編者按:
根據(jù)《國家能源科技“十二五”規(guī)劃》的發(fā)展目標和指導(dǎo)思想,按照《國家能源研發(fā)(實驗)中心管理辦法》的要求,2010年1月至今,國家能源局充分利用現(xiàn)有研發(fā)基礎(chǔ)和條件,調(diào)動產(chǎn)、學(xué)、研等各方優(yōu)勢和積極性,通過專家評審、競爭擇優(yōu)的方式在能源勘探與開采、加工與轉(zhuǎn)換、發(fā)電與輸配電技術(shù)、新能源四大領(lǐng)域內(nèi)先后設(shè)立了三批共60家國家能源研發(fā)中心(重點實驗室)。目前,各研發(fā)中心(重點實驗室)科研平臺建設(shè)和技術(shù)研發(fā)工作已全面展開,并將在“十二五”為能源科技創(chuàng)新體系建設(shè)和科技規(guī)劃的貫徹落實發(fā)揮重要作用。現(xiàn)將這些研發(fā)中心(重點實驗室)工作情況分期進行介紹,予以刊發(fā),供參考。
國家能源研發(fā)中心(重點實驗室)工作巡禮(一)
一、國家能源煤炭清潔低碳發(fā)電技術(shù)研發(fā)中心
2010年7月,國家能源局正式授牌成立“國家能源煤炭清潔低碳發(fā)電技術(shù)研發(fā)中心”(以下簡稱研發(fā)中心)。研發(fā)中心依托中國華能集團和華中科技大學(xué)聯(lián)合建設(shè),主要圍繞大型煤氣化發(fā)電技術(shù)、煤的清潔燃燒技術(shù)、煤基CO2減排技術(shù)、煤制氫和燃料電池發(fā)電技術(shù)以及低熱值煤經(jīng)濟利用等方向,開展相關(guān)技術(shù)研究、裝備制造研究以及產(chǎn)業(yè)化推廣等工作。
研發(fā)中心自成立以來,積極開展基礎(chǔ)設(shè)施及實驗平臺建設(shè),目前已經(jīng)取得卓有成效的成果。在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面,位于北京未來科技城的兩棟建筑面積上萬平米的實驗樓,將于2012年9月竣工投入使用;在實驗平臺建設(shè)方面,研發(fā)中心目前已初步建成了CO2捕集系統(tǒng)及設(shè)備開發(fā)實驗室、CO2處理與資源化利用技術(shù)實驗室、化學(xué)試劑開發(fā)實驗室、制氫實驗室、燃料電池實驗室以及IGCC發(fā)電系統(tǒng)仿真實驗室和CFB鍋爐技術(shù)實驗室等。另外,在天津濱海IGCC電站內(nèi)搭建10MW煤基近零排放發(fā)電試驗平臺,并且依托研發(fā)中心下設(shè)的可再生能源發(fā)電技術(shù)研究所正在西安及海南建設(shè)太陽能集熱試驗平臺等。
研發(fā)中心圍繞CFB鍋爐技術(shù)、煤清潔高效發(fā)電技術(shù)、綠色煤電關(guān)鍵技術(shù)、CCUS技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)計集成技術(shù)和可再生能源技術(shù)等六個重點技術(shù)領(lǐng)域開展了一系列研究開發(fā)工作,取得了重要進展。一是在CFB鍋爐技術(shù)領(lǐng)域,研發(fā)中心負責的重大項目課題“300MW級CFB鍋爐爐內(nèi)核心技術(shù)自主研發(fā)”已通過驗收。2011年1月,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的110MW CFB鍋爐在越南山洞電廠順利通過30天的可靠性運行考核,投入商業(yè)運行,標志著自主知識產(chǎn)權(quán)的CFB鍋爐技術(shù)成功地進入國際電力市場。同時,研發(fā)中心在石煤綜合利用發(fā)電、生物質(zhì)CFB鍋爐、適應(yīng)最新環(huán)保排放標準的CFB鍋爐SNCR脫硝、煤灰提釩等技術(shù)的開發(fā)也均取得新進展;二是在煤清潔高效發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,研發(fā)中心承擔國家能源局重大科技項目“700℃先進超超臨界發(fā)電機組關(guān)鍵技術(shù)研究和示范”,完成了我國首個700℃先進超超臨界發(fā)電技術(shù)試驗示范平臺的方案設(shè)計,申請了“M”鍋爐專利,形成了技術(shù)方案。