燃煤发电技术和装备不断向高参数、大容量、高效及低排放方向发展

导读： 在燃煤发电技术领域，发电技术和设备不断向高参数、大容量、高效率、低排放方向发展。锅炉和汽轮机的制造和运行控制技术取得了长足的进步整体技术接近国际先进水平，部分技术达到国际领先水平。

   

一、发展现状

   

在燃煤发电技术领域，发电技术和设备不断向高参数、大容量、高效率、低排放方向发展。锅炉和汽轮机的制造和运行控制技术取得了很大进步。整体技术接近国际先进水平，部分技术达到国际领先水平。国际先进水平:1000MW级和600MW级600℃超临界燃煤机组数量和装机容量居世界第一，拥有自主知识产权并出口国外，发电效率可超过45台%，已达到国际先进水平；二次再热发电技术具有自主开发制造能力，技术水平相当于国际先进水平。国际领先水平：我国循环流化床燃烧技术、设备研发和运行控制技术。例如：四川白马600MW世界上第一台600台超临界机组MW超临界循环流化床锅炉蒸汽参数达25.4MPa/571℃/569℃，机组效率达到43.2%。接近国际先进水平：天津I等整体煤气化联合循环发电技术GCC第一个发电技术示范电站。

   

1000特高压交流在输配电技术领域kv、直流±800kv系列成套设备已国产化，在电压等级、输电距离、传输能力、关键设备等方面不断刷新世界纪录，达到国际领先水平。

   

在新能源发电技术领域，我们的新能源发电技术起步较晚，但发展迅速。随着风电单机容量和关键技术的不断进步，形成了4MW以下风电机组及关键部件设计制造系统，初步掌握5～6MW风电机组集成技术，风机制造企业在世界上占有重要地位。我国海上风电综合实力较弱，机组容量为3MW～4MW为主，6MW机组处于样机试验阶段，我国严重缺乏海上风电施工经验、运行维护和专业监测。在太阳能发电方面，形成了以晶体硅太阳能电池为主的产业集群，部分生产设备国产化，薄膜太阳能电池技术产业化步伐加快。目前，多晶硅电池的平均转换效率已达到18%，单晶硅电池的平均转换效率接近20%薄膜电池效率最高达21%，都处于世界领先水平。太阳能热发电技术取得了重要成果，其中塔式和槽式发电项目得到了示范和应用。在生物质能发电方面，基于纯生物质原料的直燃发电是我国生物质发电成熟的主流技术。生物质气化发电规模仍然较小，生物质直燃发电已初具工业规模。海洋能源发电，整体处于示范应用向产业化转型的重要阶段，其中潮汐能发电技术已趋于成熟，多个潮汐电站已建成投产；波浪能和海流能技术研发和小型样机示范取得进展，温差能发电仍处于实验室试验阶段。地热能发电方面，中低温地热发电技术基本成熟，但关键材料设备国产化程度较低；高温地热蒸汽发电技术与国外差距较大；相关技术储备尚未在深层高温地热钻井中形成。

   

在水利发电领域，大坝仓库、大容量、长引水洞、大型地下洞室等总体技术处于国际领先地位。在水电机组和金属结构技术方面，通过引进、消化、吸收和再创新，实现了跨越式发展，具有自主开发大型水电机组的能力，核心技术的开发和关键部件的制造已达到国外同等水平。在金属结构制造方面，泄洪控制闸门和起重机技术已达到国际水平，制造安装技术已达到国际领先水平。

   

在核电技术领域，第三代核电技术已达到世界先进水平。在高温气冷堆技术方面，世界上第一台大功率电磁轴承主氦风机工程样机已成功开发，处于世界领先水平。在快速堆放技术方面，发电功率为20MW试验快堆已并网发电，部分安全指标已达到第四代先进核能系统的安全目标，接近国际先进水平。它已成为继俄罗斯之后掌握快中子堆技术的第二个国家。

   

