PDF《能源、资源与 环境科技进步》

第十章能源资源与环境科技进步2007 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT

153 、

第一节 能源技术

一、传统能源开发利用技术

二、替代能源开发利用技术

三、电网技术

四、分布式能源技术

第二节 资源技术

一、水资源综合开发利用技术

二、矿产资源勘探开发利用技术

第三节 环境技术

一、环境监测与应急技术

二、环境污染治理技术

三、循环经济与清洁生产技术

四、生态系统恢复与保护技术

第四节 全球环境技术、 方法与对策

一、全球环境监测与模拟

二、全球环境变化应对行动

三、应对全球环境变化政策 能源、资源与 环境科技进步

第十章 中国科学技术发展报告20072007 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT

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第一节 能源技术 加强传统能源的开发和利用,积极开发替代能源,大力研发电网技术、分布式能源技术和新 能源技术,着力保障我国能源供给和能源安全.

一、传统能源开发利用技术 煤气化整体联合循环 煤气化整体联合循环 (IGCC) 技术在天津滨海新区、 杭州半山和广东东莞投资建设的250 MW 级IGCC 示范电站中得以应用,已经完成了电厂设计和主设备招标.

600 MW 超临界循环流化床锅炉

600 MW 超临界循环流化床锅炉的设计、工艺、制造技术开始进行工程示范,目前已完成六 个锅炉设计方案,并针对三个方案开始工程设计和示范.

1 000 MW 超超临界褐煤锅炉 自主研发的

1 000 MW 超超临界褐煤锅炉已形成具有自主知识产权的制粉系统、燃烧器及燃 烧系统技术.目前正在开发

1 000 MW 超超临界褐煤锅炉成套技术,并进行工业示范. 超超临界燃煤发电

2007 年,中国以提高能源利用率和节约能源为目标,大力发展 传统能源开发利用技术和高效节能技术. 以增加资源储量、 提高资源 利用效率为核心, 开发了一批资源勘察、 高效开发利用技术. 以支撑 循环经济发展、 改善区域生态环境质量为重点, 大力开展环境监测与 应急技术、污染治理、生态系统恢复与保护技术研究.同时,积极应 对全球环境变化.

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155 、 超超临界百万千瓦燃煤机组国产化示范项目取得成功,供电煤耗为283克/千瓦时,发电热效 率超过 45%.按2007 年华能玉环电厂实际供电煤耗计算,4 台机组全年可少消耗

138 万吨标准煤 (合185 万吨原煤) .超超临界燃煤发电技术研发和应用项目获

2007 年度 国家科学技术进步奖 一等奖.

二、替代能源开发利用技术 煤气化联产系统技术 煤制油联产发电的示范工程已进入工程实施阶段, 拟建成百万吨级煤基合成油工业示范装置, 并以部分合成气和氢回收装置的尾气为燃料, 供给200MW级煤气化联合循环发电. 煤―油―电联 产示范项目将建成

18 万吨 / 年煤基合成油示范厂,以合成油未利用的甲烷气、释放气和煤层气为 燃料,联产

60 MW 燃气发电. 煤直接液化技术研究及工程示范 2007年, 国内自主开发的直接液化工艺6吨/天PDU装置实现连续稳定运行并达到完全主动开 停车,累计运行

3 639 小时,投煤

1 080 吨,获得液化粗油约

300 吨,煤的转化率大于 90%,蒸馏 油回收率大于 56%,验证了工艺技术的可行性和可靠性.100 万吨 / 年煤直接液化示范工程建设已 完成 98% 以上,正在进行单元工程试运行.

三、电网技术 高压、特高压电网 750千伏输变电成套技术及设备的研发示范工程已正式投入运行. 特高压交流试验基地和特高 压直流试验基地顺利建成.

1 000千伏交流、 800千伏直流特高压输变电的关键技术研发全面启动, 图10-1

750 千伏交流输变电网 中国科学技术发展报告20072007 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT

156 并开始工程示范. 高压直流控制和保护系统及其工程应用 PCS-9500高压直流控制保护系统的总体结构、 关键技术和测试技术取得突破. 采用突变量差 动保护的交 / 直流滤波器保护 等16 项技术成果已申请发明专利,并在多项直流重点工程中得到 应用. 大电网安全稳定分析与控制 首次实现了大规模复杂系统的超实时仿真.成功开发了基于自主创新理论的电网安全稳定实 时预警及协调防御系统,并在华东和江苏电网投入运行.电网调度自动化集成系统(OPEN-3000) 实现了第三方软件的即插即用,为系统整合和信息共享提供了标准化和规范化的支持,解决了本 行业长期以来对单一软硬件平台的依赖,大大增加了系统的开放性.该系统已在70%以上的新建 电网或改造系统中得到应用. 提高输送能力关键技术 首次在东北500千伏主网进行了4次三相短路试验, 开创了仿真验证新方法. 提出基于分解协 调优化技术的电力系统稳定器配置和参数整定方法,解决了大电网超低频振荡问题,改善了电网 动态品质.

