能源产业发展需要计量仪表支撑，新能源电网等也离不开电力电能表。“随着《巴黎协定》的生效，能源发展‘十三五’规划的公布，煤电产能过剩主要表现在供给侧与需求侧结构不匹配。”在日前的能源互联网设备与技术应用大会上，原机械工业部电工局局长周鹤良向记者介绍道，从长远看，新一轮能源装备技术变革、产业变革方兴未艾，人类必将从化石能源走向非化石能源。
“但这个过程是漫长的，需要几代人承上启下、继往开来努力奋斗。”他强调说，其核心是加快能源装备转型升级步伐，全面提高自主创新能力，提升能源装备产业竞争力，实现两手抓：一是传统的煤电蒸汽发电能够清洁高效；二是新能源发电能够大规模有效、经济、稳定运行。
煤的清洁高效利用是基础
“截至2015年12月31日，全国31个省市共有425家燃煤电厂，包含地方中小机组在内，装机容量约9.9亿千瓦，占全部发电装机容量67%。”周鹤良介绍说，全世界电力中40%的电量来自燃煤电厂，其中有65%~70%来自中国。从中国的国情看，以煤为主体的能源结构在短时期内不会大幅度改变，煤电机组占全部发电量的73%左右，但随着非化石能源的比重逐年增长，煤电的比重正在逐年下降，低碳电力是未来能源发展的方向。
他进一步强调说，燃煤发电本身就是要不断提高燃煤发电效率，降低煤耗，降低排放，而且煤电仍有发展空间。
在煤电的清洁高效利用方面，我国有让人信服的例子。上海外高桥第三发电公司对其百万千瓦机组实施了多项技术创新，在传统的设备运行系统上进行了工艺优化，如提高蒸汽参数，采用二次再热，改进汽轮机通流部分的结构以及优化管道系统等，经过改造，其供电煤耗达到276克/千瓦时，发电效率在满负荷工况下达到46.5%，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别达到10毫克/每立方米、35毫克/每立方米、50毫克/每立方米，优于天然气发电排放标准。
“目前，上海外三已成为全球发电效率最高、煤耗和排放最低的绿色、清洁、高效发电厂。”周鹤良说，在采用了上海外三的节能减排经验后，经过升级改造的华润徐州铜山电厂两台百万千瓦机组，其大气污染物排放优于国内燃气机组，二氧化硫的排放总量大大减少。
事实上，早在2014年9月26日，上海外三已被国家能源局授予国家煤电节能减排示范基地称号，而在2016年6月26~30日于美国北卡罗莱纳州举行的美国ASME电力与能源大会上，其大会主席还邀请上海外三总经理冯伟忠出席并作演讲，介绍上海外三节能减排的经验。“美国ASME委员会的高层成员和出席会议的学者及专家非常关注、重视、钦佩上海外三提供发电效率，降低煤耗和排放的经验，该会议还为冯伟忠颁发了个人最佳创新者奖。”周鹤良告诉记者说。
“30多年来，我国煤电机组的发电效率不断提高，供电煤耗、污染物排放逐年下降。”周鹤良表示，如供电煤耗由1980年的448克/千瓦时，到2015年降到315克/千瓦时，保持接近世界先进水平，而且还出现了一批包含35万千瓦及60万千瓦超临界循环流化床在内的节能减排、清洁高效、绿色低碳、超低排放的电厂。
多元化发展新一代清洁能源
习近平总书记在2014年6月13日的中央财经领导小组第6次会议讲话中指出，大力推进煤炭清洁高效利用，形成煤、油和新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系。
在煤的清洁高效利用方面，国务院常务会议曾明确要求，京津冀、长三角、珠三角地区，除了“热电联产”外严禁新建燃煤发电等高耗能、高污染项目，到2020年现役电厂平均供电煤耗低于310克/千瓦时；新建电厂平均供电煤耗低于300克/千瓦时；对落后产能和不符合相关强制性标准要求的则淘汰关停；此外，还要求沿海东部及湖北、湖南、河南等中部地区提前在2017年和2018年达标等。
根据国家能源局2016年11月7日发布的电力发展“十三五”规划，到2020年我国煤电累计装机容量规模力争控制在11亿千瓦以内，“十三五”期间改造热电联产机组规模达到1.5亿千瓦，改造常规煤电机组量大约8600万千瓦。
“我国的发展方针是既要发展新能源大规模集中并网，向负荷中心输送电量，更要大力快速发展分散式、分布式新能源微电网发电技术，就近消纳自发自用，余电上网。”周鹤良提供了一组美国2016年7月发布的数据：上半年的发电量比重中，煤电占28%，核电占20.5%，天然气占33.5%，水电及可再生能源占16.5%，燃油占1.5%。
预测到2020年我国的非化石能源———水电、核电、风电、太阳能以及燃气轮机发电装机容量加在一起，将从现在的5亿千瓦增加到8亿千瓦左右，届时清洁能源的发电装机容量比重将达到40%左右；到2025年，非化石能源发电装机容量比重达到45%左右；到2030年，非化石能源发电装机容量比重达到50%左右；到2050年，非化石能源发电装机容量比重达到65%以上，我国将迈入世界强国行列。
