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国内外能源技术最新情报
能源经理人ENERGY.ICXO.COM ( 日期:2006-03-10 08:49:38.0)

   

    “能源”,这是国家谋求可持续发展要探讨的永恒话题。

  近年来,可再生能源作为常规化石燃料的一种替代品能源,由于其清洁、无污染、可再生,符合可持续发展的要求而

  受到世界许多国家的青睐,将其作为能源发展战略的重要组成部分。

  3月5日,温家宝总理在今年的《政府工作报告》中提到,“要大力推进以节能降耗为重点的设备更新和技术改造”。

  中国科学院最新出版的《高技术发展报告》,以能源技术为主题,着重介绍能源技术新进展、高技术与社会等人们普

  遍关注的重大问题,提出促进中国高技术与产业发展的思路和政策建议。

    有专家预测,到2025年,全球能源消费量将比2001年增长54%。其中,工业国家的能源消费将以平均每年1.2%的速度增长。而包括中国和印度在内的亚洲发展中国家的能源需求将比目前增加一倍,占全球能源需求增长量的40%和发展中国家增长量的70%。

  能源成为制约各国经济发展的瓶颈,发展能源安全使用技术、提高能源利用率技术以及新能源技术也随之成为世界各国关心的课题。

  电力安全

  国外:建立多层次电力网络

  为了实现资源的优化配置和提高电力系统的运行效益,电力系统日益向大电网、超高压、远距离输电方向发展。2003年8月14日,美国加拿大东部联合电网发生了大停电事故,日损失高达300亿美元。此后,美国政府把电网大停电事故提高到“危及美国国家安全”的高度来对待。

  2003年,美国能源部提出了构建安全可靠电网的“Grid2030计划”。该计划旨在采用先进的材料技术、超导技术、电力电子技术和控制技术、广域测量技术、实时仿真技术、储能技术、可再生能源发电技术、微型燃气轮机发电技术等构建全美骨干电网、区域性电网、地方电网和微型电网(分布式电力系统)等多层次的电力网络,以保障大电网的安全性、稳定性,供电的可靠性及电能质量。

  国内:相关技术得到实际应用

  随着信息技术、现代控制技术、新材料技术、超导技术、纳米技术等新技术的飞速发展,电力安全技术的研究热点主要集中在这些新技术的应用研究与开发上,并逐步发展成高压直流输电技术、实时仿真技术、广域测量技术,以及基于新型半导体器件和控制技术的电力电子技术、FACTS技术、超导电力技术等。

  我国和其他国家虽然没有类似美国的倡议计划,但是以上这些相关技术方面也部署了大量的研究开发力量,一些技术已经得到了实际应用。

  煤的高效清洁利用

  国外:提出合成气园概念

  各工业发达国家制定了21世纪能源和能源科技新世纪战略规划或计划,旨在解决能源利用造成的环境问题。例如,美国洁净煤技术计划(CCT)已转入“展望21”计划,制定了21世纪美国煤炭能源工厂的发展规划。

  值得一提的是,Shell(壳牌)公司提出合成气园的概念,它亦以煤的气化或渣油气化为核心,所得的合成气用于整体煤气化联合循环(IGCC)发电、生产甲醇和化肥,并作为城市煤气供给用户。合成气园的概念比一般的多联产系统更为广泛,更接近工业生态科技园模式。国内:洁净煤技术仍待发展

  “九五”及“十五”期间,我国洁净煤技术发展迅速,一些重点领域或关键技术的研究开发、推广应用取得突破。其中,煤炭洗选、配煤、水煤浆、循环流化床等技术已投入商业化应用;自主知识产权的超临界机组、烟气脱硫、大型煤气化技术等正在开发之中;以自主技术为主的煤炭液化、IGCC、煤层气开发等技术已开始进入工业性示范阶段;型煤、中小型燃煤工业锅炉技术、煤矸石综合利用、粉煤灰综合利用、矿井水资源化利用等技术正在提高和完善之中。但当前的洁净煤技术尚不能适应国民经济发展及市场需求。

  天然气水合物利用

  国外:重视开采技术

  由于开采技术是天然气水合物资源利用的关键,各国对开采技术研究开发都相当重视。自20世纪60年代在北极气田的永久冻土下发现天然气水合物以来,人类就一直在探索天然气水合物开采利用方法。但是由于开发难度很大,迄今为止,天然气水合物开发还处于起步阶段,仍然没有形成较为理想的开发方案和开采方式。

  国内:储运技术领域有一定建树

  在对天然气水合物储运技术研究领域,国内有一定建树。目前国内外天然气水合物储运技术主要有3个研究方向:油气管道中水合物的抑制、天然气水合物形式的储运技术及水合物储氢技术。

  值得一提的是,我国开展水合物储氢的研究几乎和国际同步,中国科学院广州能源研究所的科研工作者用PVT装置、用压力搜索法,测定了氢气(或甲烷氢气混合气体)—环戊烷—水体系、氢气(或甲烷氢气混合气体)—四氢吡喃—水,以及混合气体—甲基环己烷—水体系的水合物相平衡数据,结果表明,有机液态烃的加入,大大降低了氢气水合物的形成压力,环戊烷较其它液态烃更能促进氢气水合物的形成。

  核电站研究开发

  国外:合作研发第四代核能系统

  目前,国际上开发的第三代核电堆型均为热中子堆,如压水堆、沸水堆、高温气冷堆。这是因为目前仅热中子堆有把握在近期实现商用化。

  近年来,世界各国提出了许多反应堆设计和核燃料循环方案的新概念。在美国能源部的倡议下,美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷等10个有意发展核能利用的国家于2001年7月共同签署了合作研究开发第四代核能系统。

