国家电投7项火电科技创新成果 打造能源之“源”

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北极星火力发电网讯:能源生产和消费革命正深刻地

改变着电力的生产方式和发展方向

加快解决风、光、水电消纳问题

构建清洁低碳、安全高效的能源体系

是我们使命和发展方向！

10月15日，国家电投举行

“科技赋能能源生态”科技成果发布会

上海成套院在清洁高效火电领域

自主研发的7项科技创新成果

正式发布！

这7项科技创新成果

“高”在哪里？

一起get吧！

01

综合节能

围绕综合节能改造、提参数改造、新能源互补发电等方面开展大量自主研发工作，形成技术成套，助力集团公司火电机组达到行业“同等级、同类型能耗指标先进水平”。

1.宽负荷提参数通流改造，锅炉综合改造及机炉耦合等技术，根据不同机组情况可实现降低供电煤耗15～30 g/kW·h。

2.多介质多耦合回热技术，成功应用于清河电厂两台60万千瓦机组，实现额定负荷下供电煤耗降低近7 g/kW·h，达到国际领先水平。

3.650 ℃和700 ℃等级关键材料和部件冷却等技术，可为新机组节能和经济性提升带来效益。

02

灵活性提升

积极响应国家消纳新能源需求，在运行灵活性、燃料灵活性、供能灵活性方面自主研发一系列关键技术，形成灵活性提升技术体系并推广应用。

1.运行灵活性方面

攻克了火电机组低负荷下的安全、稳定、协调、环保等难题。国内首次实现65万千瓦机组纯凝工况27 %负荷调峰及并网脱硝；实现白山电厂30万千瓦机组达到20 %负荷调峰，均达到同类机组最高水平。

2.燃料灵活性方面

研发了劣质煤、煤泥、污泥以及垃圾耦合等大比例掺烧关键技术，实现资源合理消纳利用，提升燃煤机组盈利能力；在外高桥及辽宁东方电厂成功实现磨煤机满出力掺烧褐煤。

3.供能灵活性方面

在开封电厂完成首台60万千瓦机组低压缸零出力改造，实现调峰能力提升20 %，综合供电煤耗下降15~20 g/kW·h。

03

TES废水零排放

自主研发TES脱硫废水零排放技术，在西宁火电两台66万千瓦机组成功应用，为集团公司首台套示范，主要优势包括：

1.实现净水100 %高效回收、梯级综合利用；实现全厂废水零排放，深度减轻水环境污染问题。

2.系统适应性强、现场运行稳定、无需固体废弃物处理；相对于国内外同类技术，投资和处理成本降低约25 %，专家鉴定达到国际领先水平。

3.技术持续升级，不断优化并突破减排、零排及低成本取水技术，实现火电机组更高水平的清洁生产能力。

04

烟气水回收

自主研发烟气水回收技术，在燃煤机组脱硫塔后加装相变凝聚烟气水回收换热器（烟气冷凝器），降低烟气温度，使烟气中的水蒸气发生相变后回收利用，提升水资源利用，降低污染排放。该技术多次荣获中国电力行业创新成果奖，达到国内领先水平。主要优势：

1.国内首次采用钛金属箔管作为换热原件和优化结构设计，防止烟气腐蚀，降低产品成本，实现设备全寿命运行免维护。

2.对于百万燃煤机组，年可节约用水45万吨，节水效益凸显。

3.在烟气吸水过程中可将烟气中的粉尘、可溶性盐、SO3等污染物有效去除。

05

综合智慧能源

以绿色、低碳、节能、生态为目标，深入推进综合智慧能源关键技术和系统集成技术开发，提供技术研发、方案设计、项目规划及工程总承包等服务。主要成果包括：

1.研发了综合智慧能源控制及服务平台、智慧供热技术、储能电站AGC协同控制系统、分布式燃机选型软件等，在麻城人民医院项目中推广应用，并参与福建平潭、武汉光谷、江西儒乐湖、珠海横琴以及同安农光互补等综合智慧能源项目。

2.实现综合智慧能源闭环控制及节能10~15 %以上、供热管网节能率10~20 %、AGC协同控制。

06

智慧电站关键技术

将新一代信息通道、人工智能、大数据等技术应用于电站的运行、维护、管理等各环节，以状态检修、智慧运行、智能机器人等为载体，自主研发一系列关键技术，处于国内领先水平，努力实现电站安全、高效、清洁、灵活运行。荣获国家科技进步二等奖，拥有发明专利61项，联合技术攻关集团企业制定标准10余项。具体包括：

