中国能源研发中心、发展方向、技术水平

国家能源研发中心（重点实验室）来源：国家能源局能源节约和科技装备司编者按：根据《国家能源科技“十二五”规划》的发展目标和指导思想，按照《国家能源研发（实验）中心管理办法》的要求，2010年1月至今，国家能源局充分利用现有研发基础和条件，调动产、学、研等各方优势和积极性，通过专家评审、竞争择优的方式在能源勘探与开采、加工与转换、发电与输配电技术、新能源四大领域内先后设立了三批共60家国家能源研发中心（重点实验室）。目前，各研发中心（重点实验室）科研平台建设和技术研发工作已全面展开，并将在“十二五”为能源科技创新体系建设和科技规划的贯彻落实发挥重要作用。现将这些研发中心（重点实验室）工作情况分期进行介绍，予以刊发，供参考。国家能源研发中心（重点实验室）工作巡礼（一）一、国家能源煤炭清洁低碳发电技术研发中心2010年7月，国家能源局正式授牌成立“国家能源煤炭清洁低碳发电技术研发中心”（以下简称研发中心）。研发中心依托中国华能集团和华中科技大学联合建设，主要围绕大型煤气化发电技术、煤的清洁燃烧技术、煤基CO2减排技术、煤制氢和燃料电池发电技术以及低热值煤经济利用等方向，开展相关技术研究、装备制造研究以及产业化推广等工作。研发中心自成立以来，积极开展基础设施及实验平台建设，目前已经取得卓有成效的成果。在基础设施建设方面，位于北京未来科技城的两栋建筑面积上万平米的实验楼，将于2012年9月竣工投入使用；在实验平台建设方面，研发中心目前已初步建成了CO2捕集系统及设备开发实验室、CO2处理与资源化利用技术实验室、化学试剂开发实验室、制氢实验室、燃料电池实验室以及IGCC发电系统仿真实验室和CFB锅炉技术实验室等。另外，在天津滨海IGCC电站内搭建10MW煤基近零排放发电试验平台，并且依托研发中心下设的可再生能源发电技术研究所正在西安及海南建设太阳能集热试验平台等。研发中心围绕CFB锅炉技术、煤清洁高效发电技术、绿色煤电关键技术、CCUS技术、系统设计集成技术和可再生能源技术等六个重点技术领域开展了一系列研究开发工作，取得了重要进展。一是在CFB锅炉技术领域，研发中心负责的重大项目课题“300MW级CFB锅炉炉内核心技术自主研发”已通过验收。2011年1月，具有自主知识产权的110MWCFB锅炉在越南山洞电厂顺利通过30天的可靠性运行考核，投入商业运行，标志着自主知识产权的CFB锅炉技术成功地进入国际电力市场。同时，研发中心在石煤综合利用发电、生物质CFB锅炉、适应最新环保排放标准的CFB锅炉SNCR脱硝、煤灰提钒等技术的开发也均取得新进展；二是在煤清洁高效发电技术领域，研发中心承担国家能源局重大科技项目“700℃先进超超临界发电机组关键技术研究和示范”，完成了我国首个700℃先进超超临界发电技术试验示范平台的方案设计，申请了“M”锅炉专利，形成了技术方案。研发中心还负责承担华能集团公司汞污染控制技术研发课题，完成了北京热电厂脱汞示范装置的设计和施工准备等；三是在绿色煤电关键技术领域，研发中心负责的重大项目课题“2000吨/天级干煤粉加压气化技术开发与示范”、“250MWIGCC系统试验和示范”和“250MWIGCC电站煤气显热回收技术的开发与示范”已经按计划完成了技术研发任务，开发出2000吨/天级干煤粉加压气化和煤气显热回收等关键技术，这些技术已应用于天津IGCC示范工程和相关煤化工工程；四是在CCUS技术领域，研发中心开发的新型吸收剂已在北京热电厂应用，使燃烧后CO2捕集技术得到进一步提升，能耗进一步降低。研发中心还建立了基于AspenPlus的CO2捕集系统设计模型，形成自主的设计技术，并成功中标挪威MongstadCO2捕集项目，标志着华能自主知识产权的CO2捕集技术开始进入国际市场。