張素心

(上海電氣(集團(tuán))總公司,上海 200002)

低碳經(jīng)濟(jì)對(duì)能源裝備業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

張素心

(上海電氣(集團(tuán))總公司,上海 200002)

低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)風(fēng)向標(biāo)。在探索低碳經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,從煤電能源、核電能源、風(fēng)電能源3個(gè)方面對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)下我國(guó)能源裝備業(yè)發(fā)展中遇到的機(jī)遇與挑戰(zhàn)進(jìn)行深入研究。

低碳經(jīng)濟(jì);能源裝備;發(fā)展

Abstract：Low-carbon economy has become a symbol of economic development.Concerning the problems coming with the structural transformation of energy in our country,we analyze the opportunity and challenge that face the energy equipment industry in the low-carbon economy,ranging from coal,to nuclear and wind energy for low-carbon economy development.

Key words:low-carbon economy;energy equipment;development

2009年,國(guó)務(wù)院通過(guò)的《裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》標(biāo)志著能源裝備業(yè)成為我國(guó)未來(lái)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn),進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)能源裝備制造業(yè)的發(fā)展。我國(guó)能源裝備業(yè)的發(fā)展與我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整有著緊密關(guān)系。目前,我國(guó)已成為碳排放第一大國(guó),由于碳排放的指標(biāo)約束,我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展承受著巨大壓力。未來(lái)30年,我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平將進(jìn)入轉(zhuǎn)型期,經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力弱化,勞動(dòng)力成本上升,經(jīng)濟(jì)發(fā)展的外部約束條件將不斷被強(qiáng)化,其中碳排放的硬約束將成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素。在哥本哈根氣候大會(huì)中,我國(guó)政府承諾:到2020年,非化石能源占一次能源比重達(dá)到15%;單位 GDP的 CO2排放在2005年基礎(chǔ)上下降40%～45%。為適應(yīng)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與能源技術(shù)革命將成為一個(gè)關(guān)鍵因素。

1 低碳經(jīng)濟(jì)——人類社會(huì)的重大進(jìn)步

1.1 低碳經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵

低碳經(jīng)濟(jì)是指溫室氣體排放量盡可能低的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,尤其是CO2這一主要溫室氣體的排放量要得到有效控制[1]。它是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式,或是含碳燃料所排放的CO2顯著降低的經(jīng)濟(jì)。其實(shí)質(zhì)是能源高效利用、清潔利用和低碳或無(wú)碳能源開(kāi)發(fā),是能源技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。

低碳經(jīng)濟(jì)以能效技術(shù)、可再生能源技術(shù)和溫室氣體減排技術(shù)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用為核心,以市場(chǎng)機(jī)制、制度框架和政策措施為先導(dǎo),以減少化石燃料消耗和溫室氣體排放為標(biāo)志,以經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境相互和諧為目標(biāo)的新型發(fā)展模式,是人類社會(huì)繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一次重大進(jìn)步。

1.2 能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵

未來(lái)30年我國(guó)的能源調(diào)整趨勢(shì)主要是:降低煤炭在一次能源總量中的比重;提高動(dòng)力煤在煤炭總消費(fèi)量中的比重;提高電力占一次能源(或終端能源消費(fèi)量)的比重。

我國(guó)正同時(shí)進(jìn)行3次能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換:①以煤代薪的第一次能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換還未完成,農(nóng)村用能商品化程度偏低,全國(guó)有幾億人口正大量使用傳統(tǒng)生物質(zhì)能做飯取暖。②以油氣替代煤炭的第二次能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換也未完成,2006年全球一次能源消費(fèi)中煤炭占28.4%、石油天然氣占59.5%,而我國(guó)分別為70.2%和23.5%[2],煤炭的清潔利用和加工轉(zhuǎn)換將成為未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。③在進(jìn)行礦物能源向可再生能源轉(zhuǎn)換的第三次能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的同時(shí),還要解決大量燃煤排放的 SO2,NOx、顆粒等引起的區(qū)域性污染問(wèn)題。而發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)完成了前兩次能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換,只要解決CO2等引起的溫室效應(yīng)問(wèn)題。

