中國力推700度超超臨界火電 主要市場是金磚五國

近日，國家能源局局長劉鐵男督促有關(guan) 各方“盡快實現700攝氏度超超臨(lin) 界發電技術產(chan) 業(ye) 化”。

在成為(wei) 全球600攝氏度超超臨(lin) 界燃煤發電機組運用最多的國家之後，中國開始向700攝氏度超超臨(lin) 界燃煤發電技術發起挑戰。與(yu) 600度技術采用消化吸收的方式不同，700度技術中國將自主研發。

6月24日，國家能源局在北京召開國家700攝氏度超超臨(lin) 界燃煤發電技術創新聯盟第一次理事會(hui) 和技術委員會(hui) 會(hui) 議，國家發改委副主任、國家能源局局長劉鐵男在會(hui) 上稱，“有關(guan) 各方要高度重視，將這項工作上升到關(guan) 係國家能源安全的層麵予以落實”，並“盡快實現700攝氏度超超臨(lin) 界發電技術產(chan) 業(ye) 化”。

在發電領域，更高的蒸汽溫度意味著更大的壓力，可以相應產(chan) 生更高的熱效率值，從(cong) 而使發電煤耗降到更低。不過這對發電機組所用材料也是更大的挑戰。

可查資料顯示，從(cong) 1998年開始，歐洲就開始了700攝氏度的研發工作，如今十三年過去了，依舊未能實現首台700攝氏度超超臨(lin) 界火電機組的並網發電。美國和日本也有相類似的計劃，不過也都遇到了技術瓶頸問題。

業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家稱，與(yu) 600攝氏度相比，700攝氏度在發電裝備的布局上差別不大。真正的考驗是材料，需要耐受更高溫度、更大壓力，而材料科學正是中國工業(ye) 的短板。

能源局牽頭多方攻關(guan)

參加能源局前述會(hui) 議的有中國電力[1.96 2.08%]工程顧問集團公司，以及相關(guan) 的發電集團、設備製造企業(ye) 等單位的代表。

劉鐵男在前述會(hui) 議上強調，在突破700攝氏度技術難關(guan) 時，“要通過政府引導、政策支持、市場導向、企業(ye) 為(wei) 主的方式開展產(chan) 業(ye) 化科技攻關(guan) ”，“要通過700攝氏度發電技術的研發和示範，提高我國關(guan) 鍵能源技術和裝備的自主化水平。”

這一思路得到了與(yu) 會(hui) 的一家設備製造商相關(guan) 負責人的證實。該人士稱，其所參與(yu) 的一個(ge) 與(yu) 700攝氏度超超臨(lin) 界相關(guan) 的項目就是典型的三方協同，包括了國內(nei) 某主流發電設備製造商，五大發電集團中的一家，以及中國電力工程顧問集團公司的地方設計院。

國家能源局提供的稿件稱，“中國啟動700攝氏度超超臨(lin) 界發電技術研發計劃有很好的產(chan) 業(ye) 基礎和廣闊的市場優(you) 勢。”這點也得到了眾(zhong) 多分析師的認同。

瑞銀證券董事、中國電氣設備分析師戴駿稱，中國在600攝氏度超超臨(lin) 界上的技術已經非常成熟，不過用的主要是西門子的技術。“中國700度的研發實際上還是可能像高鐵一樣，是在消化吸收引進技術，在600度的基礎上再進行改良、提高。”

國外一家谘詢機構的能源電力部門谘詢經理表示，中國現在啟動700攝氏度技術研發是非常合適的，因為(wei) 中國的600攝氏度超超臨(lin) 界火電機組是全球最多的，中國的超超臨(lin) 界機組運行經驗也是全世界最豐(feng) 富的，中國是最應該啟動該技術研發的國家。

不過，一位資深電力專(zhuan) 家稱，700攝氏度超超臨(lin) 界的關(guan) 鍵材料，目前主流的是超級鎳基合金，從(cong) 1998年開始，歐洲對於(yu) 這種超級鎳基合金便已進行了超過10萬(wan) 小時的仿真實驗，而中國才剛剛起步，因此從(cong) 時間上看是任重道遠。