四、分布式能源技术 高效天然气热电冷联供系统 利用热泵回收烟气余热和溶液除湿的天然气热电冷联供系统技术,建成了北京南站高效能源 利用系统,使得夏季满足空调负荷的能源利用效率与一般热电冷联供系统的吸收式制冷相比提高 图10-2 电网调度自动化集成系统 OPEN-3000

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157 、 30%,全年电热比大于 50%,经济性优于现有热电冷联供系统. 海岛可再生独立分布式能源 重点研究能量高效利用技术、蓄电技术、抗台风技术和系统防腐技术.利用太阳能、波浪能、 风能3种可再生能源为孤立岛屿提供电力和淡水, 建成世界上首座可再生能源联供能源示范系统. 该系统无需电网或其他任何动力系统,可独立为

1 000 人左右的海岛供能. 并网型 MW 级燃气轮机分布式冷电联供 开发利用烟气余热的吸收式制冷系统技术,冷电联供机组与除湿空调的高效集成技术,利用 燃气余热的高效制冷、除湿与运行控制技术.以全工况性能优化的系统集成技术为指导,建成了 MW 级佛山联供示范工程.该工程分布式供能电热比达到 0.4 以上,一次能源综合利用效率达到 75% 以上. 分布式能源微网 研发基于热电冷联供的微网单元技术、通用技术以及系统集成,建成了 MW 级分布式微网示 范系统工程.开发出微网并网控制装置和保护装置,各种运行方式下与 RTDS 结合的分布式微网 系统的稳态和动态数字仿真软件,含微网系统的配电系统计算机辅助规划和优化设计软件,微网 监视、控制与保护协调的一体化系统. 复杂油气田高效勘探开发技术 开发了复杂油气藏地震勘探开发技术,形成了基本成熟的针对河流相等复杂岩性油气藏的技 术方法和相应的软件模块.突破了火成岩作为油气储集层和成藏问题,以及火成岩发育区油气勘 探的瓶颈问题.复杂采气工艺技术应用于川西致密砂岩低渗气藏、柴达木盆地疏松砂岩气藏.煤 层气、油砂及油页岩等非常规油气资源勘探开发利用,非均质、多区块复式油藏多相渗流规律研 究,以及复杂油藏多相渗流规律与油井结构优化配置研究取得进展.建立了复杂油藏高效开发模 式, 开发了微裂缝悬浮爆燃压裂增产增效技术, 适合于大庆油田低渗透油藏条件提高采收率的CO2 驱油设计方法.

第二节 资源技术 重点研究水资源综合利用、矿产资源勘探开发、油气资源勘探开发、海洋资源开发利用等技 中国科学技术发展报告20072007 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT

158 术,取得了一批创新成果.

一、水资源综合开发利用技术 非常规水资源开发利用 海水淡化集成技术开发与工程示范进展顺利,建成低温多效蒸馏海水淡化装备生产基地,完成5个实验平台建设.完成了

30 000 吨/日热膜耦合海水淡化示范工程方案设计,其中

10 000 吨/日反渗透海水淡化工程已竣工投产.成功开发第一代流体声能海水淡化新装置,可在含大量泥沙 和海水温度仅 11℃的试验条件下,生产出符合《生活饮用水卫生标准》的高品质淡水,总产出率 达到 60%.采用双膜法海水淡化工艺,建成了国内沿海电厂中容量最大的海水淡化工程,每小时 制水量达

1 440 吨,每年可节约淡水资源超过

1 000 万吨.云水资源开发利用进展顺利,针对引进 的云粒子探测系统飞机,自主开发了包括基于卫星、雷达反演云参数方法及产品、信息实时采集 获取技术、标准化处理技术、分析显示技术以及配套技术. 水资源优化配置与管理 引江济太调水试验关键技术成功应用于太湖增容工程建设,对抑制太湖蓝藻暴发发挥了重要 作用,同时对我国维护河湖健康、流域生态调度、河湖水环境改善产生重要作用.依靠引进再创 新开发的黄河水质监测实验室自动化改造关键技术,建立了适用于多泥沙河流特点的流动分析仪 自动化测试方法和实验室自动化信息管理系统,提高了监测信息的时效性与可靠性,节约了测试 成本,在水利系统水质监测工作中起到重要示范作用. 重大水利工程建设 南水北调工程科技项目部分成果已在中线工程建设中得到应用.首次采用了自主研发的直径

4 m PCCP 管防腐、制造及安装技术;

在中线穿黄隧洞工程等建设中,渠道混凝土衬砌机械化施 工等取得进展;

水利工程虚拟仿真技术的实现为推进水利工程三维协同设计奠定了基础;

建立的 水力机械试验台在测量系统、采集系统、测试功能等方面达到国际领先水平. 工业节水 成功实施了电力和化工行业百吨级、千吨级和万吨级海水循环冷却技术工程示范,节约淡水 资源