重型燃气轮机在燃气轮机发电领域的引进和自主研发，使我国在燃气轮机设计、制造、燃烧等基础领域取得了进展。然而，燃气轮机的技术水平与发达国家大，国内发电燃气轮机设备严重依赖进口，国际先进G/H、J重型燃气轮机初温已达1500台～1600℃，简单循环发电效率达40%～41%，联合循环发电效率已达60%。微型燃气轮机主要用于冷热电联供系统，属于分布式能源系统。从目前的使用情况来看，设备系统可靠性高，维护成本低，使用寿命长，能源利用率高。还处于发展推广阶段

   

2、十三五能源发展战略、解决能源支撑中国经济社会发展、促进全球能源可持续发展等重大问题出发，十三五期间，在电网方面，要以逐步提高可再生能源发电在总用电量中的比例为核心目标，重点开展智能电网重大技术研发，提前部署中国新一代能源系统和全球能源互联网关键技术研究；在发电方面，要优化能源结构，提高非化石能源在一次能源消费中的比重，重点发展水利发电和核电技术的安全发展。十三五期间，中国电力科技领域将重点研究9个重大技术方向的38项关键技术。

   

智能电网技术智能电网已成为全球电网发展和进步的总体趋势，欧美等发达国家已将其提升为国家战略。中国在智能电网关键技术、设备和示范应用方面具有良好的发展基础和国际竞争力。智能电网技术系统涵盖发电、输电、变电站、配电、用电和调度等环节。

   

1.目前，我国新能源发电并网容量处于世界前列，风电和光伏发电累计并网容量跃居世界第一和第二。然而，风电和光伏发电的间歇性和随机性特征难以满足电力生产和消费的同时性要求。我国部分时期存在弃风弃光问题，需要在核心指标上取得重大突破。重点突破大规模可再生能源基地电力配送调控、大规模分布式能源灵活并网运行控制、常规/供热机组调节能力提升和弹性控制、新型大容量电力储存、海洋平台电力系统互联稳定控制、海上风电/光伏发电接入配送等一批核心关键技术。

   

2.大电网柔性互联技术具有一定的技术基础和工程经验。主要问题是大容量、远距离输电能力仍然不足。适用于特殊场合的新型输电技术和电压水平较高的柔性DC输电技术仍有待突破。重点突破500KV以下基于架空线的柔性直流输电技术，重点开发大容量柔性直流转换器等先进输变电设备；2020年，开发了超高压柔性直流输电和成套组网设备。

   

3.随着配电网可再生分布式能源发电的高比例接入和大容量电动汽车充电设施的普遍建立，电网负荷峰谷差更难调整。传统的被动配电网将难以适应这些新的需求和变化，需要采用主动配电网技术解决现代配电网建设中遇到的新问题。重点突破主动配电网规划技术、配电网与用户互动技术、大功率电动汽车充电配电网适应性技术等。智能用电、电动汽车充电、电池梯级利用工程和新型电能替代设备的示范应用。

   

4.新型储能技术目前，抽水蓄能电站是电力系统大规模储能的主要形式。然而，由于地理位置和水资源的限制，随着新型储能电池研究的深入运行，十三五期间新型化学储能技术逐步向大容量、高效率、长寿命发展的阶段，有望进入商业化阶段。重点研究新型化学储能技术:大规模可再生能源消耗的新型化学储能系统应用技术；功率为兆瓦级新型电能等能源形式的转化设备；重点突破百兆瓦级新型化学储能系统集成监控关键技术。

   

我国新一代能源系统技术能源开发实施清洁替代，能源消费实施电能替代，是人类能源利用模式的发展趋势和最终目标。要构建新一代能源系统，需要重点解决源、受、传的一系列重大科学工程技术问题。

   

1.我国国民经济和能源电力发展面临严峻形式，化石能源带来严重雾霾，迫切需要大规模、高比例的可再生能源开发利用。需要寻求间歇性、随机性的可再生能源消耗综合解决方案，构建以可再生能源为主的源端综合能源电力系统。重点研究覆盖大规模可再生能源的模可再生能源的综合能源电力系统仿真技术；可再生能源制氢工程的示范应用。