1.3 低碳經(jīng)濟(jì)下我國(guó)能源裝備業(yè)發(fā)展的瓶頸

1.3.1 經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)使得能源消耗量持續(xù)增長(zhǎng) 1952年,我國(guó)能源消費(fèi)總量?jī)H為47 Mt標(biāo)準(zhǔn)煤,1978年達(dá)到 571 Mt標(biāo)準(zhǔn)煤,2008年達(dá)到2.85 Gt標(biāo)準(zhǔn)煤。1952—2008年我國(guó)能源消費(fèi)量年均增長(zhǎng)了7.6%[3]。同時(shí),我國(guó)的人均能源消費(fèi)量也在不斷上升,1953年人均能源消費(fèi)量為0.09 t標(biāo)準(zhǔn)煤,1978年上升至0.59 t標(biāo)準(zhǔn)煤,到2008年人均能源消費(fèi)量已經(jīng)達(dá)到了2.14 t標(biāo)準(zhǔn)煤[4]。

1.3.2 資源約束明顯,能源供需矛盾突出 我國(guó)資源約束主要表現(xiàn)在2個(gè)方面:①能源資源賦存分布不均衡,資源主要賦存在中、西部地區(qū)和東部海域,開(kāi)采、運(yùn)輸難度較大,而能源消費(fèi)地區(qū)主要集中在東南沿海等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。②優(yōu)質(zhì)能源資源相對(duì)不足,能源的供應(yīng)能力難以提高。

1.3.3 能源技術(shù)裝備水平較低,管理水平相對(duì)落后,能源利用率不高 我國(guó)能源利用效率甚至低于印度,處于相當(dāng)落后的水平。我國(guó)電力、鋼鐵、石化、輕紡織、化工、有色金屬等8個(gè)行業(yè)主要產(chǎn)品平均能耗是國(guó)際先進(jìn)水平的140%;鋼、水泥、紙和紙板的單位產(chǎn)品綜合能耗分別是國(guó)際先進(jìn)水平的121%、145%、220%;機(jī)動(dòng)車(chē)油耗水平比歐洲高25%以上,是日本的120%。總體上,目前我國(guó)能源利用效率約為30%,比發(fā)達(dá)國(guó)家低了近10%[5]。

1.3.4 能源消費(fèi)以煤為主,環(huán)境壓力加大 1953—2005年,我國(guó)煤炭消費(fèi)在總能源消費(fèi)中的平均比重為78.3%;2001—2007年煤炭消費(fèi)量平均比重為69.1%;2008年,煤炭在能源消費(fèi)總量中所占比重為68.7%。我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如表1所示[6]。因此,我國(guó)面臨著CO2排放量不斷增加的壓力,雖然碳排放量的歷史積累、人均排放等都較少,但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,絕對(duì)碳排放量在逐年增多。

表1 我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)Tab.1 Primary energy consumption structure of China

在未來(lái)數(shù)十年,中國(guó)要保持經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng),并加快城市化步伐,就必須確保自己擁有充足和安全的能源,還要努力減輕這種增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境造成的影響。

低碳經(jīng)濟(jì)是能源消費(fèi)方式、經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式和人類生活方式的一次全新變革。低碳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈包括能源供應(yīng)、能源存儲(chǔ)和運(yùn)輸、能源消費(fèi)3個(gè)方面,主要體現(xiàn)為可再生能源的技術(shù)進(jìn)步、輸送方式的革命、消費(fèi)領(lǐng)域的節(jié)能化。其技術(shù)發(fā)展方向包括減排技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、增效技術(shù)和低碳技術(shù)。

2 低碳經(jīng)濟(jì)下的煤炭能源裝備業(yè)發(fā)展

2.1 我國(guó)燃煤發(fā)電概況

2007年我國(guó)煤炭總消費(fèi)為2.7 Gt,其中發(fā)電用煤1.6 Gt;發(fā)電總裝機(jī)容量為900 GW,其中煤電占77%,約700 GW。預(yù)計(jì)2020年我國(guó)煤炭總產(chǎn)量3.5 Gt,約2.1 Gt用于發(fā)電;發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)1.34 TW,其中煤電約0.9 TW。

我國(guó)火力發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)供電煤耗已由2005年的370 g下降到2008年的349 g;超超臨界供電煤耗為297 g/kW·h,到2015年全國(guó)有50%機(jī)組將采用超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù),每年可節(jié)煤80 Mt,CO2減排300 Mt;2020年700℃超超臨界火力發(fā)電示范機(jī)組單機(jī)發(fā)電煤耗將降低至265 g/kW·h,可進(jìn)一步節(jié)煤及降低污染物排放[7-8]。