研發(fā)中心還負責承擔華能集團公司汞污染控制技術(shù)研發(fā)課題,完成了北京熱電廠脫汞示范裝置的設(shè)計和施工準備等;三是在綠色煤電關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,研發(fā)中心負責的重大項目課題 “2000噸/天級干煤粉加壓氣化技術(shù)開發(fā)與示范”、“250MW IGCC系統(tǒng)試驗和示范”和“250MW IGCC電站煤氣顯熱回收技術(shù)的開發(fā)與示范”已經(jīng)按計劃完成了技術(shù)研發(fā)任務(wù),開發(fā)出2000噸/天 級干煤粉加壓氣化和煤氣顯熱回收等關(guān)鍵技術(shù),這些技術(shù)已應(yīng)用于天津IGCC示范工程和相關(guān)煤化工工程;四是在CCUS技術(shù)領(lǐng)域,研發(fā)中心開發(fā)的新型吸收劑已在北京熱電廠應(yīng)用,使燃燒后CO2捕集技術(shù)得到進一步提升,能耗進一步降低。研發(fā)中心還建立了基于Aspen Plus 的CO2捕集系統(tǒng)設(shè)計模型,形成自主的設(shè)計技術(shù),并成功中標挪威Mongstad CO2捕集項目,標志著華能自主知識產(chǎn)權(quán)的CO2捕集技術(shù)開始進入國際市場。在國家能源局和中美清潔能源研究中心項目的支持下,研發(fā)中心正在開發(fā)100萬噸/年 級燃煤電廠CO2捕集技術(shù),目前已完成了工藝包設(shè)計;五是在系統(tǒng)設(shè)計集成技術(shù)領(lǐng)域,研發(fā)中心負責的重大項目課題 “IGCC聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運行及控制技術(shù)”已經(jīng)按計劃完成了技術(shù)研發(fā)任務(wù),開發(fā)出IGCC電站系統(tǒng)設(shè)計、IGCC系統(tǒng)控制和仿真技術(shù),編制完成了天津IGCC電站控制策略,并負責完成了氣化島控制系統(tǒng)的組態(tài)調(diào)試;六是在可再生能源技術(shù)領(lǐng)域,研發(fā)中心已研制出高參數(shù)直接蒸汽太陽能熱發(fā)電集熱單元樣機,基本掌握了直接蒸汽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的跟蹤、聚光、集熱和系統(tǒng)控制等關(guān)鍵技術(shù),完成了1.5MW太陽能熱發(fā)電裝置工程設(shè)計。啟動了溫差發(fā)電技術(shù)的開發(fā),制定了硅基薄膜及跟蹤型太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究計劃,開展了太陽能光伏發(fā)電運行規(guī)律研究。此外,研發(fā)中心完成的“燃煤電廠12萬噸/年CO2捕集裝置研究與示范”和“大型循環(huán)流化床鍋爐研制” 項目,于2011年分別獲得國家能源科技進步一、二等獎。
研發(fā)中心已初步形成涵蓋煤清潔低碳發(fā)電技術(shù)和可再生能源發(fā)電的研發(fā)和創(chuàng)新體系。目前研發(fā)中心擁有一支近百人、知識全面、結(jié)構(gòu)合理的研究梯隊,其中“千人計劃”人才1人,政府津貼專家3人,“百千萬人才工程”國家級人選1人,“科技北京百名科技領(lǐng)軍人才”1人,并持續(xù)通過培養(yǎng)、招聘以及引進等方式不斷提高研發(fā)力量。2011年研發(fā)中心的國際合作取得很大進展,先后承擔“中-澳清潔煤技術(shù)合作項目”、“中-意CCS技術(shù)合作項目”和“中-美清潔能源聯(lián)合研究中心-清潔煤技術(shù)合作項目”,并與包括美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)在內(nèi)的眾多國際知名研發(fā)機構(gòu)和能源企業(yè)進行了廣泛深入的交流與合作,提升了研發(fā)中心的技術(shù)水平,擴大了在能源技術(shù)方面的國際影響力,促進自主技術(shù)進入國際市場。