1 000 余万吨,实现海水代替淡水作为工业循环冷却水,降低运行成本 50%,比海水直流冷 却减少温排水 95%.油田综合开采节水技术研制出 RJ-HPAM 型、SP-KL 型预凝体和 GJ-KL 型颗 粒固结体3种调剖剂,确定高含水期深部调剖的调剖剂组合方式,实施后产出液含水降低3%、年 可降低产水4

380 m3 . 氯碱行业节水技术与装备改进了氯碱行业干式电石法乙炔发生中试装置, 已

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159 、 在新疆天业

6 万吨 / 年聚氯乙烯生产装置中稳定运行.有色行业实施厂区废水调配网络系统技术 使工业用水循环利用率由原来的 88% 上升到 92%,节水

600 万立方米 / 年,每小时取水量由原来 的1200 m3 下降到

850 m3 ,吨有色金属废水排放量由原来的 18.5 m3 下降到 16.8 m3 .

二、矿产资源勘探开发利用技术 大型矿产基地资源勘察 以西藏、 新疆等地区的成矿带为研究对象, 开展了中西部大型矿产基地综合勘察技术与示范和 新疆大型矿集区预测与勘察开发关键技术研究. 在重要成矿带区域成矿规律、 成矿模式、 找矿模式 和大型矿集区靶区优选研究方面获得重大突破, 发现了一批远景良好的物化探异常区和找矿靶区. 危机矿山接替资源勘察 重点研究三维立体地质填图和流体地质填图技术、 高分辨率金属矿地震勘察技术, 大深度 高精度电磁法探测技术、重磁三维反演技术和多参数联合反演技术以及数据处理解释技术与 软件, 开发了适合不同类型矿产深部与外围的勘察预测与综合勘察技术. 拓展了危机矿山的找 矿方向,部分危机矿山接替资源勘察取得重大突破,发现了一批有价值的物化探异常区和找 矿线索. 矿产资源综合开发利用 开发了深部复杂条件下金属矿、 煤炭资源的安全高效开采技术及井下大型无轨采矿成套装备, 图10-3 南水北调工程丹江口大坝

13 号坝段高度达到 176.6 米中国科学技术发展报告20072007 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT REPORT

160 难处理和中低品位金属矿高效选冶技术、选冶设备及高效环保选冶药剂,高效节水型和干法选煤 成套技术与装备,难选煤重介质旋流器选煤技术,金属矿生物提取技术、加压浸出技术、高效焙 烧技术和长寿命铝电解槽技术等. 针对阻碍我国大型多金属矿产资源基地稳步发展的瓶颈问题, 开 展了多金属资源综合利用关键技术攻关,进一步提高了大型金属矿产基地资源综合利用水平.

第三节 环境技术 重点研发环境监测与应急技术、环境污染治理技术、循环经济与清洁技术和生态系统恢复与 保护技术,为建设环境友好型社会提供强有力技术支撑.

一、环境监测与应急技术 环境监测关键技术 对单颗粒气溶胶实时在线检测飞行时间质谱仪进行了真空系统、软件和总体集成设计.完成 图10-4 二氧化硅地球化学图

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161 、 了天顶散射光 DOAS 系统整体设计及关键部件的设计加工,并在上海市崇明岛进行了为期

1 个月 的外场测试.开展了便携式水质分析仪的结构设计和部件选型,机载多通道激光雷达海面油污染 监测技术系统的搭建、部分软件设计和谱库建设,典型污染气体的散射系数与散射相函数反演和 基于多光谱的水质遥感模型等研究.提出了可以用极化雷达数据实现对水质进行遥感监测,初步 建立了痕量气体检测分析的实验平台. 环境污染事故应急技术开发与示范 首次系统开展了环境污染事故应急技术与决策体系建设研究,将在规范和指导中国重大环境 污染事件预防和突发性的环境污染事故处理处置中发挥重要作用.重大环境污染事件的甄别、评估、预测和预警以及处理处置的关键技术研究与集成,重点建立以风险控制为核心的重大环境污 染事件应急技术体系,可为饮用水源、农产品和淡水生物、大气等严重污染的累积性暴发和偶然 性突发的重大环境污染事件提供系统方案.

二、环境污染治理技术 远洋船舶溢油与压载水处理 成功开发了海上溢油遥感监测技术,获取的渤海海上溢油雷达图像,为 渤海

07 海上溢油应 急演习 的成功提供了重要的技术保障. 城市污水处理厂节能减排 构建了全国大中城市污水处理厂绩效评价指标体系和填充案例数据库, 研发了无动力滗水器、 脉冲式SBR法深度脱氮工艺、 短程硝化反硝化工艺、 反硝化除磷技术、 低氧微膨胀等节能新技术, 在工业应用中成效显著.

三、循环经济与清洁生产技术........