2.2 煤炭能源裝備技術(shù)的發(fā)展

2.2.1 超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù) 該技術(shù)是一種先進(jìn)、高效的發(fā)電技術(shù),比超臨界機(jī)組的熱效率高出約4%,與常規(guī)燃煤發(fā)電機(jī)組相比優(yōu)勢(shì)就更加明顯。

我國(guó)“十一五”規(guī)劃綱要提出[9],要以大型高效環(huán)保機(jī)組為重點(diǎn)優(yōu)化發(fā)展火電,建設(shè)大型超超臨界電站和大型空冷電站?！熬V要”還將超超臨界火電機(jī)組列為裝備制造業(yè)振興的重點(diǎn)之一。而《國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃》將能源列為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域,并在“煤的清潔高效開(kāi)發(fā)利用、液化及多聯(lián)產(chǎn)”專題中明確提出了高參數(shù)超超臨界機(jī)組等技術(shù)。

超超臨界燃煤發(fā)電裝備發(fā)展有5個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域:①汽輪機(jī)閥門(mén)汽缸轉(zhuǎn)子鑄鍛件大型化及性能(大于3×104h)試驗(yàn),奧氏體和鎳基合金材料鍋爐管的冶煉制造工藝、性能試驗(yàn)及應(yīng)用技術(shù)研究;②鍋爐水冷壁設(shè)計(jì)研究、過(guò)熱器和再熱器材料的設(shè)計(jì)和選擇;③焊接轉(zhuǎn)子-奧氏體及Ni合金;④二次再熱循環(huán)-發(fā)揮壓力的效益;⑤一次再熱高超超壓力汽缸,二次再熱VHP及中壓缸設(shè)計(jì)。

超超臨界燃燒發(fā)電技術(shù)有如下優(yōu)勢(shì)[10]:①在效率上,超超臨界發(fā)電技術(shù)和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電的效率均能超過(guò)43%;②在容量上,超超臨界機(jī)組的單機(jī)容量可達(dá)到或超過(guò)1 GW,與其他潔凈煤發(fā)電技術(shù)相比,可大大降低機(jī)組的單位造價(jià),同時(shí)滿足電力工業(yè)對(duì)大容量機(jī)組的要求;③在環(huán)保性能上,超超臨界發(fā)電技術(shù)通過(guò)達(dá)到更高的發(fā)電效率、采用高效煙氣脫硫、低NOx(包括煙氣脫硝)和除塵技術(shù)降低污染物排放量,其環(huán)保性能優(yōu)于外循環(huán)流化床(CFBC)及增壓流化床燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(PFBC-CC)的水平;④在可靠性方面,超超臨界機(jī)組的可靠性水平最高,而IGCC與PFBC-CC的可靠性較低,CFBC居中;⑤在技術(shù)成熟度方面,超超臨界發(fā)電技術(shù)最為成熟,已達(dá)到大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的程度,CFBC基本成熟,PFBC-CC還尚待成熟,IGCC已接近商業(yè)化水平;⑥在技術(shù)繼承性上,與其他潔凈煤發(fā)電技術(shù)相比,超超臨界發(fā)電技術(shù)最具有技術(shù)繼承性,在設(shè)備的設(shè)計(jì)和加工制造方面可很好地利用我國(guó)現(xiàn)有的資源和基礎(chǔ)。

2.2.2 IGCC IGCC系統(tǒng)是將煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)。它由煤的氣化與凈化、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電2大部分組成。

IGCC具有如下優(yōu)勢(shì)[11]:①高效,發(fā)電凈效率可達(dá)43%～45%,較亞臨界機(jī)組高出5%～7%,與百萬(wàn)超超臨界機(jī)組相當(dāng),若采用 H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī),效率有望達(dá)到48%～52%;②清潔,是21世紀(jì)最潔凈的煤電技術(shù),燃料適應(yīng)性廣,可清潔利用高硫煤;③節(jié)水,為同容量常規(guī)燃煤機(jī)組的1/2～2/3;④市場(chǎng)適應(yīng)能力較強(qiáng),受燃料價(jià)格波動(dòng)的影響較小;⑤技術(shù)的繼承性強(qiáng),天然氣聯(lián)合循環(huán)改造,多聯(lián)產(chǎn)。但是IGCC也存在著成本偏高、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)、技術(shù)復(fù)雜、需要積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)成本高等不足。