1.状态检修方面

重点攻关了基于人工智能的预测、诊断和预警技术、故障库技术、三维数字孪生体技术、状态检修策略技术，在国内首次实现了覆盖锅炉、汽机、电气、辅机的火电机组状态检修全覆盖，推进纠正性维修、预防性维修向预测性维修的转变，在减少机组和设备非计划停运的同时，实现了检修费用、检修项目和检修周期的优化。目前正在开展江西公司、内蒙公司、上海电力、河南公司、中电国际等多家电厂试点。

2.智慧运行方面

利用人工智能自动发现系统异常、发现人难以发现的异常趋势，减少运行人员监盘的工作量，通过智能监盘等技术实现运行人员减少50 %；将DCS控制系统优化与运行智能寻优相结合。利用深度学习、强化学习算法，在保证安全、环保的同时，减少运行人员的操作量。

3.智能机器人方面

积极开展多项技术攻关，联合东方能源、上海电力、江西公司等单位推进炉管检测爬壁机器人、灰库清灰机器人以及无人机炉膛检测机器人等领域的技术研究。在扩大检测范围、提高检测标准化程度的同时，节省水冷壁检测时间和工作量50 %以上，达到国际领先水平。

07

大型电站高端调节阀

长期为GE、MAN、SIEMENS等公司提供大型电站阀门关键部件配套服务，掌握了国际先进水平的阀门制造工艺，通过自主设计研发，成功研制出适用于600 MW及以上等级机组的高加疏水阀、最小流量调节阀等5种阀门产品，性能指标达到国际先进水平。技术特点及效益如下：

1.技术特点

采用多项专利技术，优化降压控制、提升阀体抗冲蚀性、减少阀门内漏、降低运行噪音，全面提升产品的稳定性、可靠性，有效延长使用寿命。

2.经济效益

开发应用免焊接散热、带导向套筒迷宫盘片组合等优化结构，零部件拆装灵活，便于维护；与采用国外同类产品相比，节约采购维护成本30%。

科技报国六十载，创新引领再启航未来，上海成套院将紧密围绕国家能源政策与集团战略规划深入推进从传统能源科技力向绿色能源科技力的转变从技术追随向技术引领的转变建立并完善研发、应用产业化紧密衔接的创新链条科技创新赋能高质量发展构建清洁低碳、安全高效的能源生态全力支撑国家电投建设具有全球竞争力的世界一流清洁能源企业！

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深度报告 火电行业发展现状和未来趋势分析

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一、火电行业发展现状

相较其他能源发电，我国火力发电技术起步较早，火电占领电力的大部分市场，行业发展处于成熟阶段。近年来，火力发电量保持稳定增长，受环保、电源结构改革等政策影响，火力发电量市场占有比重呈逐年小幅下降态势，但同时受能源结构、历史电力装机布局等因素影响，国内电源结构仍将长期以火电为主。火电行业未来只有不断提高火力发电技术，才能适应和谐社会的要求。火电行业推进产业结构优化升级正当时，未来，实现高效、清洁、绿色生产方式是行业发展主要目标。

（来源：微信公众号“世经未来” ID：wefore 作者：专业银行顾问）

2019年中国火力发电量达51654亿千瓦时，占全国发电总量的72.32%，其中煤电发电量4.56万亿千瓦时(同比增长1.7%)。受疫情因素影响，2020年1-3月全社会用电量呈现同比下滑态势，其中二产及三产用电同比分别下滑8.8%、8.3%，一季度发电量不可避免地出现同比下滑。据统计，1-3月份全国火力发电量达11746亿千瓦时，与2019年同期相比下降8.2%，伴随着后续复工复产的有序推进，用电量有所复苏，火电经营边际向好。

2019年全国火力发电量前十大省市依次为山东、内蒙古、江苏、广东、山西、新疆、河北、安徽、河南和浙江，其中山东、江苏、广东、河北、河南、浙江等省份2019年火力发电量实现负增长，从全国来看，2019年山东省火力发电量达5169亿千瓦时，排名第一。

