目前,世界主要国家和地区均把能源技术视为新一轮科技革命和产业革命的突破口。欧盟为“低碳和适应气候变化的未来”领域拨款33亿欧元,为可再生能源、能效建筑、电动运输和储存方案4个清洁能源领域拨款22亿欧元;俄能源部支持设立远东联邦区可再生能源发展基金;英国将投入2800万英镑资助可再生能源创新、智慧能源系统创新、低碳工业创新、核能创新等能源创新项目。

这里,能源技术研发中心集聚,仅全球500强企业中,就有6家在未来科学城布局研发中心。从煤炭、石油等传统能源的清洁利用,到太阳能、风能等可再生能源的提质增效,到氢能、核能等二次能源的技术研究和安全设计,再到能源互联网等相关电力服务,几乎覆盖了能源前沿科技的各个领域。

绿色更侧重一次能源和新能源研发;蓝色侧重能源+制造研发
近期,小编将逐一盘点这些研发中心,带您走进未来科学城“能源家族”。今天先从未来科学城东区一期最南边的中国华能说起。
为了给中国华能新能源产业的高质量发展提供更多技术支撑华能集团公司决定成立华能新能源技术研发中心

Ta是 “煤基清洁能源国家重点实验室”
Ta是“国家能源煤清洁低碳发电技术研发(实验)中心”
Ta是“国家能源水能高效利用与大坝安全技术研发中心”
Ta就是 ————
首批入驻“未来科学城”的科研机构

作为北京建设全国科技创新中心主平台之一,未来科学城聚焦先进能源、先进制造、医药健康领域,集聚一批高水平企业研发中心,深化央企、高校、科研院所汇聚优势,建设重大共性技术研发创新平台,不断完善创新创业生态,着力打造宜居宜业城市空间,营造留人环境、倡导创新文化,打造全球领先的技术创新高地。

清能院作为首批入驻北京“未来科学城”的央企科研机构,其研发方向包括可再生能源发电、近零排放燃煤发电、煤气化及煤基清洁转化、二氧化碳捕集、利用和封存、大型循环流化床锅炉、低质煤利用、发电新材料、能源系统设计优化等技术领域。
多项核心技术已达国际先进或领先水平

获得研发机构授权
自建院以来,清能院积极发挥对华能新能源产业发展的服务和支撑作用,为“光伏领跑者”项目申报,推进风力发电关键技术研发,解决弃风、弃光、弃水难题提供技术方案。

目前,清能院已研制出我国首台1.5兆瓦线聚光直接蒸汽式太阳能热发电装置及储热系统,开发出智能集群式光伏发电技术、风电场微观选址及风电场优化设计等技术,还成功研发出了我国首套燃烧前二氧化碳捕集装置并完成72小时满负荷连续运行测试,开发出了我国首台10千瓦熔融碳酸盐燃料电池堆等。
清能院重点攻关的三项核心技术

什么是IGCC?
IGCC是整体煤气化联合循环发电系统的英文缩写,主要包括空分、煤气化、合成气净化、燃气-蒸汽联合循环发电等主系统。
该技术融合了化工和电力两大专业,通过将净化燃煤的气化技术和高效的联合循环发电技术相结合,对煤炭的利用实现了“吃干榨尽”,发电效率高,环保性能好,是目前国际上被验证的、能够工业化的最洁净、最具发展前景的高效燃煤发电技术。
IGCC的优势有哪些?
发电效率可突破50%,未来与燃料电池发电结合,发电效率可突破60%;可实现近零排放(PM和SO2小于1mg/Nm3,NOX小于10mg/Nm3),高硫煤和难燃煤也可实现近零排放;煤中的硫和灰分可实现资源化回收(硫磺和玻璃态灰渣);捕集CO2 的成本是常规煤电的1/3;比常规煤电节水2/3;可与煤制清洁燃料、煤化工等组成IGCC煤基多联产,使煤基能源实现经济可持续发展。
发展IGCC在我国具有重要的战略意义?
我国以煤为主的能源结构决定了发展IGCC对实现煤电的可持续发展、保障国家能源安全、治理大气污染和应对气候变化都具有重要的战略意义。
目前技术研发进行到哪一步?
项目在原电力部、国家“九五”攻关、“十五”和“十一五”863计划的持续支持下,华能集团等50多家单位,全面攻克了IGCC关键技术,研制出我国第一座IGCC示范电站(2012年投运)。
截至2018年9月23日,华能天津IGCC整套装置连续运行3918小时,打破由日本勿来电站保持的世界纪录,成为全世界连续运行时间最长的IGCC机组,这标志着我国煤炭资源绿色开发和清洁低碳高效利用技术处于世界领先水平。