2.2.3 電氣燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組是繼柴油發(fā)電機(jī)組后研發(fā)的發(fā)電設(shè)備,它采用燃?xì)廨啓C(jī)作為原動(dòng)力帶動(dòng)交流發(fā)電機(jī)工作。國(guó)外應(yīng)用較為普遍,近年來(lái)由于技術(shù)研發(fā),我國(guó)也有了很大應(yīng)用。目前,我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)行集中領(lǐng)導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作,主要培育3大能力:市場(chǎng)訂單獲得與運(yùn)作能力;關(guān)鍵部件的核心制造能力;自主化設(shè)計(jì)與二次開(kāi)發(fā)能力。

3 低碳經(jīng)濟(jì)下核電能源裝備業(yè)的發(fā)展

3.1 全球核電發(fā)展概況

1954年人類首次利用核能發(fā)電至今,全球核能裝機(jī)與效率、技術(shù)與安全以及公眾對(duì)核電的認(rèn)識(shí)和態(tài)度,都發(fā)生著巨大的變化。2007年底,全球共有439個(gè)核電機(jī)組在31個(gè)國(guó)家或地區(qū)運(yùn)行,核電總裝機(jī)達(dá)375 GW,約占電力總裝機(jī)的9.6%;全球核發(fā)電量從1965年的25.7 TW·h,上升到2007年的2.75 PW·h;按地區(qū)分,核發(fā)電量分別為歐洲44.3%、北美34.7%、亞太地區(qū)19.9%;按國(guó)家劃分,美國(guó)、法國(guó)、日本3國(guó)占全球核發(fā)電量的57%。

當(dāng)然,1979年美國(guó)三哩島核電站事故及1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故后,由于人們對(duì)核電事故、放射性廢料及核擴(kuò)散的擔(dān)心,全球核電發(fā)展受到巨大影響[12]。

3.2 我國(guó)核電裝備技術(shù)的發(fā)展

我國(guó)核電裝備技術(shù)的發(fā)展主要有3種途徑[13]。

3.2.1 統(tǒng)一技術(shù)路線,兩步妥善銜接 ①在第3代核電技術(shù)項(xiàng)目批量建設(shè)前,持續(xù)推進(jìn)成熟技術(shù)的核電機(jī)組,集中建設(shè)一批基于M310技術(shù)的第2代改進(jìn)型核電機(jī)組;②第3代技術(shù)批量化建設(shè)將在2013—2014年間,即第一臺(tái)AP1000滿功率運(yùn)行后。

3.2.2 均衡推進(jìn)實(shí)施 表2為2009年底我國(guó)已建、在建及后續(xù)建設(shè)核電站統(tǒng)計(jì)。為在未來(lái)集中建設(shè)廠址,2008—2012年間,每年開(kāi)工2個(gè)第2代項(xiàng)目4臺(tái)機(jī)組;2013—2020年,每年開(kāi)工建設(shè)3個(gè)項(xiàng)目4～6臺(tái)機(jī)組;合計(jì)2020年運(yùn)行和在建規(guī)模可達(dá)100 GW。

表2 2009年底我國(guó)已建、在建及后續(xù)建設(shè)核電站統(tǒng)計(jì)Tab.2 Statistics of nuclear power plants,including those in operation by the end of 2009,and those under construction and to be built

3.2.3 批量建設(shè)第2代加項(xiàng)目 這些項(xiàng)目基本分布于沿海地區(qū),集中4個(gè)廠址,同一廠址采用同一堆型,內(nèi)陸核電項(xiàng)目將全部選擇第3代核電技術(shù),且在2013年后開(kāi)工;2020年前將限制控股企業(yè),統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展,僅限于3家;2020年后根據(jù)核電行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r適當(dāng)調(diào)整控股企業(yè)數(shù)量。

核電能源的碳排放接近于零,是目前相對(duì)于火電替代性最好的清潔能源之一。2020年我國(guó)核電裝機(jī)容量為75 GW。據(jù)預(yù)測(cè),2010—2020年國(guó)內(nèi)核電設(shè)備企業(yè)的市場(chǎng)總?cè)萘繛?9～3 500億元。平均每年的市場(chǎng)規(guī)模為350億元,其中核島為160億元,常規(guī)島為110億元。我國(guó)核電項(xiàng)目綜合國(guó)產(chǎn)化率有望超過(guò)80%,但大型鑄鍛件、主泵、核級(jí)泵閥等依然需要進(jìn)口。