研發(fā)中心今后將根據(jù)《國家能源科技“十二五”規(guī)劃》的發(fā)展目標和任務(wù)要求,結(jié)合發(fā)展現(xiàn)狀,瞄準清潔能源領(lǐng)域的核心和前沿技術(shù),加強研究開發(fā)和示范工程建設(shè),掌握一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的清潔能源先進技術(shù)和專利,建成若干項具有國際先進水平的清潔能源示范工程,力圖通過五年左右的時間,將國家能源煤炭清潔低碳發(fā)電技術(shù)研發(fā)中心建成具有世界一流水平的國家級研發(fā)中心,使之成為世界上最具影響力的煤清潔低碳發(fā)電技術(shù)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣基地之一。
二、國家能源智能電網(wǎng)技術(shù)研發(fā)中心
2010年7月,國家能源局正式授牌成立“國家能源智能電網(wǎng)技術(shù)研發(fā)中心”(以下簡稱研發(fā)中心)。研發(fā)中心依托中國電力科學(xué)研究院和國網(wǎng)電力科學(xué)研究院聯(lián)合建設(shè),研究內(nèi)容涵蓋智能用電技術(shù)、儲能技術(shù)、能效測評技術(shù)、定制電力技術(shù)、信息安全保障技術(shù)、微電網(wǎng)技術(shù)、智能輸變電技術(shù)和柔性輸電技術(shù)等八個重點方向。研發(fā)中心通過開展智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究和試驗檢測服務(wù),為國內(nèi)國際智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備和系統(tǒng)提供試驗檢測平臺,為企業(yè)、科研機構(gòu)和高校等提供研發(fā)合作平臺,為智能電網(wǎng)技術(shù)研究和發(fā)展提供國際交流平臺,并為智能電網(wǎng)技術(shù)最新研究成果提供宣傳展示平臺。
研發(fā)中心自成立以來,積極開展基礎(chǔ)設(shè)施及實驗平臺建設(shè),目前已經(jīng)取得卓有成效的成果。在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面,分別在中國電力科學(xué)研究院張北儲能實驗基地、北京昌平特高壓實驗基地和南京江寧智能電網(wǎng)科研產(chǎn)業(yè)基地新增實驗場地、擴充試驗?zāi)芰ΑT趯嶒炂脚_建設(shè)方面,研發(fā)中心在擁有輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)實驗室(變電部分)、電力系統(tǒng)動態(tài)模擬實驗室和電力系統(tǒng)電力電子實驗室的基礎(chǔ)上,新建了電動汽車充電設(shè)施實驗室、電力能效測評實驗室、信息系統(tǒng)安全實驗室等;建成了國內(nèi)首個較為完備的電動汽車充換電設(shè)施檢測試驗平臺和多類型電池儲能并網(wǎng)實驗研究平臺;完成了可關(guān)斷閥的復(fù)合全工況和過電流試驗平臺開發(fā)、安裝及調(diào)試,為亞洲首套20MW/±30kV柔性直流輸電工程提供了研究、檢測及試驗手段。
研發(fā)中心圍繞智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域開展了一系列研究開發(fā)工作,取得了重要進展。一是在重大課題“電池儲能大規(guī)模系統(tǒng)集成技術(shù)研究”方面,完成了風光儲出力互補特性研究,風光儲輸示范工程儲能系統(tǒng)配置優(yōu)化設(shè)計,提出了多類型儲能配比方案;完成了儲能電站系統(tǒng)集成技術(shù)研究,實現(xiàn)儲能電站集成;研制開發(fā)了20MW多類型電池儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)。