  第四代核能系统即安全性、经济性、可持续发展性、防核扩散、防恐怖袭击等方面都有显著提高。

  国内:自主开发第三代核电站

  我国目前正在通过招标和竞标选择第三代核电机组的合作伙伴。与此同时,我国也做好了在已掌握的第二代核电技术的基础上,自主开发第三代核电站的准备。

  我国电研究开发和设计建造工作已经走过了30年历程。目前我国大陆已经有9套核电机组运行,装机容量达到690万千瓦,已超过台湾地区的总容量(台湾地区有6套机组运行,510万千瓦)。我国还有两套2×106万千瓦的核电机组在调试中,将于2006年投产。2004年,国务院又批准了8套核电机组的建设。其中4套是第二代改进,4套是第三代核电自主化的依托项目。2005年,又决定再开展4套第二代改进机组的建设前期工作。核电在我国已由起步进入了发展阶段。

  太阳能规模利用

  国外:光伏发电加速发展

  热发电逐步实现商业化

  近20年来,在太阳能光伏发电受到各国的高度重视。世界光伏发电产业发展迅速,一直保持着加速发展的势头。近10年太阳能电池/组件生产的年平均增长率达到33%,最近5年的年平均增长率达到43%,2004年比上年增长61.2%,成为当今发展最迅速的高新技术产业之一。

  太阳能热发电也是利用太阳能发电的主要途径之一。太阳能热发电是利用聚光集热器把太阳能聚集起来,将一定的工质加热到较高的温度(通常为几百摄氏度到上千摄氏度),然后通过常规的热机动发电机发电或通过其他发电技术将其转换成电能。从世界范围看,太阳能热发电技术已基本完成了实验室探索阶段,正处在逐步实现商业化的过程中。西班牙、美国、德国、以色列、意大利、澳大利亚、日本、韩国等国家都投入了大量资金和人力进行研究,取得了大量科研成果,全世界先后建立了20余座塔式太阳能热发示范电站。

  国内:光伏发电全速发展

  热发电跟踪研究

  80年代中后期,我国光伏产业逐步形成,近20年一直处于平稳发展阶段,长期保持世界产量的1%%。近年来,我国光伏产业进入全面快速发展时期。

  我国在“九五”和“十五”期间都对太阳能热发电技术进行了跟踪研究,在槽式、碟式发电系统等关键技术有了一些初步的积累。

  风力发电

  国外:得到大规模开发利用

  风力发电技术是目前发展最快的清洁能源技术,已经在全球范围内得到大规模开发和利用,其发展速度大大超出人们的预料。2004年末,全球风力发电装机容量达到47616.4兆瓦,风力发电量已经占到世界总电量的0.5%。世界风电装机容量的73%在欧洲,2004年末欧洲风力发电总计装机容量为34760兆瓦。其中德国、西班牙和丹麦三个国家风电机组的装机容量约占欧洲总量的84%。

  国内:装机容量逐年增长

  截至2004年底,我国累计安装风电机组1292台,累计装机容量已经达到764兆瓦。共有43个风电场。分布在14个省(市、区)。与2003年累计装机567兆瓦相比,2004年累计装机增长率为34.7%。2004年新增风电机组250台,装机容量197兆瓦。新增4个风电场。与2003年当年新增装机98兆瓦相比,2004年当年新增机增长率为101%。

  在风力发电机组的生产和制造方面,国内企业已经能大批量生产600—750千瓦的风电机组及关键配套件,如叶片、系统控制等。1.2兆瓦的机组正在研究开发和试验运行阶段,有望在“十一五”期间形成定型产品。

  燃料电池

  国外:燃料电池电动汽车投入商业运行

  在燃料电池技术中,质子交换膜燃料电池可在室温下快速启动,负载响应快,适用于电动汽车的动力源,受到各国的高度重视。

  近几年,全球各大汽车制造商都推出了自己特色的燃料电池电动汽车,其中戴姆勒·克莱斯勒、丰田、通用、本田等公司处于发展的前列。尤其是戴姆勒·克莱斯勒公司与国际著名的燃料电池开发商加拿大的巴勒德(Ballard)公司强强联合,开发的轿车F-Cell和燃料电池客车Ciltaro已经投入了世界各地的商业化示范运行。

  国内:拥有整套自主知识产权的核心技术

  我国对燃料电池的发展非常重视,“十五”期间国家科技部投入3000万元进行氢源与燃料电池“973”计划基础研究,8.8亿元启动了“863”计划“电动汽车重大专项”,其中约4.0亿元用于燃料电池城市客车和轿车的研发。

  中国目前在车用燃料电池系统及整车系统方面已形成一整套拥有自主知识产权的核心技术,开发出了燃料电池城市客车和轿车演示车。2003—2005年,中国科学院大连化学物理研究所和上海神力公司研制了多台满足不同功率需求的客车和轿车用燃料电池发动机;上海同济大学研制了超越(Beyond)系列的燃料电池轿车,最高时速达120km,续驶里程达到200km;2004年清华大学研制的燃料电池客车,行驶里程已经超过了10000km,2004年我国研制的燃料电池汽车参加了“上海必比登(Bibendum)国际清洁能源汽车挑战赛”,测试的各项指标表明,我国燃料电池汽车基本处于与国际同步发展阶段,但是有些方面还有一定的差距。“十一五”期间,在国家和地方政府的支持下,燃料电池电动汽车将进入实质上的示范运行阶段,并将在北京2008年奥运会和2010年上海世博会期间有规模展示。

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