4 低碳經(jīng)濟(jì)下的風(fēng)電能源裝備業(yè)的發(fā)展

4.1 風(fēng)電能源發(fā)展概況

歐洲將風(fēng)電的發(fā)展作為實(shí)現(xiàn)減排CO2等溫室氣體承諾的主要措施,開(kāi)發(fā)風(fēng)電的動(dòng)力主要來(lái)自于改善環(huán)境的壓力。丹麥、德國(guó)和西班牙等都制定了比較高的風(fēng)電收購(gòu)電價(jià),使風(fēng)電保持了穩(wěn)定的高速增長(zhǎng),1996年以來(lái)年增長(zhǎng)率超過(guò)30%,使風(fēng)電成為發(fā)展最快的清潔電源。

2008年歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)提出:2020年歐洲風(fēng)力發(fā)電的目標(biāo)是達(dá)到230 GW,其中海上風(fēng)機(jī)為40 GW,占?xì)W洲可再生能源發(fā)電的34%;2030年的目標(biāo)為300 GW。據(jù)世界風(fēng)能協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2010年全世界風(fēng)電裝機(jī)170 GW。目前,在國(guó)際石油價(jià)格不斷上漲的形勢(shì)下,許多發(fā)展中國(guó)家,如古巴等將開(kāi)發(fā)風(fēng)電作為能源政策的重要部分。

近海風(fēng)電技術(shù)逐步發(fā)展,海岸線附近更適合大規(guī)模開(kāi)發(fā)風(fēng)電。2006年世界近海風(fēng)電總裝機(jī)達(dá)到877 MW,其中丹麥400 MW、英國(guó)300 MW、荷蘭127 MW、愛(ài)爾蘭25 MW,2008年以來(lái)德國(guó)也進(jìn)行了大規(guī)模開(kāi)發(fā)。隨著近海風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè),需要單機(jī)容量更大的機(jī)組[14]。

2009年全球新增風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)38 GW,比2008年凈增11 GW;累計(jì)裝機(jī)容量158 GW,同比增長(zhǎng)了31%。預(yù)計(jì)到2010年,全球累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)200 GW,2020年,將達(dá)到600 GW;2010年我國(guó)累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)40 GW,2020年達(dá)到150 GW。

2008年我國(guó)風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)占全球的23%,2009年占到38%。據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè),2010年和2011年將新增風(fēng)電整機(jī)裝機(jī)容量13GW和14 GW。目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電整機(jī)廠家70多家、葉片廠家50多家、塔架生產(chǎn)企業(yè)近100家。我國(guó)風(fēng)電的發(fā)展將增速超緩,面臨結(jié)構(gòu)調(diào)整。

4.2 風(fēng)電設(shè)備技術(shù)的發(fā)展

4.2.1 我國(guó)風(fēng)電設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)[15]①風(fēng)電設(shè)備產(chǎn)能過(guò)剩,價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈,企業(yè)利潤(rùn)率維持下降趨勢(shì);②對(duì)于關(guān)鍵零部件與直驅(qū)技術(shù),其主軸軸承、控制系統(tǒng)仍是技術(shù)瓶頸,直驅(qū)技術(shù)發(fā)展?jié)撃芫薮?③由于海上風(fēng)能儲(chǔ)量巨大,未來(lái)海上風(fēng)機(jī)發(fā)展勢(shì)頭迅猛;④2015年海外風(fēng)電市場(chǎng)將達(dá)到40 GW的規(guī)模;⑤并網(wǎng)技術(shù)與電網(wǎng)規(guī)劃滯后,有近1/3的風(fēng)機(jī)閑置。

4.2.2 風(fēng)電技術(shù)發(fā)展瓶頸 風(fēng)力發(fā)電是一種波動(dòng)性的、間隙性的電源,大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行后,會(huì)對(duì)局部電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性造成一定影響。自20世紀(jì)90年代以來(lái),風(fēng)電場(chǎng)合理布置、并網(wǎng)技術(shù)、風(fēng)電功率預(yù)測(cè)、風(fēng)電場(chǎng)控制和風(fēng)電設(shè)備性能評(píng)估等問(wèn)題一直是人們研究的熱點(diǎn)。世界各國(guó)也已形成共識(shí),即風(fēng)能發(fā)電的電量比例不能超過(guò)總發(fā)電量的5%,在眾多發(fā)展風(fēng)能的國(guó)家中,只有丹麥風(fēng)力發(fā)電總量超過(guò)20%。

