发展清洁能源-保障能源安全.doc

发展清洁能源 保证能源安全

节约能源资源、优化能源结构、支撑社会可继续发展是能源科技发展的战略目标。“十五〞期间，能源科技发展立足当前，着眼将来，在洁净煤技术、可再生能源技术、核能技术、氢能与燃料电池等技术取得显著成效。
    洁净煤技术取得重大进展。开发了超超临界、大型循环流化床锅炉燃煤发电和多种可资源化烟气净化技术；建成了煤气化联产系统工程化示范；煤炭液化技术取得重大突破，完成了煤炭间接液化技术中试装置的建造及考核运行实验，建设了6吨/天煤直接液化工艺中试装置，开发出具有自主知识产权的高效催化剂，为神华煤直接液化示范工程提供了技术支持；煤炭气化技术取得重大自主革新成果，建成了1150吨/天新型水煤浆气化炉工业示范装置，同时建成了36吨/天干煤粉加压气化中试装置。
    可再生能源技术迅猛发展。600千瓦、750千瓦风电机组已实现产业化，兆瓦级风电机组实现并网发电，为我国2021年实现风电装机400万千瓦的目标提供了主力机型。实现了可再生能源综合利用与建筑的结合，薄膜太阳电池实现了从无到有的跨越。生物质气化发电、生物乙醇、生物柴油技术取得突破。这为贯彻落实我国《可再生能源法》，推动可再生能源规模化利用提供了技术保证。
    高温气冷堆、快堆等新一代核能系统技术继续进步。我国自主研发的模块化高温气冷堆在国际上独树一帜、高温气冷堆氦气透平发电系统成为世界上第一个将高温堆与气体透平直接循环结合的试验装置。
    能源重大装备自主革新取得可喜进展。通过燃气轮机专项的实施，初步掌握了重型和微型燃气轮机制定、制造、试验关键技术，缩小了我国重型和微型燃气轮机研制与国际先进水平的差距。
    “十五〞期间，能源科技进步为优化能源结构、提升能源利用效率、促进能源供应多样化奠定了坚实的基础。
    一、后续能源技术重大科技成就

    太阳能是21世纪最重要的可再生能源。在过去的10年里，太阳能光伏发电技术飞速发展，太阳能光伏产业在全球迅速发展壮大，每年以30%～40%的速度递增。
    近年来，我国太阳能光伏产业不断发展成为新兴的“朝阳产业〞，2002年太阳电池的年生产能力为10兆瓦，到2004年，建成10个专业生产厂，年生产能力猛增，超过100兆瓦。成长了一批以无锡尚德太阳能电力、保定天威英利新能源公司为龙头的骨干企业，使我国与世界光伏产业的差距缩短了15年。
    我国太阳能资源十分丰富，太阳能电力将为社会的发展提供更多的绿色能源。

    依据估计，2021年我国的风力发电累计装机容量将达到400万千瓦，每千瓦风电装机的投资为8000元/千瓦，发电的成本达到0.4元/千瓦时；2021年将达到2000万千瓦以上，风电的价格可与化石燃料竞争，每千瓦风电装机的投资为6000元/千瓦，发电的成本达到0.3元/千瓦时以下。
　　通过国家“十五〞科技计划的支持，新疆金风科技股份、浙江运达风力发电工程等风电设备制造企业完成了600千瓦和750千瓦风电机组研制以及成果的产业化。

    在国家“十五〞科技计划支持下，中科院广州能源研究所和广州中科华源科技研制开发出合适于我国国情的生物质中小型气化发电系统，采纳循环流化床气化炉和先进的多级气体净化装置，配置多台500kW的单气体燃料内燃机组和余热发电机组，规模从400kW到4000kW。
　　目前，我国还在黑龙江、江苏、广东等省份，以及东南亚泰国、缅甸和老挝等国，共建立中小型生物质气化发电站24座，总装机容量超过22000kW，直接投资1亿多元，每年发电1亿多度，销售收入5000多万元，取得了显著的经济效益和社会效益，标志着我国生物质气化发电技术取得了突破性进展。

    发展生物质液体燃料是优化我国能源结构的重要手段。北京化工大学在国家“十五〞科技计划的支持下，在北京建立了目前国内外最大的，年产200吨的酶法生物柴油中试生产装置。利用植物油及废油等原料生产生物柴油，转化率均可达到95%以上，达到国际先进水平，产品达到0号柴油标准。该技术不但对我国新型柴油能源开发有重要意义，并对减少城市地沟油和煎炸油排量，改善城市环境起到积极作用。
    二、洁净煤技术
    洁净煤技术是指从煤炭开采到利用的全过程中，旨在减少污染物排放与提升利用效率的加工、转化、燃烧及污染控制等新技术。“十五〞期间，洁净煤技术发展战略目标是生产煤基液体燃料，缓解石油资源短缺，大幅度提升燃煤利用效率，大幅度降低燃煤污染物排放，彻底改变煤炭利用高污染，低效率的局面。重点突破洁净煤技术领域具有战略地位的重大关键单元技术，系统集成技术，突破洁净煤技术领域具有战略地位的重大关键技术，优化终端能源结构，保证能源安全，实现洁净煤技术产业化。