近年来，我国高效、清洁、低碳火电技术不断创新，相关技术研究和实际运用达到国际领先水平，为优化我国火电结构和技术升级作出了贡献。整体来看，火电在当前和今后仍然具有许多独特的优势，这些都是其他非化石能源在相当长时期内无法替代的，面对如今日益严格的绿色发展要求，火力发电行业必须加大科技创新力度，提升绿色管理水平，增强行业绿色竞争力。

二、行业供需分析

（一）上游供给情况分析

1、全国火电装机情况

1882年上海电气公司的成立，拉开了国内电力行业发展的序幕，经过一百三十多年的发展，我国发电装机容量已稳居世界第一，据国家能源局数据显示，2019年全国发电装机容量达201066万千瓦，同比2018年增长了5.8%。

从各能源装机结构来看，火电仍然是我国最主要的电力能源，2019年约占国内电力装机容量的59.22%，近年来随着煤电去产能成效初显，我国火电装机量增速放缓，2019年中国火电装机容量为119055万千瓦（包含煤电1045GW、燃气90GW），同比2018年增长4.1%。

总体看，在火电装机建设方面，近年来火电装机容量持续增长，随着之前年度火电投资项目的陆续投产，短期内火电装机容量将继续保持增长，但受国家煤电停、缓建政策影响，火力发电装机容量增速将得到明显遏制。此外，近年来受环保、电源结构改革等政策影响，国内非化石能源装机快速增长，火电装机容量占电力装机容量的比重呈逐年小幅下降态势，且该趋势未来将长期保持，但同时受能源结构、历史电力装机布局等因素影响，国内电源结构仍将长期以火电为主。

2、发电效率情况

目前，我国电力工业已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，与此同时，新的问题与困难将迎面而来，我国火电装机产能呈现局部过剩、利用小时逐年下降的新常态，2019年中国火电平均利用小时数为4293小时，同比2018年减少68小时。

3、火电建设投资情况

随着清洁能源的悄然崛起，抢占部分火电市场，近年来我国火电建设投资呈现持续减少态势，2019年我国火电电源基本建设投资完成额为630亿元，同比2018年下降20%。

4、行业供给展望

结合“十三五规划”、在建火电电厂的投产计划及淘汰落后产能《2019年煤电化解过剩产能工作要点》、《国家能源局关于下达2019年煤电行业淘汰落后产能目标任务的通知》等相关政策，未来火电新增装机规模有限，预计2020年新增装机规模将基本与2019年持平，约3500~4000万千瓦，累计装机规模增速约2.00~3.50%。到2020年煤电装机控制在11亿千瓦左右，气电装机为1.10亿千瓦。

发电量及发电效率方面，根据上文火电行业需求与火电装机增速分析，以及火电新增装机规模和火电发电量等测算，预计2020年火电设备利用小时数将小幅下降。

（二）下游用电需求分析

1、用电量保持稳定增长

2019年，全国全社会用电量7.23万亿千瓦时，比上年增长4.5%。全国人均用电量5161千瓦时，人均生活用电量732千瓦时。

2、用电结构：第二产业占比大，第三产业和城乡居民用电贡献率超50%

（1）第一产业用电量平稳增长

2019年，第一产业用电量780亿千瓦时，比上年增长4.5%。其中，渔业、畜牧业用电量分别增长8.2%和5.0%。第一产业用电量对全社会用电量增长的贡献率为1.1%，拉动全社会用电量增长0.05个百分点。

（2）第二产业及其制造业用电量保持中低速增长

2019年，第二产业用电量4.94万亿千瓦时，比上年增长3.1%。第二产业用电量占全社会用电量的比重为68.3%，比上年降低0.9个百分点。第二产业用电量对全社会用电量增长的贡献率为47.9%，拉动2.1个百分点。

制造业用电量比上年增长2.9%，其中，四大高载能行业用电量比上年增长2.0%，其中建材行业用电量增速为5.3%，黑色行业用电量增速为4.5%，化工行业用电量与上年持平，有色行业用电量增速为-0.5%；高技术及装备制造业用电量比上年增长4.2%；消费品制造业用电量比上年增长2.2%；其他制造业[注解4]用电量比上年增长6.3%。

（3）第三产业用电量保持较快增长

2019年，第三产业用电量1.19万亿千瓦时，比上年增长9.5%。其中，信息传输/软件和信息技术服务业用电量增长16.2%，租赁和商务服务业、房地产业、批发和零售业用电量增速均在10%以上。