在国家能源局和中美清洁能源研究中心项目的支持下，研发中心正在开发100万吨/年级燃煤电厂CO2捕集技术，目前已完成了工艺包设计；五是在系统设计集成技术领域，研发中心负责的重大项目课题“IGCC联产系统运行及控制技术”已经按计划完成了技术研发任务，开发出IGCC电站系统设计、IGCC系统控制和仿真技术，编制完成了天津IGCC电站控制策略，并负责完成了气化岛控制系统的组态调试；六是在可再生能源技术领域，研发中心已研制出高参数直接蒸汽太阳能热发电集热单元样机，基本掌握了直接蒸汽式太阳能热发电系统的跟踪、聚光、集热和系统控制等关键技术，完成了1.5MW太阳能热发电装置工程设计。启动了温差发电技术的开发，制定了硅基薄膜及跟踪型太阳能光伏发电技术的研究计划，开展了太阳能光伏发电运行规律研究。此外，研发中心完成的“燃煤电厂12万吨/年CO2捕集装置研究与示范”和“大型循环流化床锅炉研制”项目，于2011年分别获得国家能源科技进步一、二等奖。研发中心已初步形成涵盖煤清洁低碳发电技术和可再生能源发电的研发和创新体系。目前研发中心拥有一支近百人、知识全面、结构合理的研究梯队，其中“千人计划”人才1人，政府津贴专家3人，“百千万人才工程”国家级人选1人，“科技北京百名科技领军人才”1人，并持续通过培养、招聘以及引进等方式不断提高研发力量。2011年研发中心的国际合作取得很大进展，先后承担“中-澳清洁煤技术合作项目”、“中-意CCS技术合作项目”和“中-美清洁能源联合研究中心-清洁煤技术合作项目”，并与包括美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）在内的众多国际知名研发机构和能源企业进行了广泛深入的交流与合作，提升了研发中心的技术水平，扩大了在能源技术方面的国际影响力，促进自主技术进入国际市场。研发中心今后将根据《国家能源科技“十二五”规划》的发展目标和任务要求，结合发展现状，瞄准清洁能源领域的核心和前沿技术，加强研究开发和示范工程建设，掌握一批具有自主知识产权的清洁能源先进技术和专利，建成若干项具有国际先进水平的清洁能源示范工程，力图通过五年左右的时间，将国家能源煤炭清洁低碳发电技术研发中心建成具有世界一流水平的国家级研发中心，使之成为世界上最具影响力的煤清洁低碳发电技术的开发和产业化推广基地之一。二、国家能源智能电网技术研发中心2010年7月，国家能源局正式授牌成立“国家能源智能电网技术研发中心”（以下简称研发中心）。研发中心依托中国电力科学研究院和国网电力科学研究院联合建设，研究内容涵盖智能用电技术、储能技术、能效测评技术、定制电力技术、信息安全保障技术、微电网技术、智能输变电技术和柔性输电技术等八个重点方向。研发中心通过开展智能电网关键技术研究和试验检测服务，为国内国际智能电网关键设备和系统提供试验检测平台，为企业、科研机构和高校等提供研发合作平台，为智能电网技术研究和发展提供国际交流平台，并为智能电网技术最新研究成果提供宣传展示平台。研发中心自成立以来，积极开展基础设施及实验平台建设，目前已经取得卓有成效的成果。在基础设施建设方面，分别在中国电力科学研究院张北储能实验基地、北京昌平特高压实验基地和南京江宁智能电网科研产业基地新增实验场地、扩充试验能力。在实验平台建设方面，研发中心在拥有输变电设备状态监测技术实验室（变电部分）、电力系统动态模拟实验室和电力系统电力电子实验室的基础上，新建了电动汽车充电设施实验室、电力能效测评实验室、信息系统安全实验室等；建成了国内首个较为完备的电动汽车充换电设施检测试验平台和多类型电池储能并网实验研究平台；完成了可关断阀的复合全工况和过电流试验平台开发、安装及调试，为亚洲首套20MW/±30kV柔性直流输电工程提供了研究、检测及试验手段。研发中心围绕智能电网关键技术领域开展了一系列研究开发工作，取得了重要进展。一是在重大课题“电池储能大规模系统集成技术研究”方面，完成了风光储出力互补特性研究，风光储输示范工程储能系统配置优化设计，提出了多类型储能配比方案；完成了储能电站系统集成技术研究，实现储能电站集成；研制开发了20MW多类型电池储能电站监控系统。