什么是700℃超超临界燃煤发电技术?
700℃超超临界燃煤发电技术是指主蒸汽压力超过35兆帕,主蒸汽温度超过700℃的新一代先进发电技术,也是目前国内外的研究热点。
2011年,国家能源局设立国家能源领域重点项目“700℃超超临界燃煤发电关键设备研发及应用示范”,由清能院牵头,围绕700℃机组总体方案设计、高温材料的服役特性及国产化、锅炉的设计制造技术、汽轮机的设计制造技术、关键部件验证平台的建立及运行、示范电站可行性等方面开展研究。
目前技术研发进行到哪一步了?
2015年12月30日,我国首个700℃关键部件验证试验平台成功投运并实现700℃运行。该平台实现了对国内外10个不同牌号新型材料及关键部件的验证,并以国产材料和工艺为主。目前,相关验证工作还在继续,并不断增加新研发的材料。截至2018年底,700℃试验平台累计运行时间已达2.1万小时。
2018年,国家科技部设立国家重点研发计划项目“700℃等级高效超超临界发电技术”,由华能牵头,围绕700℃关键部件长周期验证试验、锅炉燃烧及水动力特性、700℃发电热力系统、布置方式及机组优化集成开展研究。其中,为了降低700℃机组造价,使之具有更好的技术经济性,清能院研发了新型M型和倒置锅炉,已获得我国和美国发明专利授权,目前正在深入开展相关研究。

这项技术应用了什么原理?
风电场精细化微观选址技术通过研究复杂地形建模和具备工程应用可行性的风场流动计算精度提升方法,从复杂地形模型构建、湍流模型、风资源数据算法、尾流模型等多方面对现有设计计算方法进行提升,并形成风电场精细化微观选址平台,开展工程化应用。
可以带来哪些好处?
该项目相比于现有商业设计软件,该平台的发电量计算精度预计至少能够提升5%。
这项技术实现应用了吗?
该项目计划于2019年底完成修正湍流模型的开发,并集成到风电场精细化微观选址平台。
目前,该技术已在风电场精细化微观选址平台上实现了基于高质量贴体网格精确复现复杂地形和障碍物技术、分区线性插值技术及风轮扇面等效风速技术,开发了耦合CFD的工程尾流模型,将高精度尾流模型的大规模工程应用变为现实。

华能新能源技术研发中心与清能院实行“两块牌子,一个机构”管理,中心内设新能源勘察设计部、新能源运维技术部、新能源新技术研究部和海上风电技术部4个研发部门。


2018年11月30日,中国华能集团有限公司党组书记、董事长舒印彪到华能清洁能源技术研究院调研,亲切慰问科研人员,并出席集团公司科技工作座谈会。集团公司党组成员、副总经理樊启祥,党组成员、总会计师王益华参加调研活动。

舒印彪一行先后考察了新型光伏电池实验室、清洁能源系统设计及集成实验室、燃料电池实验室,了解清能院的科技研发情况。舒印彪一边察看成果实物和电脑演示,一边详细询问技术原理、研发过程、发展前景及其在国际同行业中的地位等情况。听到介绍钙钛矿型光伏电池效率近22%、处于国际第一研发梯队,熔融碳酸盐燃料电池技术国内领先,风电场设计优化可提高发电量效5%时,他十分高兴。他对研发人员说,新发展理念,创新是第一位的,具有自主知识产权的核心技术是企业掌握发展主导权,走出困境、赢得未来的最关键所在。国家、行业和企业,都迫切需要你们在这方面加快步伐。舒印彪勉励科研人员增强使命感,再接再厉,迎难克艰,研究出更多具有前瞻性和战略性的科研成果。
在集团公司科技工作座谈会上,舒印彪听取了集团公司科环部、清能院、西安热工院和专家代表的工作汇报,对公司科研战线干部职工取得的工作成绩和为公司转型升级所作出的贡献表示肯定,希望集团公司有关部门及单位继续加强科技创新、加大科技投入,培养各层级科技人才队伍,为集团公司发展提供更强大的科技支撑。

新型光伏电池实验室

清洁能源系统设计及集成实验室
舒印彪指出,科学技术是第一生产力。华能在30多年的发展历程中创造出中国电力工业多项“第一”,引领了我国发电行业的技术进步和转型升级。这些成绩的取得离不开公司广大科研人员的辛勤付出和努力。今年是改革开放40周年,华能作为发电行业的排头兵,站在新的起点上,要深刻学习领会党的十九大报告提出的“创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支持”,进一步增强创新意识,敢为人先、应为人先,多出成果,推动公司实现高质量发展,为国家经济社会发展再立新功。
舒印彪强调,加强科技创新,把科研竞争力转化为产业竞争力,必须解决三个方面问题:创什么、怎么创、谁来创。
舒印彪提出,公司的科技创新,
谈到如何创新时,舒印彪强调,
舒印彪最后指出,科技创新的第一要素是人才,一方面,要以基层企业为主体,着力培养生产一线的“创客”,营造万众创新的良好氛围;另一方面,要在培养具有国际水平的科技领军人才、青年科技人才和高水平创新团队方面下功夫,通过完善科技人才考核和激励机制,让科研人员有荣誉感、获得感,形成能够激发创新潜力和活力的环境,使他们真正成为公司强有力的科技力量。

未来,清能院将着力以新能源产业发展重大需求和技术进步为方向,以关键核心技术研发为抓手,建设成为具备自主掌握新能源资源评估、设计、运维、检测诊断等关键核心技术能力,能够引领和带动华能新能源产业高质量发展的国家级新能源技术研发平台。
内容来源:中国华能微信公众号
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