电力新技术和发展趋势我国"十二五"期间发展电力工业的基本方针是;以转变电力发展方式为主线,以深化改革和科技创新为动力,坚持节约优先,优先开发水电,优化发展煤电,安全高效发展核电,积极推进新能源发电,适度发展天然气集中发电,因地制宜发展分布式发电,加快推进坚强智能电网建设,带动电力装备产业升级,促进绿色和谐发展。
从我国电力生产的现状和发展可以看出,我国的电网发展已进入超高压、远距离、大容量、自动化、现代化的新阶段,电能需求的增长 隆损 节能以及防止环境污染等方面的要求更高、更严格。
因此,既有远大的前景,也面临四方面的严峻挑战,即环境保护的严重制约、电力市场化体制改革的影响、大容量远距离输电技术的要求、现代化城市和企业对优质电能的需求。
全球和地区经济一体化步伐的加快,加上能源分布和经济发展的不均衡,使得大电网的互联,甚至跨国联网得到了很大的发展。
例如,欧洲发输电联盟(UCPTE)成立于1951年,1963年实现西欧各成员国交流 400 kV联网,然后通过直流输电与英国、瑞典实现非同期联网,现在正进行该电网与原东欧国家电网联网,其中于1995年9月实现与原东德联网,1995 年 10月实现与波兰、捷克、匈牙利三国电网同期互联。
又如东南亚国家之间,建设中的巴坤(Bakum)水电站以及跨海 500 kV直流输电工程将实现马来西亚国内东、西部之间的联网,下一步将建设秦国—马来西亚输电线路,形成泰国经马来西亚至菲律宾的交、直流混合跨国电网。
我国与周边国家的联网也正在规划之中。
例如,澜沧江上的景洪电站开发向泰国输电,俄罗斯西伯利亚向我国华北地区送电等。
大电网互联以及跨国联网在运行中出现了一系列诸如低阻尼甚至欠阻尼的频率和功率振荡,发生连锁式的稳定破坏,造成大面积停电事故等现象,有待于认真地进行研究.采取措施解决。
在以上这些综合因素的推动下,对电网的规划、运行、控制、分析计算方面都提出了愈来愈高的要求。
电力发展与环境保护我国在能源方面的现状是人口众多.人均资源极其有限,环境问题突出.能源效率低。
而且联合国发表的一份报告中指出,现行的能源生产、分配、使用方式是不可持续的。
为了实现可持续发展,就必须依靠技术进步,提高能源效率,强化可再生能源利用,发展洁净煤技术作为战略重点。
人均指标通常作为衡量现代化的粗略判据.据统计,1993年以后.西方发达国家以及俄罗斯的人均装机容量均已超过1 kW,而北欧一些国家是它的好几倍,我国台湾的人均装机容量已超过1kW,但电力供应仍十分紧缺,这说明对于一个中等发达的国家或地区要求达到或接近人均装机容量1kW确有一定道理。
因此,按照"三步走"发展战略目标,要求到21 世纪中叶我国发电装机容量应达到15亿千瓦,此时人口控制在15亿,才能达到人均装机容量1kW。
按照可持续发展要求,首先应开发没有污染的水电资源。
我国的水电理论蕴藏量为6.76亿千瓦,但是其中可供技术开发的水电资源为5亿千瓦左右,相应发电量3.24亿千瓦时,居世界第一位。
以发电量计,我国可开发的水资源占世界总量的15%,但人口占世界的21%,因此人均资源量并不富裕,只有世界平均值的70%。
即使我国水电资源全部开发,如果核电和其他替代能源还不能占有显著比例的话.则煤电仍可能要占65%~70%(10亿千瓦左右).如果发电效率没有明显提高,那么到 2050年时将出现全国全年产煤量都不够供应发电用途的局面。
因此.必须大幅度提高发电效率和要求1他能源的H例有较大的增加另外.燃煤产生的环境污染.特别是大量分散燃煤产生的环境污染治理.是个严重的问题。
