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四、能源领域
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四、能源领域

 (一)核能技术
  1.高温气冷堆研究和建设处于国际领先水平

  高温气冷堆是“十五”863计划能源技术领域的标志性成果。我国对模块化高温气冷堆的研究与建造已经处于世界先进水平,而高温气冷堆氦气透平发电系统更是世界上第一个将高温堆与气体透平直接循环结合的试验装置,使我国成为国际上高温气冷堆研究的主要领先基地之一。

  在国家“863”计划的支持下,“10MW高温气冷实验堆”于2000年底实现首次临界,2003年1月完成72小时满功率发电运行。此外,还完成了核心部件“氦气透平压气机组”的技术特性研究和连续运行考验,成功进行了高温堆固有安全性堆上试验,进一步证明了高温堆的先进性及安全性。中国华能集团公司、中国核工业建设集团公司、清华大学签署的《关于共同合作建设高温气冷堆核电示范工程投资协议》,标志着实施高温气冷堆商用示范核电站建设迈出了关键一步。

  研发单位:清华大学

  2. 工业CT设备达到世界先进水平

  “大型高能直线加速器无损检测系统”的研制成功,解决了检测航天、航空、兵器领域的大型关键零部件迫切需要,开创了多项核心技术与方法,攻克了大型动态扫描高精度定位、高动态范围投影数据、高能束流能谱硬化校正等一系列技术难题,实现了大型加速器CT的高分辨图像重建,解决了我国尖端技术发展的急需。教育部专家鉴定认为“综合技术指标达到国际先进水平,空间分辨率指标达到国际领先水平”。

  研发单位:清华大学/北京固鸿科技有限公司

  (二)太阳能技术
  薄膜太阳电池技术研究完成了薄膜制备设备研制、测试试验平台和部分中试线关键设备设计和制造。铜铟硒电池在相关的薄膜材料和器件结构等关键技术上取得多项突破,使我国铜铟硒电池综合开发能力接近世界先进水平;碲化镉电池在电池的结构、半导体薄膜的制备、集成组件的制造、关键生产设备的设计等太阳电池的产业化技术方面取得了多项创新,研制的0.5cm2小面积碲化镉薄膜太阳电池转换效率达13.38%,接近世界先进水平。课题研发将形成有重大产业化前景的年产0.5兆瓦铜铟硒和碲化镉薄膜太阳能中试生产线。

  研发单位:南开大学、四川大学

  北京天普太阳能工业有限公司(太阳能综合利用与建筑结合实现示范)

   (三)风力发电技术
  在大型风力发电装备技术方面组织对兆瓦级变速驱动和直接驱动两种变速恒频风力发电机组进行研发,为在“十一五”期间形成风力发电机组产业化提供了两种主力机型。

  变速驱动双馈式风力发电机组以自主研发为主,已具备主要部件的设计制作能力,样机国产化率达到85%。直驱式风力发电机组在引进消化吸收的基础上完成样机制作,1.2兆瓦发电机组已在新疆达坂城风力发电场成功吊装就位,进入调试运行阶段,样机国产化率达到40%,整机通过了德国船级社设计评估和认证。

  兆瓦级变速恒频风电机组立足于自主设计开发,开发出双馈式发电机风电机组,主要部件在国内专业生产厂加工、制造,具有自主知识产权。多功能缩比模型,填补了我国大型风电机组实验室地面试验、仿真测试设备的空白。

  我国首台1.2MW直接驱动式风电机组已在新疆达坂城风力发电场成功吊装就位,进入试运行。

  研发单位:沈阳工业大学、新疆金风科技股份有限公司

  (四)生物质能利用技术
  1.生物质液体燃料技术研究取得进展

  建立了目前国内外最大的、年产200吨的生物柴油中试生产装置。对于植物油及废油等原料生产生物柴油转化率均可达到95%以上,最高转化率可以达到96%,技术水平达到国际先进水平,产品达到0号柴油标准。该工艺制造生物柴油的生产成本远远低于化学法。利用废油脂生产生物柴油的成本约为2700元/吨。该技术不但对我国新型柴油能源开发有重要意义,并对减少城市地沟油和煎炸油排量,改善城市环境起到积极作用。

  甜高粱茎秆制取乙醇技术利用固体发酵工艺,建立年产5000吨燃料乙醇的综合利用产业化工程。纤维素废弃物制取乙醇技术实验研究将在国内率先开发出生物质废弃物制酒精(600吨/年)的完整工艺路线,为纤维素原料生产燃料乙醇技术的工业化示范奠定良好基础。

  2.4兆瓦生物质气化发电联合循环发电站建成

  该项目研制开发出了适合于我国国情的生物质中小型气化发电系统,采用循环流化床气化炉和先进的多级气体净化装置,配置多台500kW的单气体燃料内燃机组和余热发电机组,系统发电效率达20%~28%,单位投资约5000~65000元/KW,运行成本约0.35-45元/kW.h,具有较好的经济性;由于系统设计合理,灵活性好,技术应用范围广,适合于我国广大农村地区使用,有很好的市场前景和巨大的推广潜力。

  研发单位:中科院广州能源研究所

  (五)洁净煤技术
  1.煤炭液化技术取得重大突破

  石油供需矛盾突出已成为我国经济发展的瓶颈。煤炭液化是缓解石油供需矛盾的战略措施,发展煤炭液化对产业结构调整、建成新型产业具有重要意义。“十五”863计划组织中科院山西煤化所、兖矿集团有限公司、神华集团有限责任公司、煤炭科学研究总院北京煤化工分院等单位分别对煤炭直接液化和间接液化产业化关键技术进行了研发,并取得了重大突破。