二是在重大課題“復(fù)合電能質(zhì)量控制技術(shù)及裝置”方面,解決了大功率變流器及其構(gòu)成的電能質(zhì)量復(fù)合控制裝置應(yīng)用所面臨的系統(tǒng)設(shè)計、裝置開發(fā)、生產(chǎn)制造、工程實施和運行維護等一系列難題。三是在重大課題“大型工業(yè)企業(yè)電氣綜合節(jié)能技術(shù)與典型應(yīng)用示范”方面,研制了兩套新型無功補償裝置,開發(fā)了一套集無功優(yōu)化調(diào)度于一體的配電網(wǎng)能量監(jiān)控與管理系統(tǒng),項目成果已應(yīng)用于濟南鋼鐵股份有限公司,有效降低了系統(tǒng)網(wǎng)損率,節(jié)能率達到15%。
研發(fā)中心,在人才培養(yǎng)、知識產(chǎn)權(quán)及交流合作等方面均取得了重要進展。在人才培養(yǎng)方面,研發(fā)中心緊密結(jié)合我國電力系統(tǒng)所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn),采取多種方式進行人才培養(yǎng):一是學(xué)歷培訓(xùn),采用在職博士、在職碩士等方式,加強對技術(shù)骨干隊伍的培養(yǎng);二是積極引進人才,包括引進技術(shù)骨干,招收優(yōu)秀的博士和碩士畢業(yè)生,保持科學(xué)研究隊伍的活力和穩(wěn)定發(fā)展;三是建立開放式的實驗室,采取走出去和請進來的方法,廣泛開展國內(nèi)外各種學(xué)術(shù)交流和技術(shù)培訓(xùn)活動。在知識產(chǎn)權(quán)方面,研發(fā)中心共申請專利113項,其中發(fā)明專利59項,獲授權(quán)發(fā)明專利26項,申請軟著23項,發(fā)表論文112篇,制定標準31項。研發(fā)中心積極開展重點技術(shù)領(lǐng)域?qū)@季衷圏c工作,有組織地申請國際專利,探索專有技術(shù)的管理辦法和管理模式,配套有效的激勵措施。在交流合作方面,研發(fā)中心牽頭組建中關(guān)村智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟以及江蘇省、南京市兩級智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,促進形成技術(shù)領(lǐng)先、競爭力強的智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)集群。研發(fā)中心還與菲律賓國家電網(wǎng)公司簽訂智能電網(wǎng)戰(zhàn)略合作協(xié)議;與IBM簽署戰(zhàn)略合作備忘錄,確立和IBM中國研究院的戰(zhàn)略合作關(guān)系;應(yīng)美國貿(mào)易發(fā)展署邀請,就中美能源合作項目開展國際技術(shù)合作;參加IERE兩次年會并加強合作,牽頭組織2010國際供電會議,積極參與國際大電網(wǎng)會議、中歐可再生能源研討會等國際學(xué)術(shù)會議。
研發(fā)中心今后將根據(jù)《國家能源科技“十二五”規(guī)劃》的發(fā)展目標和任務(wù)要求,以電網(wǎng)行業(yè)為依托,堅持“標準體系、技術(shù)研究、資質(zhì)認可、檢測服務(wù)”的一體化運作,通過不斷提升和完善智能用電研發(fā)試驗?zāi)芰?,進一步開拓智能電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域,努力打造集科學(xué)研究、產(chǎn)品檢測和人才培育于一體的智能電網(wǎng)技術(shù)研發(fā)和檢測機構(gòu),引導(dǎo)我國智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。
三、國家能源潮汐海洋能發(fā)電技術(shù)重點實驗室