   

2、端综合能源电力系统关键技术传统电力系统不支持各种一次和二次能源的转换和互补，难以支持高比例分布式清洁能源电力接入电力系统，不适应大量分布式光伏发电、小型风电、冷热电、电动汽车、电池、氢能等即插即用设备的接入。重点研究端综合能源电力系统的规划和运行技术，掌握2020年各种能源网络集成规划、高渗透分布式能源接入和利用的一系列关键技术。构建端综合能源电力系统模拟平台。建设多个冷、热、电综合能源电力系统示范项目。

   

3、未来西部直流电网技术西部直流电网只是概念概念，利用前沿输电技术收集西南水能、三北太阳能和风能连接到多个区域直流电网，利用输电技术和直流电压转换技术到中东负荷中心区域，提高电压水平和输电容量是直流网络需要解决的关键问题。重点研究直流网络的理论和技术，2020年开展西部多可再生能源基地直流网络和输出项目的示范应用

   

全球能源互联网技术全球能源互联网技术是基于清洁能源主导、能源消费电气化和全球能源资源配置的理念，解决空间和时间可再生能源大规模利用的前瞻性技术问题。十三五期间，需要研究全球能源互联网战略规划技术；重点突破大容量、远程输电技术、大电网安全稳定运行控制技术。

   

1.全球能源互联网战略规划技术全球能源互联网规模大、结构复杂，需要在规划分析理论、市场空间预测、电力流格局规划、特大型电网结构设计等方面进行重点研究。2020年，建成全球风能、太阳能、海洋能等可再生能源数据库，客观准确地掌握全球可再生能源的资源储量、分布和可开发规模。

   

2.我国大容量、远程输电技术和设备在特高压交流直流输电技术方面普遍处于国际领先水平。我国尚未完全掌握特高压直流换流变压器、直流穿墙/换流套管、直流场开关设备等少数高端设备核心设备的制造技术，需要在十三五期间重点突破。2020年，研发成功±1100kV特高压直流穿墙套管提高了主要直流输电设备和核心部件的国产化水平，核心部件自制率达到70%%～90%，建立特高压直流受端分层接入示范工程，建成±1100kV特高压直流输电示范工程。

   

高效、清洁、低碳的燃煤发电技术和清洁的燃气发电技术是我国经济社会发展的迫切要求，也是维护国家安全的重大战略需要。其发展方向是提高煤炭能源利用率；二是降低发电机组污染物排放浓度和总量；三是降低CO2.排放强度。

   

1、700℃超临界关键技术700℃超临界发电技术的发电效率接近50%，可比600℃超临界发电技术高4%。目前，欧洲、美国、日本等国家已基本完成材料筛选和性能测试、大型铸件试验生产、高温零件验证平台制造、大型耐热合金零件验证。中国起步较晚，关键技术与国外存在差距。中国将继续开发低成本、高强度的自主知识产权高温合金材料，锅炉加热面管已在华能南京热电厂运行。到2020年，将形成700个具有核心竞争力的自主知识产权℃超临界燃煤发电技术，完成关键材料和关键部件的开发，完成600MW等级700℃先进的超临界发电系统方案设计，选择示范项目。

   

随着白马600，超临界循环流化床的发电技术MW超临界CFB锅炉示范工程的成功运行标志着我国大型超临界CFB锅炉的设计和制造能力。但与煤粉锅炉相比，循环流化床锅炉设备的利用率和效率较低，很难实现火电厂污染物的超低排放。重点突破CFB锅炉烟气污染物超低排放技术，C进一步提高FB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等级超过临界CFB初步设计发电机组，效率和设备利用率达到煤粉锅炉水平。

   

3.联合循环发电与煤基多产技术联合循环发电与煤基多产系统是综合考虑资源、能源和环境效益的系统，是未来主要能源技术之一，是煤炭利用的发展趋势。对于联合循环发电，第三代IGCC已建立的技术正在研发中GCC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原因