  研发单位:中科院山西煤化所

  兖矿集团有限公司

  神华集团有限责任公司

  煤炭科学研究总院北京煤化工分院

  2.煤炭气化技术达到国际先进水平

  在干煤粉加压气化技术方面,西安热工研究院建成36吨/天中试装置,使我国与国际水平的差距大大缩小,为今后在干煤粉加压气化技术方面的进一步开发积累经验、奠定基础。

  十五期间,华东理工大学对自主开发的新型水煤浆气化技术进行了放大,并在兖矿建成了1150吨/天新型水煤浆气化炉工业示范装置,通过工业化规模的气化炉的示范运行,我国在水煤浆气流床气化技术方面将达国际先进水平,拥有自主知识产权的大型煤气化技术。

  研发单位:兖矿集团有限公司

  国电热工研究院

  3.煤气化发电、燃(原)料联产技术为系统推广奠定基础

  十五期间,中国科学院工程热物理研究所建立了国内第一个重型燃气轮机合成气燃烧室中压全尺寸试验台,发展了一套完整的合成气燃烧室设计与改造系统,并将全三维燃烧室数值模拟紧密地融入到设计体系;建立了煤炭联产系统优化集成设计平台,基本形成了具有自主知识产权的煤炭联产设计技术。这些研究成果将直接用于兖矿集团有限公司的首套具有80MW级发电能力和24万吨甲醇/年生产能力的煤气化发电与甲醇联产系统示范工程之中,项目的完成会对抑制国际高端技术的垄断产生积极影响。

  研发单位:兖矿集团有限公司

  4.高效燃煤发电及烟气净化技术

  十五期间依托国内华能玉环2X1000MW超超临界机组的工程建设,在国内首次提出了我国发展超超临界火电机组的技术选型方案;完成了性能先进、高效、环保的国产化超超临界火电机组的关键技术开发,并取得了多项专利技术,对于实现我国火电结构调整、提高电力工业总体水平和促进我国经济可持续发展等均具有重要的意义。在863项目的引导下,“十五”末期,将有2000MW超超临界燃煤发电机组投运,对于电力工业的发展将会产生重大影响。同时,也将带动相关产业如动力机械制造业的发展,为我国传统产业的升级提供良好的条件和机遇。

  研发单位:国家电力公司

  中国华能集团

  哈尔滨工业大学

  南京电力自动化设备总厂

  国家电站燃烧工程技术中心

  辽宁科林环保工程公司

  5.燃气轮机技术

  “十五”期间,燃气轮机重大专项设立了重型燃气轮机和微型燃气轮机两个研制项目。重型燃气轮机是洁净高效发电的重大动力机械装备,微型燃气轮机是分布式供能系统的核心装备。

  通过R0110重型燃气轮机,初步形成了自主设计和制造重型燃气轮机的能力,带动了材料、先进制造等领域的创新。R0110燃气轮机填补了有自主知识产权重型燃气轮机的空白,并具有明确的产业化前景。

  通过100kW级微型燃气轮机,培养了独立研发微型燃气轮机及其热电联供系统关键技术和产品的队伍,使我国成为了掌握微型燃气轮机设计、制造技术并具有成套能力的国家。所研制的微型燃机处于国内领先水平。

  研发单位:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司

  哈尔滨东安发动机(集团)有限公司

  (六)燃料电池
  1.直接醇类燃料电池微电源系统集成研究进展显著

  铂基电催化剂、复合双极板、阻醇电解质膜、膜电极集合体等方面取得突出进展,开发出的铂基电催化剂性能达到国际同类产品的先进水平,通过对电极结构、水热管理等优化,单电池的最高功率密度已达到300 mW/cm2。研制成功15 W、 20 W和50W空气自呼吸式微电池系统,及200 W的电池组。申请2项美国发明专利,14项中国发明专利。

  研发单位:中科院大连化学物理研究所

  2.高储量储氢材料研究取得进展

  研制成功两种高容量钛系合金,有效储氢量分别达到2.28wt.%和2.32wt.%,循环寿命均已超过4200次。研制成功一种高性能镁基复合材料,150℃有效储氢量达到3.36wt.%。稀土储氢合金已初步确定中试生产工艺,研制的储氢容器储氢率已达到48kg/m3。建立起储氢容器及其储氢材料的研究平台。

  研发单位:北京有色金属研究总院

  浙江大学

  中科院微系统所

  3.高温燃料电池研究取得进展

  通过高温燃料电池研究,已经具备了研制数十千瓦级熔融碳酸盐燃料电池、数千瓦级固体氧化物燃料电池发电系统的能力,为建立中试规模生产基地奠定了基础。

  通过高温燃料电池研究,具备自主加工制造熔融碳酸盐燃料电池的各个组件的能力,成功研制和开发了10kW的电堆和50kW的系统。形成50kW级示范电站完整的自主知识产权,建立了大型熔融碳酸盐燃料电池电池组关键材料电极、电解质板、双极板的中试化制备基地,形成大型熔融碳酸盐燃料电池电池组关键材料制备技术的自主知识产权。

  平板型中温固体氧化物燃料电池数百瓦级的电池堆实验运行获得成功,为进一步优化放大奠定了基础,并具有完全的自主知识产权。在大面积阳极支撑型电解质膜,高温密封材料,合金连接板的保护涂层等关键部件的研制上取得突破,建立了千瓦级的电池堆控制系统。

  研发单位:上海交通大学燃料电池研究所

  中科院上海硅酸盐研究所

 

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