中國一次能源的構成中煤炭占了近90%，在整個(ge) 中國的電力結構中，火電占到了絕對多數。

根據中電聯2011年公布的數據，截至2010年底，中國的火電裝機比例高達73.4%，而西方國家的比例大多在20%左右。

主要市場是金磚五國

隨著以中國、印度為(wei) 代表的發展中國家的崛起，全球燃煤機組的主要市場已從(cong) 發達國家轉移到了發展中國家。而中國正是全球第一大燃煤火電市場，無論是西門子、阿爾斯通還是通用，都將其燃煤發電首要市場轉移到了中國，並紛紛在中國成立相應的合資企業(ye) 。

戴駿解釋，“發達國家不像國內(nei) 這麽(me) 無可奈何，不得不用燃煤機組。發達國家可以用燃氣機組、核電機組、風電機組替代，有眾(zhong) 多的選擇。在此基礎上，它們(men) 是不太願意采用燃煤這種汙染問題比較突出的發電模式作為(wei) 能源的主體(ti) 。”

中國燃煤火電在超臨(lin) 界以及超超臨(lin) 界領域上，起步時間比西方國家都晚，不過在消化吸收了國外的先進技術之後，中國已經成為(wei) 了全球最大的燃煤火電機組製造國。去年，上海電氣[6.88 0.29% 股吧]更是與(yu) 印度信誠電力公司簽署供貨合同，將向其提供36台660MW超臨(lin) 界火電機組，合同金額82.9億(yi) 美元，為(wei) 印度史上最大的進口合同。

“700度超超臨(lin) 界技術突破後，最主要的市場將是金磚五國。當然，中國是最大的需求方，其需求可能超過其他金磚四國的總需求量。”戴駿分析，“上升到700度，火電機組的單機容量都會(hui) 比較大，很多發展中的小國家不需要，因為(wei) 單機上1000兆瓦的話，有些小國家全國可能隻要幾台就足夠了，需求較少。”

戴駿認為(wei) 走獨立自主研發的意義(yi) 在於(yu) ，“可以獲得出口上的自由度。這有點像之前的高鐵領域。在獲得了獨立自主的技術之後，出口就很方便了。”

據戴駿介紹，比如像上海電氣向海外市場出口600兆瓦的超臨(lin) 界機組，必須得到西門子的許可。

材料是主要難關(guan)

據一位資深電力專(zhuan) 家介紹，700攝氏度在國際上已經研究十幾年了，該項目在美國被稱之為(wei) 美國能源部計劃。在歐盟被稱為(wei) 熱力700計劃。歐洲從(cong) 1998年開始啟動研究。這一研究主要集中在材料領域。從(cong) 係統布局上來看，700度與(yu) 600度相比變化是不大的。

上述專(zhuan) 家稱，“700度需要采用超級鎳基合金。這種材料不能稱為(wei) 合金鋼，因為(wei) 其中的主要成分不是鐵，而是鎳。在該技術條件下，溫度是對材料最大的考驗。比如說合金鋼，在高溫狀態下，其強度將大幅下降，溫度繼續上升甚至會(hui) 崩潰。此外，隨著時間的推移，在高溫高壓下，材料還會(hui) 出現蠕變，變形越來越厲害，直至失效。”

據一位熟知發電設備領域的相關(guan) 人士稱，國外某一流電力設備製造商曾經嚐試過用超級鎳基合金造了兩(liang) 個(ge) 缸，但是報廢了，這說明其也未能掌握這種材料的屬性。另外焊接也是考驗。“歐洲本來計劃2011年在德國開始建設一個(ge) 55萬(wan) 千瓦采用700度超超臨(lin) 界發電技術的電廠，但是去年宣布因為(wei) 材料和造價(jia) 問題無法解決(jue) ，不得不推遲3年。”

一位不願具名的電力從(cong) 業(ye) 人員稱，目前700度超級鎳基合金的大口徑、厚管壁的製造和焊接工藝不過關(guan) 。另外，價(jia) 格奇貴，每噸單價(jia) 是600度超超臨(lin) 界合金材料的9倍。