素；国内外对煤基多联产进行了大量的生产工艺和产品生产模式创新研究，技术关键和难点仍然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及其对应的IGCC2017年，系统突破低级煤干馏关键技术和设备，完成IGCC CCUS技术与煤基多联产IGCC电站可行性研究。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部分地区有大量含有特殊成分的燃煤，如新疆准东煤田金属含量高、内蒙古褐煤含量高等。目前还没有100个大机组%600需要研究燃烧准东煤和褐煤的可靠技术方案MW应用等级机组并积累经验。继续开展特种煤燃烧、结渣、污染等特性参数研究和锅炉适应性研究。重点开发适合燃烧高钠钾煤的燃烧技术设备、预干煤燃烧技术设备和粉末制造系统。掌握低成本褐煤干燥水回收技术，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.煤电厂烟气污染物一体化去除和二氧化碳捕集技术煤电烟气污染物处理和处理利用是煤电可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，投资运行成本高。二氧化碳捕集技术对降低温室效应、提高电厂综合效益具有重要意义。我国对污染物一体化控制技术进行了大量研究，目前还没有示范工程；降低能耗和成本是二氧化碳捕集技术的关键研究内容。重点研发湿法一体化去除系统和活性焦一体化联合去除系统。重点研究新一代高效低能耗二氧化碳捕集吸收剂和捕集材料，示范应用各种源组合的CCUS全过程系统，CCUS全过程技术示范。

   

6、燃气轮机联合循环和微型燃气轮机冷热电联合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，核心部件和专业技术服务由外国制造商控制，价格较高。中国拥有100个独立的知识产权kW微型燃气轮机的开发取得了重大突破。重型燃气轮机重点开展H型燃气轮机系统集成研究，加快项目示范应用，在F级燃气轮机关键部件和技术自主化方面取得突破。重点开发重型燃气轮机试验验证平台。

   

7、超临界CO循环发电技术超临界CO2透平是一种超临界CO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先进的发电设备。作为一种外燃机，它也可以使用太阳能作为热源，从而诞生了基于超临界C的发电设备O2循环光热发电技术。美国目前处于世界领先地位，并得到了美国能源部的支持，因为该技术在提高发电效率和降低成本方面具有巨大的潜力，超临界CO2.透平技术用于地面发电厂。除了体积小、重量轻外，它还不能使用水。适用于沙漠缺水地区。它在太阳能光热发电系统中的应用可以显著提高效率，是太阳能光热发电的理想选择。该系统只需低热量即可启动发电机，其应对负荷变化调整快，支持快速启停些优点是普通发电系统无法比拟的。目前，国内电力系统超临界CO循环技术研究处于起步阶段，但超临界CO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。

   

可再生能源发电和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。

   

目前，以新能源为支点的中国能源转型体系正在加速变革，大力发展新能源已上升到国家战略高度，未来中国新能源将大规模发展。

   