二是在重大课题“复合电能质量控制技术及装置”方面，解决了大功率变流器及其构成的电能质量复合控制装置应用所面临的系统设计、装置开发、生产制造、工程实施和运行维护等一系列难题。三是在重大课题“大型工业企业电气综合节能技术与典型应用示范”方面，研制了两套新型无功补偿装置，开发了一套集无功优化调度于一体的配电网能量监控与管理系统，项目成果已应用于济南钢铁股份有限公司，有效降低了系统网损率，节能率达到15%。研发中心，在人才培养、知识产权及交流合作等方面均取得了重要进展。在人才培养方面，研发中心紧密结合我国电力系统所面临的技术挑战，采取多种方式进行人才培养：一是学历培训，采用在职博士、在职硕士等方式，加强对技术骨干队伍的培养；二是积极引进人才，包括引进技术骨干，招收优秀的博士和硕士毕业生，保持科学研究队伍的活力和稳定发展；三是建立开放式的实验室，采取走出去和请进来的方法，广泛开展国内外各种学术交流和技术培训活动。在知识产权方面，研发中心共申请专利113项，其中发明专利59项，获授权发明专利26项，申请软著23项，发表论文112篇，制定标准31项。研发中心积极开展重点技术领域专利布局试点工作，有组织地申请国际专利，探索专有技术的管理办法和管理模式，配套有效的激励措施。在交流合作方面，研发中心牵头组建中关村智能电网产业联盟以及江苏省、南京市两级智能电网产业联盟，促进形成技术领先、竞争力强的智能电网产业集群。研发中心还与菲律宾国家电网公司签订智能电网战略合作协议；与IBM签署战略合作备忘录，确立和IBM中国研究院的战略合作关系；应美国贸易发展署邀请，就中美能源合作项目开展国际技术合作；参加IERE两次年会并加强合作，牵头组织2010国际供电会议，积极参与国际大电网会议、中欧可再生能源研讨会等国际学术会议。研发中心今后将根据《国家能源科技“十二五”规划》的发展目标和任务要求，以电网行业为依托，坚持“标准体系、技术研究、资质认可、检测服务”的一体化运作，通过不断提升和完善智能用电研发试验能力，进一步开拓智能电网技术领域，努力打造集科学研究、产品检测和人才培育于一体的智能电网技术研发和检测机构，引导我国智能电网产业健康有序发展。三、国家能源潮汐海洋能发电技术重点实验室2011年11月，国家能源局授牌成立“国家能源潮汐海洋能发电技术重点实验室”（以下简称重点实验室）。重点实验室依托国电联合动力技术有限公司建设，以潮汐海洋能发电装备的产业化技术为目标，采用产学研相结合、科研服务生产的原则，通过基础理论研究、样机实验室试验、系列化示范电站建设及运行，促进潮汐海洋能发电技术的产业化发展。重点实验室自成立以来，积极开展实验室基础设施条件与科研平台建设。在基础设施建设方面，已在北京市未来科技城进行实验室基础实施建设，并将于2012年底投入使用。在科研平台建设方面，实验室建立了潮汐海洋能装备的研发平台，具备了潮汐海洋能发电装备研发的硬件与软件条件。其中硬件平台有叶片材料理化及力学性能实验室、叶片中试生产线、电控试验台、精密仪器试验系统等；软件平台主要有三维设计软件，强度分析软件，实时仿真、虚拟测试和快速原型开发装置，模拟实验平台等。重点实验室自成立以来在原始性创新、自主开发、引进技术消化吸收、产学研合作、对外技术合作等方面开展了一系列工作。一是在原始性创新方面，实验室对世界上现有的潮汐海洋能发电技术专利进行了调研总结，并针对垂直轴潮流发电机组与水平轴潮流发电机组的特点与市场化前景进行了分析，确定了实验室潮流能发电机组设计研发的技术路线；二是在自主开发方面，实验室通过对世界潮流能发电技术的现状总结，结合国电联合动力在风力发电机组研发制造领域的技术累积，进行兆瓦级潮流能发电机组的研发设计；三是在引进技术消化吸收方面，实验室与Atlantis就世界上唯一投入商业运营的兆瓦级潮流发电技术进行了交流。实验室还与英国贸易与投资署就潮汐海洋能发电技术与潮汐海洋能实验室的建设进行了相应的技术交流；四是在产学研合作方面，实验室与清华大学、浙江大学、哈尔滨工程大学等高校建立了密切的合作关系，其中与浙江大学合作启动潮流能的能量捕获