（4）城乡居民生活用电量中速增长

2019年，城乡居民生活用电量1.02万亿千瓦时，比上年增长5.7%。分城乡看，城镇居民、乡村居民用电量分别比上年增长5.5%和5.9%。

（5）第三产业和城乡居民生活用电量对全社会用电量增长的贡献率合计超过50%

2019年，第三产业和城乡居民生活用电分别拉动全社会用电量增长1.5和0.8个百分点。第三产业和城乡居民生活用电量对全社会用电量增长的贡献率分别为33.1%和17.9%，两者合计达到51.0%，其中第三产业贡献率比上年提高10.1个百分点。

3、西部地区用电量增速领先

2019年，东、中、西部和东北地区全社会用电量分别比上年增长3.6%、4.5%、6.2%、3.7%，占全国比重分别为47.2%、18.7%、28.3%、5.8%，全国共有28个省份用电量实现正增长。

4、行业需求展望

按照“十三五”发展规划，预计2020年全社会用电需求增长4%-5%，2020年火电总体需求量依旧上涨，但增速预计有所收窄。分项消费来看，第二产业方面，预计2020年第二产业用电量增速将有所放缓，消费占比将继续呈下降趋势。第三产业方面，受云储存、5G等信息技术行业快速发展，用电电耗较高影响，近年对全社会用电量增速贡献率显著增长，但受宏观经济增速下行及疫情的影响，预计2020年第三产业用电量增速将出现下滑，但对用电需求增长贡献度依旧较大。城乡居民生活用电方面，随着国家城镇化率和居民生活电气化水平持续提高、农网改造和居民煤改电的推进，预计2020年城乡居民生活用电仍能维持一定增长。综合2020年第二产业、第三产业及城乡居民生活用电增速及占比变化趋势，考虑宏观经济增速下行等影响，预计2020年全社会用电量增速将有所放缓。

三、行业发展趋势判断

作为煤炭资源大国，我国将长期以火力发电为主，但受到我国供给侧结构性改革、非化石能源发电技术的发展，火力发电装机容量市场占比将逐渐有所下滑。未来一段时间，为了切实贯彻科学发展观、提高发电效率、做到清洁发电,中国的火力发电也将逐步转型为高效、清洁、环保的发电方式。并且将强化管理制度，建立梯形制度，因地制宜发展，取得行业结构优化。

（一）火电装机容量将持续增长，国内电源结构仍将长期以火电为主

我国电源结构以火力发电为主，其中燃煤发电在火力发电中占据主导地位。2019年，我国火电发电量在总发电量中的占比达88%；燃煤发电量在火电发电量中的占比达62%，燃气发电、燃油发电量占比小。

在火电装机建设方面，近年来火电装机容量持续增长，随着之前年度火电投资项目的陆续投产，短期内火电装机容量将继续保持增长，但受国家煤电停、缓建政策影响，火力发电装机容量增速将得到明显遏制。此外，近年来受环保、电源结构改革等政策影响，国内非化石能源装机快速增长，火电装机容量占电力装机容量的比重呈逐年小幅下降态势，且该趋势未来将长期保持，但同时受能源结构、历史电力装机布局等因素影响，国内电源结构仍将长期以火电为主。

（二）清洁高效的火力发电技术不断发展

根据当前我国的能源分布、能源消耗、环境污染的情况，既然火力发电的供应将长期作为生产生活的主要供应源，那么在这一长期趋势和大背景下，积极的探索清洁高效的火力发电技术就显得尤为重要了。

常见的新型火力发电技术，包含了煤炭加工、煤炭转化、烟气净化以及燃料电池四种，尤其是燃料电池和烟气净化，对此，行业内学者和电厂工程师将继续不断钻研，探索清洁高效的火力发电方式。

（三）管理制度将不断强化

科学发展观、清洁能源、高效利用火力发电,这些都不只是技术部门和环保部门的问题，火力发电的转型,是一个系统工程,不仅仅需要技术人员的刻苦钻研,更需要在管理制度上改革创新。我国还处于发展阶段,社会用电量需求大,电厂分布广。如果同时研究、同时转型,在技术上和财政上，都得不到强有力的支持。因此应该在制度上加强梯度建设,优先在发达地区,技术成熟的地区做试点,然后逐级更新。对于电厂的发展,也不能搞一刀切,要切合当地的资源以及需求,真正做到因地制宜。

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