    石油供需矛盾特别已成为我国经济发展的瓶颈。煤炭液化是缓解石油供需矛盾的战略措施，发展煤炭液化对产业结构调整，建成新型产业具有重要意义。“十五〞期间中国科学院山西煤炭化学研究所、兖矿集团、神华集团有限责任公司、煤炭科学研究总院等单位分别对煤炭间接液化和直接液化产业化关键技术进行了研发，并取得了重大突破。

    煤气化是洁净煤技术中的共性技术，可广泛地应用于化工、冶金、发电、机械、城市燃气供应等多个方面，该技术的突破对我国煤炭高效、清洁利用具有重大意义。

    提升效率，降低污染是21世纪燃煤发电技术发展的主要方向。洁净煤发电技术在我国能源战略中占有重要地位，全力发展洁净煤发电技术是新型工业化条件下，解决我国能源与环境问题的重要选择。
    “十五〞期间，依托华能玉环2×1000MW超超临界机组的工程建设，在国内首次提出了我国发展超超临界火电机组的技术选型方案，已经在多个超超临界火电厂的制定和建设中得到了实际应用；进行了性能先进、高效、环保的国产化超超临界火电机组的关键技术开发。依托中国华电集团电站工程，完成了我国自主开发的135MWe循环流化床锅炉(CFBB)本体研制、工程实施、热态测试和电站仿真机，以及超临界CFBB的技术研究和方案。
    三、燃气轮机技术重大科技成就
    重型燃气轮机是洁净高效发电的重大动力机械装备，微型燃气轮机是分布式供能系统的核心装备。“十五〞期间，燃气轮机重大专项设立了重型燃气轮机和微型燃气轮机两个研制项目。沈阳黎明航空发动机集团、哈尔滨东安发动机集团等大型国有企业，联合清华大学、中科院工程热物理所、中国燃气涡轮研究院等科研单位，以产学研合作方式，开展联合攻关。 通过重型燃气轮机的研发，初步形成了自主制定和制造重型燃气轮机的能力，带动了材料、先进制造等领域的革新。11万千瓦重型燃气轮机填补了有自主知识产权重型燃气轮机的空白，并具有明确的产业化前景。
    通过100千瓦级微型燃气轮机的研发，培养了独立研发微型燃气轮机及其热电联供系统关键技术和产品的队伍，使我国成为了掌握微型燃气轮机制定制造技术并具有成套能力的国家。
    四、燃料电池
    人们研究开发氢能和燃料电池技术，主要基于对能源的高效、清洁利用的追求。对应于19世纪的煤炭经济，20世纪的石油经济，近年来人们提出了21世纪发展以氢作为能源载体的氢能经济的构想。氢能的使命已被提升到摆脱石油资源的依赖和二氧化碳减排的战略高度。

    目前，上海交通大学已经成功研制出50kW熔融碳酸盐燃料电池示范电站系统，中科院上海硅酸盐研究所研制出400W固体氧化物燃料电池堆及控制系统。
    甲醇燃料电池是以甲醇为燃料的质子交换膜燃料电池，可作为通讯设备和微机电系统的电源使用。 甲醇来源丰富，价格便宜。甲醇燃料电池能量高，结构简单，方便灵活，便于携带与储存。中科院大连化学物理研究所研制成功15W、20W和50W空气自呼吸式微电池系统及200W的电池组。申请2项美国发明专利，14项中国发明专利。

    生物制氢技术研制成功。哈尔滨工业大学研究出具有革新性的有机废水发酵法生物制氢技术。生产性示范工程于2005年8月正式运行，以有机废水为原料制氢，生产能力达到220m3/天；在治理高浓度有机废水的同时，制取清洁能源氢气，是一种集废物综合利用、能源开发于一体的新技术，成本低于电解水制氢，具有较好的社会经济价值。
    在高效储氢方面进行了探究性和革新性研究。北京有色金属研究总院、浙江大学、中科院上海微系统信息技术研究所研制成功两种高容量钛系合金，有效储氢量分别达到2.28wt%和2.32wt%，循环寿命均已超过4200次。研制成功一种高性能镁基复合材料，150℃有效储氢量达到3.36wt%。稀土储氢合金已初步确定中试生产工艺，研制的储氢容器储氢率已达到48kg/m3。建立起储氢容器及其储氢材料的研究平台。