1.海上风电技术欧洲海上风电起步早，发展快，全球已建成海上风电90%截至2014年，欧洲共有805万千瓦的海上风电装机，分布在11个欧洲国家的74个海上风电场。欧洲6MW8.海上风电机组已形成工业化和批量安装MW海上风电机组进入样机试运行阶段。我国海上风电综合实力较弱，机组容量为3MW～4MW为主，6MW机组处于样机试验阶段，我国严重缺乏海上风电施工经验、运行维护和专业监测。到2020年，形成8MW以上大型海上风电机制造能力；突破海上风电施工建设和并网运行的关键技术；构建海上风电全景监控和综合控制系统。2016年6月，西门子与歌美莎签约束性协议，合并双方风电业务，打造全球风电市场领先企业，特别是海上风电项目，西门子引领全球海上风电市场。西门子提出，到2025年，海上风电的耗电成本将通过数字化和基础创新降至8欧分/千瓦时以下，提高能源供应竞争力，加强气候保护。丹麦是世界上风电发展最快、最好的国家。1991年，它建成了世界上第一个海上风电场。拥有20多年的海上风电场运营经验和完整的产业链，走在世界前列。目前，欧洲三家公司有8家生产企业MW海上风电机组能力：丹麦维斯塔斯Vestas公司V164-8MW;Adwen公司AD-180-8MW;西门子的第一个SWT-8.0-154机组将于2017年初安装，预计2018年初获得机组型式认证。2013年7月4日，世界上最大的近海风发电场-英国伦敦阵列开始在英国东南海岸运营，装机容量630兆瓦，采用德国西门子SWT-3.6-120涡轮机安装在距海岸20公里的海面上。15亿英镑的伦敦阵列绵延20公里，配备175台涡轮机，增强了英国在全球近海风力发电领域的主导地位。2016年5月，西门子将是苏格兰Beatrice提供、安装和调试84个风力发电机组，每个转子直径154米，发电量可达7兆瓦。目前，金风科技、华锐风电、联合动力、湘电股份、海装风电等国内厂家已完成5项工作MW以及上述大型风电机组的吊装和试运行。亚洲第一个海上风电场-上海东海大桥102MW海上风电示范项目的34台风机均由华锐风电提供，已成功运行5年，质量保证已成功进入后运维服务阶段；华能如东300兆瓦海上风电场项目是中国最大的海上风电场。该项目计划建设50台4兆瓦和20台5兆瓦海上风电机组。北区选用西门子4兆瓦风机和中船重工海上风电5兆瓦风机，南区为远景风机。中国首次大规模使用5兆瓦海上风机。预计2016年底将实现首批机组投产发电。2016年6月26日，金丰科技首个近海海上项目三峡响水项目首个机组成功吊装。响水项目是三峡集团首个海上示范商业运营项目，采用18台金丰科技121/3000KW项目离岸垂直距6海里，水深5--9米。

   

2.太阳能光热发电技术我国太阳能热发电起步较晚。与国外相比，我国太阳能光热发电在核心设备上存在较大差距，导致转化效率低。如果使用国外产品，成本会更高，投资成本会导致进展缓慢。重点突破光热电厂系统集成技术和机组运行技术，重点开发熔盐吸热介质槽式集热管、线性菲涅尔集热系统和太阳能超临界CO2布雷顿循环发电系统及设备；推广太阳能光热发电系统，2020年建成西部多个太阳能光热发电示范项目。

   

国家能源局刚刚批准了20个示范项目

   

槽式太阳能热发电技术槽式太阳能热发电技术是目前商业化程度最高的太阳能热发电技术，主要以导热油为传热工质，通过油水换热器产生过热蒸汽，促进汽轮机发电。2003年，意大利在2010年底开始了连续测试和测试研究，5年底MW阿基米德熔融盐抛物面槽式太阳能发电站建于意大利西西里岛，2011年10月投入商业运行，集热器出口熔融盐温度为560℃汽轮机入口蒸汽参数10MPa/545℃。2014年7月，中国首个商业化槽式光热发电项目，中广核青海德令哈50MW槽式太阳能热发电工程正式启动，已完成早期试验回路工程。

   

塔式太阳能发电技术塔式太阳能热发电系统灵活性高，聚光率高，能获得更高的系统运行温度和发电效率。西班牙Gemasolar2011年5月，电站投入商业运行，装机容量19.9兆瓦是世界上第一个使用熔融盐作为传热和储热介质的商业塔式电站。Gemasolar熔盐蓄热系统可在没有阳光的情况下连续发电15小时，夏季电站可连续供电24小时，是世界上第一家实现全天供电的商业太阳能光热电站。2016年2月22日，美国SolarReserve公司装机110MW新月沙丘塔熔盐光热电站已正式并网发电，达到110MW全功率输出。这标志着世界上最大的塔式熔盐光热电站的正式商业运行。由于采用领先的塔式熔盐技术和10小时储热系统，电站首次成功验证了10兆瓦规模塔式熔盐技术的可行性，成为光热发电发展史上的重要里程碑。。2013年7月，浙江中央控制青海德令哈10MW塔式太阳能热发电工程成功并网发电。这是中国第一个商业化的太阳能热发电示范工程。2014年8月，敦煌100首航光热科技有限公司MW 10MW熔盐塔式电站正式开工。一期建设容量为1×10MW本工程采用高温高压冷凝汽轮发电机组，具有蓄热系统，建成后可实现24小时连续发电。光热电站一般为50MW以上开始反映规模效益。项目一期10MW示范电站规模小，投资相对较大，仍难以产生规模效益。