4.2.3 風(fēng)力發(fā)電成本 風(fēng)電設(shè)備的制造呈規(guī)模化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化趨勢(shì)發(fā)展,未來(lái)風(fēng)電成本將呈下降趨勢(shì),且下降速度將快于其他可再生能源。歐洲風(fēng)電成本已由1982年的13歐分/kW·h,下降為2007年的4歐分/kW·h,25年間下降了約2.25倍;預(yù)計(jì)2010年下降至3歐分/kW·h,2020年為2.34歐分/kW·h;我國(guó)風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)平均為0.53元/kW·h,而火電平均為0.387元/kW·h,在過(guò)去的5年內(nèi),風(fēng)力發(fā)電成本下降了約20%[16]。根據(jù)麥肯錫《丹麥節(jié)能減排技術(shù)在華應(yīng)用前景分析》預(yù)測(cè),至2020年,我國(guó)風(fēng)力發(fā)電成本將有可能與煤電相抗衡。

5 展 望

5.1 智能電網(wǎng)是新一代電力系統(tǒng)

智能電網(wǎng)是新一代的電力系統(tǒng),它綜合運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)進(jìn)行更新改造,全面提升電力系統(tǒng)的“清潔、安全、自愈、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、互動(dòng)”水平,使之成為具有“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、服務(wù)創(chuàng)新型、運(yùn)營(yíng)智能化”特征的新一代電力系統(tǒng)。

智能電網(wǎng)的4大戰(zhàn)略任務(wù):①實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大容量輸電,降低線損;②提高供電可靠性,降低斷電、系統(tǒng)崩潰風(fēng)險(xiǎn);③大規(guī)模清潔、可再生、儲(chǔ)能、分布式能源的接入與調(diào)控;④用戶終端的更加靈活、便利、節(jié)能和環(huán)保。

未來(lái)智能電網(wǎng)投資的6大領(lǐng)域包括:①發(fā)電領(lǐng)域——風(fēng)電、光伏并網(wǎng)以及儲(chǔ)能項(xiàng)目;②輸電領(lǐng)域——安全監(jiān)控;③變電領(lǐng)域——智能化變電站;④配電領(lǐng)域——儲(chǔ)能技術(shù)、電動(dòng)汽車(chē)充電和配電自動(dòng)化;⑤用電領(lǐng)域——智能電表和用電信息采集系統(tǒng);⑥調(diào)度領(lǐng)域——一體化智能調(diào)度體系。

未來(lái)智能電網(wǎng)的發(fā)展空間包括:①電力輸送領(lǐng)域;②電網(wǎng)控制自動(dòng)化領(lǐng)域;③新能源接入及電力電子應(yīng)用領(lǐng)域;④智能終端電器領(lǐng)域。

5.2 碳捕獲與埋存技術(shù)

碳捕獲與埋存技術(shù)(CCS)可應(yīng)用于發(fā)電站、石油及天然氣生產(chǎn)過(guò)程的脫碳工藝中。但在該技術(shù)被廣泛應(yīng)用前必須解決2個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題,即必須達(dá)到合理的商業(yè)成本、獲得公眾的認(rèn)可。

CCS主要由3個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成:①CO2的捕獲,指將CO2從化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中分離出來(lái),并將其壓縮至一定壓力;②CO2的運(yùn)輸,指將分離并壓縮后的CO2通過(guò)管道或運(yùn)輸工具運(yùn)至存儲(chǔ)地;③CO2的存儲(chǔ),指將運(yùn)抵存儲(chǔ)地的CO2注入到如地下鹽水層、廢棄油氣田、煤礦等地質(zhì)結(jié)構(gòu)層、深海海底、海洋水柱或海床以下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中。

由于大量分散型的CO2排放源難以實(shí)現(xiàn)對(duì)碳的收集,故碳捕獲的主要目標(biāo)是如化石燃料電廠、鋼鐵廠、水泥廠、煉油廠和合成氨廠等CO2的集中排放源。其中,針對(duì)電廠排放的CO2的捕獲分離系統(tǒng)主要有3類:燃燒后系統(tǒng)、富氧燃燒系統(tǒng)、燃燒前系統(tǒng)。

