)了較堪多種類的社燃燒器。駕美國電站里鍋爐燃用頭的煤質(zhì)好傳，先進燃嫂燒器開發(fā)村的主要目革的是降歪低求NO燒x捆排放，開邪發(fā)的燃燒現(xiàn)器技術(shù)較丟為單一。氧國家在燃杏燒器的投績?nèi)虢q除景"也九范五僚"顛科技攻關(guān)弓計壩劃逮68警0怨萬元外，內(nèi)尚應(yīng)包燕括堅"莫八處五醋"席攻關(guān)計劃筒中電"85-糟20-0豈2陰大型鍋爐鈔煤粉燃燒追器研奏究委"42存0丸萬元（主機要用于燃笨燒器的研姨發(fā)和現(xiàn)場兼試驗工作從），總茂計跳110燃0辯萬元至。迫199斬2叔年美國能喘源部對清熊潔煤技術(shù)約計劃緞低灑NO吹x痕燃燒器示云范項目撥驚款柔421.揀4橡萬美元，隱高于我國露政府撥款重。而且美老國企業(yè)要獵相應(yīng)投垃入宇86朗0萬萬美元紅的壞5襯1牧％，中國眾研發(fā)機構(gòu)承額外投入糾則很少。洪因此美國訂對電站鍋糞爐先進燃榆燒器的總杠投入遠遠滲高于我國豈。萍