   

碟式太阳能热发电技术碟式太阳能热发电系统是通过斯特林或布雷顿循环发电的太阳能热发电系统，其光学效率可达90%吸热器的工作温度可达800℃以上，系统峰值光--电转化效率可达29.4%。盘式太阳能热发电系统可采用空冷技术，只消耗少量水清洗聚光镜，降低水资源消耗，更适合沙漠和戈壁。2010年，世界上第一个盘式光热示范电站Maricopa该电站在美国亚利桑那州投产，该项目由T投产esseraSolar采用现已破产的S进行开发ES斯特林能源系统公司公司unCatcher碟式发电设备，装机1.5MW单个系统发电功率25KW，共60个SunCatcher碟式斯特林发电机。2016年3月，中国首个碟式太阳能发电示范电站落户铜川，中航工业Xi航空发动机有限公司投资建设碟式太阳能实验基地建设现场，50台碟架发电设备主体安装到位。作为中国第一个兆瓦级碟式斯特林太阳能发电示范电站，项目建成后每年可发电126万度，为建立碟式太阳能热发电行业标准提供依据，促进碟式太阳能热发电产业化。

   

线性菲涅尔太阳能热发电技术线性菲涅尔太阳能热发电是通过吸收太阳能加热传热流体和热循环发电的。菲涅尔光热电站已成为最大的菲涅尔电站。2014年11月，印度信实电力公司在Rajasthan邦投建的100MW菲涅尔光热电站项目正式并网发电，使其成为世界上最大的运营菲涅尔光热发电项目。2012年10月，华能集团在海南三亚南山电站完成1项工作.5MW线性菲涅尔示范项目。2015年3月，中国首个10MW线性菲涅尔聚光太阳能发电示范项目落户甘肃敦煌，将成为中国首个采用线性菲涅尔聚光太阳能发电的大型集中电站。2016年7月，青海盐湖佛照蓝科锂业公司太阳能集热供水项目建成投产。项目建成后，将成为中国乃至世界上最大的线性菲涅尔太阳能集热供热站，也是第一个将太阳能集热技术应用于大型工业供热的项目。

   

3.新能源发电功率高精度预测技术风电、光伏发电等新能源发电输出具有随机性和波动性的特点。大规模新能源并网将影响电网的安全稳定运行，不利于新能源的消耗。我国新能源发电预测能力不足，应对复杂多变的资源条件、大规模新能源集群发电、极端天气事件等因素的准确性不高。重点突破新能源资源数值模拟和气象预报技术，重点开发具有自主知识产权的高精度新一代新能源功率预测系统，显著提高新能源功率预测精度，广泛应用于电力调度机构、风电场和光伏电站。

   

4.由于我国电力和电网结构的特点，弃风弃光现象将在一段时间内继续存在。高比例新能源调度运行技术需要进一步优化，各种不确定新能源联合优化调度技术需要进一步突破。

   

我国大坝设计建设、大型地下洞室设计建设、大型水轮发电机制造等技术已跻身世界先进水平。未来水电发展的重点将是高坝工程防震抗震技术、超高坝建设技术、大型地下洞室群关键技术、流域梯级水电站的联合调度

运行技术、环境保护、移民安置与生态恢复技术、数字化、智能化等方向。

   