前述不願具名的電力從(cong) 業(ye) 人員稱，鎳是稀有金屬，一個(ge) 百萬(wan) 千瓦級別的發電機組在使用特殊合金上得需要成百上千噸，如果大規模工業(ye) 化生產(chan) ，這可能會(hui) 形成資源瓶頸問題。

中投顧問冶金行業(ye) 研究員安海軒指出，目前中國並不具備對於(yu) 即將研發的700度超超臨(lin) 界火電機組所需用到的超級鎳基合金的製造能力，還處於(yu) 探索研發階段。

據一位冶金業(ye) 人士稱，“中國的冶金行業(ye) 非常不值得驕傲。”僅(jin) 以圓珠筆為(wei) 例，科技部部長萬(wan) 鋼在今年兩(liang) 會(hui) 結束時曾表示，中國每年生產(chan) 380億(yi) 支圓珠筆，是全球第一大圓珠筆生產(chan) 大國，但中國的“筆尖珠芯近90%來自進口。”

一個(ge) 號稱能夠生產(chan) 龍芯的國家，為(wei) 了一個(ge) 圓珠筆芯，居然得讓科技部啟動“製筆行業(ye) 關(guan) 鍵材料及製備技術研發與(yu) 產(chan) 業(ye) 化”國家科技支撐計劃重點項目。

安海軒指出，中國冶金產(chan) 業(ye) 經曆了長期的粗放式發展與(yu) 擴張，積累下來的產(chan) 業(ye) 發展弊病比較多。資源優(you) 勢[2626.87 0.36%]以及低廉的環保成本優(you) 勢，導致的後果是，該產(chan) 業(ye) 在發展過程中形成的落後產(chan) 能較大，初級產(chan) 品較多。“雖然中國在超超臨(lin) 界機組取得了舉(ju) 世矚目的發展，但關(guan) 鍵零部件和原材料主要依靠進口，對新型耐高溫材料的加工工藝性能和應用性能還沒完全掌握，600度等級新型耐熱鋼尚未實現國產(chan) 化，主要還處於(yu) 研發試驗階段。”

上述國外谘詢機構的能源電力部門谘詢經理稱，“別說管道材料了，就連變壓器裏麵好點的矽鋼片中國都要進口。”一位電力人士也向早報記者表示，這次能源局開會(hui) 去的都是電力界的，思路是倒置的。

據業(ye) 內(nei) 人士稱，別說700度的材料，就連600度的管道材料，中國目前都得全部進口。一位核電人士也向早報記者表示，雖然中國的核電自主化程度很高，但是在關(guan) 鍵部件的材料方麵也依舊是短板，“比如國內(nei) 生產(chan) 的燃料棒包殼質量與(yu) 國外相比，有一定的差距。”

戴駿分析，以國內(nei) 目前的技術水平，未來的700度超超臨(lin) 界技術所用的關(guan) 鍵材料可能依舊需要進口，“不過核心材料無法掌握倒不是特別大的問題。比如波音飛機也是這樣的，很多的關(guan) 鍵零部件都不是美國人生產(chan) 的。波音的知識產(chan) 權大部分集中在總設計和組裝方麵。”

這或許意味著，中國的700攝氏度超超臨(lin) 界燃煤技術可能會(hui) 走中國特色的高鐵道路——雖然不少設備、材料需要進口，但這依舊是擁有自主知識產(chan) 權的產(chan) 品。

名詞解釋

什麽(me) 是臨(lin) 界

燃煤發電機組運行過程中，鍋爐內(nei) 工質都是水，水的臨(lin) 界點壓力為(wei) 22.12MPa(MPa是壓強的單位，工程上常說成壓力，1MPa=100萬(wan) Pa，1Pa=1牛頓/平方米)，溫度374.15攝氏度；在這個(ge) 壓力和溫度時，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的臨(lin) 界點。

超臨(lin) 界機組是指主蒸汽壓力大於(yu) 水的臨(lin) 界壓力的機組，而亞(ya) 臨(lin) 界機組是指主蒸汽壓力低於(yu) 這個(ge) 臨(lin) 界壓力的機組，通常出口壓力在15.7-19.6 MPa。