他分析说，我国发展新能源发电技术，从当前来看需要着力解决以下几个突出问题：
一是必须要努力提高设备的运行利用小时、降低损耗、提高能效。目前我国核电设备的年均运行利用小时为7300～7500小时，煤电为4000～4300小时，水电为3600～3800小时，风电为1600～1900小时，太阳能为1000～1100小时。
二是要着力解决在风电、太阳能新能源安全并网、电量消纳、调峰电源以及提高储能装备技术，储能系统集成技术，储能系统监控技术，微电网调频调压技术水平等方面的问题，保障风/光稳定运行。
三是在确保安全和生态环境下，核电要合理布局，科学发展。
四是陆地上以天然气为燃料的重型燃气轮机应该实行大、中、小并重发展，军民融合的方针，其中包含发展分布式清洁能源中心及热电冷三联供，它们适用于机场、商场、酒店、医院、写字楼、科技园区等。
“必须要在燃机的整机研发、关键零部件——压气机、燃烧室、高温部件、涡轮机控制技术攻关及公共基础技术方面加大投入，加快实现航空发动机及燃气轮机自主研发制造生产，实施‘两机’重大专项，遵循研发—试验—样机—修改设计—再制造—再试验—小批量—规模化应用—反复试验的原则。”周鹤良强调说。
五是发挥重大工程、重大装备、重大项目、重大决策-启动示范工程、依托工程的作用，其中国家决策、政府推动力是主导，执行力是关键。
六是要注重发展质量，强调质量为先、设备高性能、高可靠性、免维护、减少故障率，提升工业基础创新能力、关键技术材料，核心基础零部件立足自主化、突破质量瓶颈，形成具有国际竞争力的国际品牌。“比如坚持创新驱动的杭州汽轮机有限公司，已跻身世界先进行列，成为全球知名工业汽轮机制造商。”
修建空中电力高速路
“我国能源与负荷的逆向分布决定了远距离、大容量输电是我国电网发展的长期战略。”周鹤良表示，我国西南有水电资源，北部有煤炭资源，西部和北部还有风能、太阳能光伏发电资源，当前跨区输电需求的增加和环境承载能力的下降，对输电效率和资源利用水平提出了更高的要求。
据介绍，当前正在运行的有“四交四直”特高压输电线路，即晋东南线：1000千伏晋东南—南阳—荆门(交流);淮上线：1000千伏淮南—南京—上海(交流)；浙福线：1000千伏浙南—福州(交流)；灵绍线：±800千伏灵州—浙江绍兴(直流)；哈郑线：±800千伏哈密南—郑州(直流)；锦苏线：±800千伏四川锦屏—苏南(直流)；向上线：±800千伏向家坝—上海(直流)；溪浙线：±800千伏溪洛渡左岸—浙江金华(直流)。
正在建设的有“五交八直”特高压输电线路：内蒙古蒙东锡盟—山东枣庄(1000千伏交流)；内蒙古西—天津南(1000千伏交流)；陕北榆恒—山东潍坊(1000千伏交流)；新疆哈密—重庆(1000千伏交流)；准东—皖南(1000千伏交流)；内蒙古东锡盟—江苏泰州(±800千伏直流)；内蒙古上海庙—山东临沂(±800千伏直流)；新疆昌吉—安徽古泉(±1100千伏直流)；内蒙古扎鲁特—山东青州(±800千伏直流)；山西晋北—江苏南京(±800千伏直流)；甘肃酒泉—湖南湘潭(±800千伏直流)；云南普洱—广东红门(±800千伏直流)等。
“‘十三五’末上述特高压输电线路将全部建成投入运营，通过特高压输电方式，增加远距离受电的比例。”周鹤良说。当前，东北首个向华北送电的特高压输电工程也已开工建设。其中内蒙古、甘肃、新疆、陕西缺水地区采取风火捆绑、西南地区采用水火捆绑方式，分别向中东部输送电量。
到“十三五”末期，甘肃酒泉的风力发电装机容量将达到2000万千瓦，甘肃酒泉—湖南湘潭的±800千伏直流输电线路建成以后，向湖南输送的清洁能源电量可以达到400亿千瓦时，相当于替代800万千瓦的火电装机容量。
“中国的特高压直流输电发展前景广阔，必须要尽快提高调峰电源比重，加快抽水蓄能等调峰电源建设，将一部分有条件的煤电机组改造成为调峰机组，提升电力系统综合调峰能力，提升高参数大容量机组运行效率。”周鹤良认为，被称为空中电力高速通道的特高压电网建设是落实清洁能源发展战略，治理大气污染，促进新能源送出保障东中部电力供应稳定的基础。
“未来10~15年，一直到2050年，我国的能源结构将逐渐从以化石能源为主转向以清洁能源为主，从高碳能源为主转向低碳能源为主———逐年降低二氧化碳排放，最终彻底改变能源结构。”周鹤良称，这场能源转型，将以电力为中心，到2020年全国社会用电量将达到6.8万亿~7.2万亿千瓦时，到2020年全国人均用电量将达到5000千瓦时。
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