我国超高坝建设技术200m上述超高坝建设仍处于起步阶段，发展滞后国外20～五十年。我国发展200年m上述超高坝主要面临复杂条件、缺乏技术标准、成套技术部成熟等挑战，需要共同协调。2020年，全面掌握超高坝建设的关键技术。完成超高坝安全评价方法和安全标准、高碾压混凝土坝施工技术要求和质量控制标准、超高土心墙堆石安全评价方法和安全标准的制定。

   

2.中国西部独特的环境使地下洞群成为水电工程枢纽布局的最佳选择。地下洞群正朝着单机容量大、洞室跨度大、施工规模大、安全要求高的方向发展。2020年，预计将掌握大型地下洞群系统的关键技术，解决地下洞群工程建设中面临的关键科技问题。

   

3.水电开发和生态环境保护已成为我国水电可持续发展的重要制约因素。梯级开发的积累影响、鱼类繁殖和栖息地保护技术的缺乏直接影响到水电开发。2020年，掌握环境保护、移民安置、生态恢复等关键技术，提出相应的环境保护对策，妥善处理水电建设与环境保护的关系，合理开发水资源，维护河流生态系统功能。

   

根据规划和我国水电建设现状，高性能大容量水电机组技术2030年-2050年，随着西藏水电的发展，四个千瓦水电站的运行水头将超过400米，最大水头将达到830米。超高水头和超大容量水电将成为我国水电发展的主要方向。实现高性能、大容量水电机组及相应配套设施的独立设计、制造和安装，满足2050年前后水电开发特别是西藏水电开发的需要。新型超高水头和超大容量高性能水电机组的开发将成为我国水电设备科研制造的主要方向。

   

5.国家防汛抗旱总指挥部组织建设了七大流域的数字化、智能化水电大流域的三维电子河系统。中国水电工程咨询集团公司开展了中国数字水电基础信息工程建设。2020年，掌握了数字化、智能化水电站R&D的一系列关键技术，建成了大量的空间数据处理和基础、专业数据库系统和基础信息平台。

   

先进的核能发电技术核能发电是中国能源战略的重要选择。核能技术是世界上为数不多的具有核心竞争力的高新技术领域之一。核电全球化作为国家战略部署的趋势已逐渐明确。十三五期间，我国核电技术需要重点关注和完善第三代压水堆核电技术和设备，研发第四代核电技术和模块化小型核反应堆技术。

   

1、第三代大型先进核电技术和设备第三代核电已逐渐成为国内外核电发展的主流，我国压水堆设计、施工、运行管理水平走在世界前列，具有第三代核电机组的独立设计和建设能力，如中国研发具有独立知识产权的华龙一号已获国家批准；CAP1400正在等待国家批准；正在建设的山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程是我国重大核电项目的重要成果之一，为第四代核电技术的发展奠定了基础。2020年，中国将完善大型先进压水堆的各个环节，实现自主化和本地化，不受他人控制。拥有完全自主知识产权的中国核电品牌将进入国际市场，彻底解决核废物安全处置问题。

   

2.第四代核电技术第四代先进核反应堆共确定六种堆型，其中三种是快中子反应堆，钠冷快堆是技术最成熟的，技术先进，具有大规模工业发展的基础。俄罗斯是最早发展快堆的国家之一，也是世界上运行快堆电站最多的国家；法国建造了三个快中子反应堆，是世界上第一个建造和运行过大型商用快堆的国家，处于国际领先水平；中国快堆正处于实验阶段，整体示范应用、运行经验、建设掌握水平低于俄罗斯、美国、法国、日本。到2020年，掌握第四代核电关键技术和先进反应堆的方案设计。

   

