近日，在“中國(guó)這十年”系列主題新聞發(fā)布會(huì)上，科技部部長(zhǎng)王志剛兩次點(diǎn)贊超超臨界發(fā)電技術(shù)。“超超臨界”這個(gè)拗口的技術(shù)名詞頓時(shí)火了起來(lái)，成為關(guān)注焦點(diǎn)。
什么是超超臨界發(fā)電？
超超臨界是應(yīng)用于火電的概念。我們所熟悉的火力發(fā)電，是利用煤炭等燃料在鍋爐內(nèi)燃燒，將水加熱成高溫高壓的水蒸氣，推動(dòng)汽輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，再帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。按熱力學(xué)原理，水蒸氣的壓強(qiáng)和溫度越高，發(fā)電效率就越高。1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的沸點(diǎn)是100℃，想要提高水蒸氣溫度，就要增大壓強(qiáng)以提高沸點(diǎn)溫度。在22.115兆帕壓強(qiáng)、374.15℃溫度下，水蒸氣密度與液態(tài)水一樣，到達(dá)臨界狀態(tài)；當(dāng)溫度和壓強(qiáng)都超過(guò)了臨界值，水會(huì)處于超臨界狀態(tài)。用超臨界狀態(tài)的水蒸氣來(lái)發(fā)電，叫做超臨界發(fā)電技術(shù)，而超超臨界發(fā)電則是比超臨界發(fā)電技術(shù)更高的階段。
目前，超超臨界與超臨界的劃分沒(méi)有國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)“863計(jì)劃”項(xiàng)目“超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)”中，將超超臨界參數(shù)設(shè)置為壓強(qiáng)≥25兆帕，溫度≥580℃。
超超臨界發(fā)電有什么超能力？
一是它先進(jìn)可靠，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和國(guó)產(chǎn)化設(shè)備。
其實(shí)，超超臨界發(fā)電并不是新概念。從20世紀(jì)50年代起，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始了超超臨界發(fā)電技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用。我國(guó)起步晚，1992年才開(kāi)始興建超臨界機(jī)組，但利用國(guó)內(nèi)巨大市場(chǎng)，多家公司長(zhǎng)期發(fā)力，已具備自主研發(fā)能力和相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，實(shí)現(xiàn)了超超臨界機(jī)組的國(guó)產(chǎn)化。2006年11月，由中國(guó)能建集團(tuán)設(shè)計(jì)的華能浙江玉環(huán)電廠投產(chǎn)運(yùn)行，這是中國(guó)首臺(tái)百萬(wàn)千瓦超超臨界發(fā)電機(jī)組工程。迄今為止，我國(guó)已連續(xù)15年布局研發(fā)百萬(wàn)千瓦級(jí)超超臨界高效發(fā)電技術(shù)，供電煤耗最低可達(dá)到264克每千瓦時(shí)，處于全球先進(jìn)水平。目前，該技術(shù)已在全國(guó)推廣，占煤電總裝機(jī)容量的26%。
二是它基礎(chǔ)深厚，立足于我國(guó)以煤為主的能源稟賦。
中國(guó)的電力發(fā)展有力支撐了經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，火電功不可沒(méi)。我國(guó)2021年總發(fā)電量達(dá)到85342.5億千瓦時(shí)，其中火電發(fā)電量為58058.7億千瓦時(shí)，占總發(fā)電量的68%。而我國(guó)化石能源資源特點(diǎn)是“富煤、缺油、少氣”，煤電在火電中占比最高。作為制造業(yè)大國(guó)，中國(guó)要發(fā)展實(shí)體經(jīng)濟(jì)，能源的飯碗必須牢牢端在自己手里，以煤為主的能源稟賦決定了煤電在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)仍將承擔(dān)保障我國(guó)能源電力安全的重要作用，意味著我們不能輕易拋棄煤電。
三是它前景可期，站上了實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的時(shí)代風(fēng)口。
眾所周知，雖然煤電的缺點(diǎn)是污染大、排放高，但清潔能源發(fā)電在穩(wěn)定性、消納等方面存在諸多問(wèn)題，煤電是我國(guó)能源安全的主要擔(dān)當(dāng)。如何用更少的煤發(fā)更多的電，達(dá)到節(jié)約資源、提高效率、減少排放的目的，成為亟需解決的問(wèn)題。超超臨界發(fā)電技術(shù)正是對(duì)煤炭資源的清潔高效利用，既可建設(shè)新機(jī)組，也可用于改造老舊機(jī)組，把煤炭“吃干榨凈”。
碳達(dá)峰、碳中和雙目標(biāo)是一場(chǎng)能源革命，正在推動(dòng)人類由工業(yè)文明走向生態(tài)文明。超超臨界發(fā)電技術(shù)的超能力，就在于它集齊了天時(shí)地利人和的成功要素。作為火電節(jié)能減排的主要技術(shù)之一，超超臨界發(fā)電技術(shù)將助推我國(guó)能源事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。