2011年11月,國家能源局授牌成立“國家能源潮汐海洋能發(fā)電技術(shù)重點實驗室”(以下簡稱重點實驗室)。重點實驗室依托國電聯(lián)合動力技術(shù)有限公司建設(shè),以潮汐海洋能發(fā)電裝備的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)為目標,采用產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合、科研服務(wù)生產(chǎn)的原則,通過基礎(chǔ)理論研究、樣機實驗室試驗、系列化示范電站建設(shè)及運行,促進潮汐海洋能發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
重點實驗室自成立以來,積極開展實驗室基礎(chǔ)設(shè)施條件與科研平臺建設(shè)。在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面,已在北京市未來科技城進行實驗室基礎(chǔ)實施建設(shè),并將于2012年底投入使用。在科研平臺建設(shè)方面,實驗室建立了潮汐海洋能裝備的研發(fā)平臺,具備了潮汐海洋能發(fā)電裝備研發(fā)的硬件與軟件條件。其中硬件平臺有葉片材料理化及力學(xué)性能實驗室、葉片中試生產(chǎn)線、電控試驗臺、精密儀器試驗系統(tǒng)等;軟件平臺主要有三維設(shè)計軟件,強度分析軟件,實時仿真、虛擬測試和快速原型開發(fā)裝置,模擬實驗平臺等。
重點實驗室自成立以來在原始性創(chuàng)新、自主開發(fā)、引進技術(shù)消化吸收、產(chǎn)學(xué)研合作、對外技術(shù)合作等方面開展了一系列工作。一是在原始性創(chuàng)新方面,實驗室對世界上現(xiàn)有的潮汐海洋能發(fā)電技術(shù)專利進行了調(diào)研總結(jié),并針對垂直軸潮流發(fā)電機組與水平軸潮流發(fā)電機組的特點與市場化前景進行了分析,確定了實驗室潮流能發(fā)電機組設(shè)計研發(fā)的技術(shù)路線;二是在自主開發(fā)方面,實驗室通過對世界潮流能發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀總結(jié),結(jié)合國電聯(lián)合動力在風力發(fā)電機組研發(fā)制造領(lǐng)域的技術(shù)累積,進行兆瓦級潮流能發(fā)電機組的研發(fā)設(shè)計;三是在引進技術(shù)消化吸收方面,實驗室與Atlantis就世界上唯一投入商業(yè)運營的兆瓦級潮流發(fā)電技術(shù)進行了交流。實驗室還與英國貿(mào)易與投資署就潮汐海洋能發(fā)電技術(shù)與潮汐海洋能實驗室的建設(shè)進行了相應(yīng)的技術(shù)交流;四是在產(chǎn)學(xué)研合作方面,實驗室與清華大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)等高校建立了密切的合作關(guān)系,其中與浙江大學(xué)合作啟動潮流能的能量捕獲理論研究,與哈爾濱工程大學(xué)聯(lián)合進行兆瓦級潮流示范電站的建設(shè)等項目。
下一步,重點實驗室將緊緊圍繞《國家能源科技“十二五”規(guī)劃》的發(fā)展目標和指導(dǎo)思想,針對潮汐發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大影響的工程技術(shù)難題,形成體系完備、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的潮汐發(fā)電技術(shù)系列及產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù),爭取早日建立潮汐發(fā)電技術(shù)國際標準和規(guī)范,形成針對不同潮汐資源條件的工程技術(shù)標準規(guī)范系列,占領(lǐng)潮流能發(fā)電技術(shù)的國際制高點,并最終建成特色明確、技術(shù)先進、運行機制高效,具有國際競爭力和國際影響力的開放式潮汐海洋能發(fā)電技術(shù)國家重點實驗室,引導(dǎo)潮汐發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。(未完待續(xù))(國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司)