5.3 沒(méi)有創(chuàng)新就沒(méi)有未來(lái)

未來(lái)20年對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)和能源技術(shù)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)已經(jīng)刻不容緩;我國(guó)電力項(xiàng)目建設(shè)的周期在4年左右,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的典型周期在9年左右。二者中間存在著一個(gè)1～3年的滯后期。我國(guó)發(fā)電設(shè)備制造業(yè)的明天將如何?其中非常重要的一點(diǎn)就是:沒(méi)有創(chuàng)新就沒(méi)有未來(lái)。

本文根據(jù)上海電氣(集團(tuán))總公司副總裁張素心的演講報(bào)告整理而成,未經(jīng)本人審閱。感謝上海電機(jī)學(xué)院商學(xué)院徐旭老師的整理。

[1]全球低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入重要分水嶺[EB/OL].(2009-12-01).http://www.zgqxb.com.cn/xwbb/200912/t20091201_2570.htm.

[2]田書(shū)華.煤炭行業(yè)研究報(bào)告[EB/OL].(2010-05-14)[2010-05-25].http://wenku.baidu.com/view/0d4a8d1ffc4ffe473368ab24.html.

[3]1949—2009見(jiàn)證 ·中國(guó)能源 60年[EB/OL].(2009-09-29)[2010-05-25].http://www.365jn.cn/HTML/28/200909/4044.htm.

[4]中國(guó)科學(xué)院廣州分院,廣東省科學(xué)院辦公室.陳勇在“嶺南大講壇”上縱論“公眾如何應(yīng)對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來(lái)臨”[EB/OL].(2009-12-30)[2010-05-25].http://www.gzb.cas.cn/lyxx/200912/t20091230_2720098.html.

[5]中國(guó)科學(xué)院課持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組.2006中國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告[M].北京:科學(xué)出版社,2006.

[6]中國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)占能源消費(fèi)總量的比重[N].第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào),2008-04-09(B2).

[7]國(guó)土資源部.全國(guó)礦產(chǎn)資源規(guī)劃(2008—2015年)[EB/OL].(2009-01-07)[2010-05-25].http://www.mlr.gov.cn/xwdt/zytz/200901/t20090107_113776.htm.

[8]2009—2012年中國(guó)火力發(fā)電行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告[R].[S.l.]:中國(guó)報(bào)告咨詢網(wǎng),2009.

[9]中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要[EB/OL].(2006-03-16)[2010-05-25].http://www.gov.cn/ztzl/2006-03/16/content_228841.htm.

[10]李振中,吳少華,黃其勵(lì).超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組的技術(shù)選擇與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[C]//中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.海南:中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì),2004:14-18.

[11]趙 潔,趙 敏,謝秋野.國(guó)內(nèi)外整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)發(fā)展概況及我國(guó)建設(shè)條件分析[C]//2006中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集.鄭州:中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì),2006:625-630.

[12]汪永平,趙守峰,蔣林立.關(guān)于我國(guó)核電發(fā)展戰(zhàn)略若干問(wèn)題的認(rèn)識(shí)[J].中國(guó)核電,2008(1):32-39.

[13]陳瑋英.中國(guó)核電發(fā)展須夯實(shí)根基[N].中國(guó)企業(yè)報(bào),2008-09-03(5).

[14]施鵬飛.中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及建議[EB/OL].(2008-09-12)[2010-05-25].http://www.docin.com/p-53217190.html.

[15]風(fēng)電設(shè)備制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[EB/OL].(2009-05-19)[2010-05-25].http://www.ic98.com/info/wujin/175/2009519/42542.html.

[16]新能源的明天有多美?[EB/OL].(2008-08-25)[2010-05-25].http://www.wefweb.com/news/2008824/1006034155_2.shtml.

Opportunity and Challenge for Energy Equipment Industry in Low-carbon Economy

Z HA N G S uxin
(Shanghai Electric Group,Shanghai 200002,China)

F 407.2

A

2095-0020(2010)04-0187-06

2010-06-04

張素心(1964-),男,教授級(jí)高級(jí)工程師,專業(yè)方向?yàn)榘l(fā)電設(shè)備制造和能源戰(zhàn)略研究,E-mail:Zhangsx@shanghai-electric.com