最为迫切的是控制二氧化硫(SO,)的排放.许多城市的酸雨已成为人们关注的焦点。
我国大气中SO.的平均浓度为0.03 ppm(个别地区达15 ppm).H日本高3倍酸雨将引I起森林和农作物破坏、水变质、十壤退化对电力系统将加速全属部分的临创 甚至造成细终子闪络事故。
形成酸雨的根源中2/3是由于大量分散燃煤造成的。
而1/是候煤发由过程中产生的。
因此,发展洁净煤技术已被列为新世纪电力科技发展战略的重要目标之一。
洁净煤技术旨在最大限度地发挥煤作为能源的潜能作用,同时又实现最少的污染物释放,达到煤的高效、清洁利用的目的。
洁净煤技术是一项庞大复杂的系统工程,包含从煤炭开发到利用的所有技术领域,主要研究开发项目包括煤炭的加工、转化,燃烧和污染控制等。
目前的发展领域包括高效、低污染地开发和利用煤炭的全过程,主要可分为煤炭利用前净化技术、煤炭燃烧中的净化技术、烟气净化技术和煤炭转化技术。
煤炭利用前净化技术包括选煤,型煤、洁净优化动力配煤、水煤浆。
选煤是剔除杂质,进行煤品分类。
是合理利用煤炭资源、保护环境的经济而有效的技术。
型煤是制成具有一定强度和形状的煤制品,在成型时加入适量的固硫剂,可大大减少 SO,排放。
洁净优化动力配煤是将不同品质的煤经筛选、破碎、按比例配合等过程,并辅以一定的添加剂,以改变动力煤的化学组成。
减少燃煤排放。
水煤浆是一种以煤代油的新型燃料,灰分小于10%,超细(250~300 gm).配以分散剂,稳定剂,成为液体燃料。
煤炭燃烧中的净化技术包括煤粉低污染燃烧技术和先进的燃烧器、流化床燃烧技术、煤综合利用新技术、煤气-蒸汽联合循环发电技术。
烟气净化技术包括烟气除尘和脱硫、脱氮.其中重点为烟气脱硫脱氮。
烟气脱硫分湿式和干式方法,及新近研究开发的半湿法。
煤炭转化技术主要内容为煤炭气化和煤炭液化。
楼料电池技术是反应物燃烧与空气中的氧发生电化学反应而获得电能和热能的装置。
以煤作为燃料源的燃料电池发电技术尚处于小规模试验研究阶段,其节能(高效)和环保性能很好。
太阳能、风能、地热、潮汐能、垃圾发电、污泥发电等许多新能源发电技术都有较好的环保效果。
新能源发电技术除了前面已介绍的太阳能、风能、地热、潮汐发电新技术外,其他新能源发电技术有;高炉顶压发电、垃圾发电、污泥发电、高温岩体发电、磁流体发电、波浪发电,海洋温差发电、生物质能发电和燃料电池等。
(1)高炉顶压发电 其技术原理是高炉炼铁产生大量带有一定压力的煤气,这些煤气在输送给用户之前,都得预先经过降温减压,可以利用煤气层在减压前后的压力差进行发电,在炼铁高炉装上高炉顶压发电装置。
(2)垃圾发电 首先将垃圾中的有机物与金属、玻璃、塑料等分离开,然后将有机物送入密封锅炉焚烧,产生的蒸汽用来发电。
(3)污泥发电 利用城市地下水道的污泥中的有机物作为能源,用来发电。
日本东京大学发明了一种使污泥很快固化的方法,测定每公斤固化污泥有4 000 kcal(大卡)(1 kcal=4.1855kJ)热量,相当于低质煤的发热量,用来发电既节省能源,又保护环境卫生。
(4)高温岩体发电在高温岩体上打深度达几百米至上干米的井.一直通到高温岩体层,然后从地面注入高压水,利用喷出的高温蒸汽进行发电。
(5)核聚变发电(Fusion Energy) 聚变能是两个轻原子核聚变成一个较重的核时释放的能量。
太阳能主要是氢核即质子聚变释放的。
聚恋维持包括太阳在内的星球燃烧了亿万年. 聚变能也是所有化石燃料以及大多数可再生能量的