3.模块化小型核反应堆技术小型堆具有安全性高、适用性广、占地面积小、建设周期短、投资低等特点。在发电的同时，它可以为工业汽车供应、城市供热和海水淡化提供蒸汽，实现电、热和水联产；也可用于岛屿、海上平台和大型船舶。在发展大型核电机组的同时，世界核能发达国家正在积极开发多用途模块化小型反应堆。美国、俄罗斯、韩国和阿根廷在小型模块化反应堆技术方面处于领先地位，但世界上没有小型模块化反应堆核电站投入商业运营。自20世纪80年代以来，中国一直在研究小型反应堆技术，但一些关键设备的制造与国外仍存在一定差距。2020年，掌握小型模块化反应堆动态运行控制技术，示范应用于北方城市集中供热和沿海海水淡化。

   

系统能效提升技术

   

1、多能源超大系统协同效率和综合能源管理技术能源系统应充分利用信息时代处理大数据的优势，努力最大限度地实现能源系统的协同优化设计，提高能源利用效率。一方面，未来能源系统的分布式和小规模开发利用已成为重要方向；另一方面，消费者也可能是生产者，一般能源服务将成为可能。在城镇、农村和偏远地区的公共设施、公共建筑、住宅等领域，大力发展分布式光伏、水电、太阳能、天然气冷热电力供应、余热余压发电等资源的综合利用，实现多渠道能源供应和多层次能源开发。

   

2.火电厂余热利用和海水淡化一体化优化成本高是制约海水淡化推广应用的瓶颈，热法海水淡化抽汽成本占40%%大约，火力发电的许多低品位余热能和海水淡化能都是互补的。两者的整合是国内外大型海水淡化工程建设的新模式。但存在温度合理匹配问题和对环境变化和机组负荷变化的响应特点，需要进一步优化设计。2020年，掌握海水淡化装置与火力发电机组余热利用耦合设计，开展低温多效蒸馏海水淡化技术基础研究，推广应用低温热源企业低成本生产优质淡水。

   

基础、前瞻性技术研究

   

1.电工新材料电工新材料是电气工程学科发展的基础。电工新材料的电磁特性直接决定了生产各种电气设备的性能和水平。传统电气设备受电工材料电磁参数的限制，限制了其发展。未来新一代电气材料的发展将对电气工程学科的发展产生革命性的影响，对国民经济的发展、科学的进步和国防建设能力的提高具有重要意义。

   

2.无线输电技术无线输电距离越长，输电效率越低，技术难度越大。对于中短距离无线输电技术，基于电磁感应的无线输电技术是目前研究最多、应用最成熟的技术之一；对于长距离无线输电，微波输电已成为解决长距离输电问题的主流技术。长距离无线输电技术在空间电站电力传输、偏远地区重要负荷供电和移动负荷供电方面具有应用前景。未来研究方向重点研究提高各种无线输电效率的技术优化措施，提出技术解决方案和工程方法；测试应用不同应用场合和应用方法下的无线输电原型测试装置或示范系统。

   

3.超导技术超导体的特性在电力方面具有重要的应用价值。十多年来，随着高温超导技术的发展，超导电力技术的研发取得了很大的进步。国际上，超导电缆和超导限流器的示范已经达到输电电压水平。我国高温超导材料制备与国际还有很大差距，主要体现在高温超导带材的电磁性能和单个超导带材的长度上。

   

3、燃煤发电设备和系统设计所应用的技术已达到国内先进水平，机组运行安全经济水平已达到国内先进水平；大型燃气机组技术应用水平已达到国际先进水平，尚未应用于小型分布式燃气发电机；传统太阳能发电技术的应用处于国内先进水平，但太阳能热发电差距较大；目前，水电工程的设计、建设和运行管理已达到国内先进水平，率先实现国内流域调度，取得了巨大的经济效益。风电受风场资源等条件限制，风机容量最大为3.6MW但率先实现风电场区域集中控制。海上风电还有很大差距。与南瑞继保合作开发的《大型燃气机静态变频启动系统》填补了国内空白；与亚行合作的《燃气机组碳捕集技术研究与工程示范》使我们掌握了二氧化碳捕集技术，进入了国内少数掌握该技术的公司；然而，封存技术的研究尚未进行。