沈阳航发研究所李孝堂：加快燃机发电与可再生能源互补 提高清洁能源利用
2017-08-19 18:45:43
摘要：中国沈阳航发研究所副所长李孝堂建议，加大能源互联网发展力度，加快燃机发电与可再生能源互补，提高清洁能源利用率。
图为2017年能源大转型高层论坛现场
能源新闻讯 2017年8月19日，由国务院发展研究中心资源与环境政策研究所主办的“2017年能源大转型高层论坛”在北京召开。中国沈阳航发研究所副所长李孝堂在作《自主知识产权燃气轮机实现途径及产品发展》主题演讲时建议，加大能源互联网发展力度，加快燃机发电与可再生能源互补，提高清洁能源利用率。
以下为李孝堂演讲文字实录：李孝堂：谢谢主办方给我提供这样一个机会，我来跟各位嘉宾汇报一下我国自主知识产权燃气轮机实现途径及产品发展。
今天的主题是能源大转型，主要把天然气发展成为我们主体能源之一。这个重要的载体就是燃气轮机。现在国内燃气轮机主要是中国航发沈阳发动机研究所，我把我们的情况跟大家介绍一下。
分四部分跟大家介绍。第一部分是概述。
燃气轮机是继蒸汽轮机和内燃机之后新一代动力装置，具有很多的优点。有重型燃机、轻型燃机、微型燃机等三种形式。
燃气轮机只有几个国家能够研制这个东西，被誉为机械上的明珠。
燃气轮机的作用，应用领域宽，一个就是舰船用。目前世界发达国家海军78%都使用燃气轮机，我们国家是11%。
在电器方面，很多的电站，占美欧新建电站80%以上。在综合能源方面应用非常广泛，而且能够利用率非常高，综合利用率在70%到90%以上。
石油行业，西气东输、油田注水方面都有很大的应用。在化工方面，在焦炉煤气、高炉煤气等都有应用，现在为了减排，像高炉煤气、焦炉煤气，用燃气轮机把它转化为电力。在战车动力方面应用非常广泛，尤其在美俄近3000辆采用了燃气轮机。
燃气轮机对国家战略意义重大。一个是国防安全，一个能源安全。国防安全，舰船燃机是实现国防现代化、确保国家安全的重大战略装备，是捍卫制海权的主要工具。另外一个能源安全，我国发电和天然气输送使用燃机均为国外机组，能源市场动力严重受制于人，对能源安全构成严重威胁。
另外国外燃气轮机发展现状，20世纪40年代，航空发动机和工业燃机处于同一起跑线，之后航空发动机技术首先获得飞速发展。国外各航空发动机公司为满足市场需求，将航机技术向工业和船用燃机转移。
为什么用航空发动机作为燃气轮机呢，航空发动机和燃气轮机之间都可以共享的，所以用航空发动机开始燃气轮机，周期、风险、费用都比较小。
在通讯型航机上可以发展出不同的燃机，例如在CF6-80C2派生发展燃气机，还有把压缩机放大，重型的燃气轮机，美国的H机，把它放大补充的。
另外，燃气轮机可以在一个基本型号上不断地发展和改进，系统地发展。LM2500不断地发展有小的改进，不断系统地发展。
在国外，政府和企业制定了多层次的技术研究规划，在美国和欧盟都制定了不同层次的研究规划。
国内燃气轮机，重型燃机基本上采用三家，一个是GE，一个是西门子、一个是三菱，国家的招标基本上大家都清楚。
中小型燃机市场上被国外垄断，主要是GE、罗罗和索拉。
舰用燃机通过技术引进和自主研制，但目前只有17%的舰船采用了燃机作为动力。工业用微型燃机，产品国内近乎空白。
2016年，国家两机重大专项全面启动，燃机产业的发展面临重大机遇。而且今天属于能源大转型，也是跟燃气轮机的自主发展带来了机遇。
第二部分，自主知识产权燃气轮机实现途径。
为什么开发自主知识产权燃机，主要是解决长期受制于人造成国防和能源的安全重大风险。舰船燃机是实现国防安全，国防一旦被控制了，对我们是非常危险的。举一个例子，古巴都是购买的燃气轮机，从1962年开始美国对古巴实施经济、贸易和金融全面封锁，导致古巴购买的燃气轮机和电网设备无备件保养维修，造成古巴电力供应紧张和大面积停电事故。
第二原因是燃气及维修服务费用高昂。这是一个费用的统计表，这是2011年能源局统计的一个表。初期服务费、保障费更贵。这个就是目前来看，平均每年的维修费用大约1亿多，四年左右，服务费、保障费就可以买一套燃气轮机。1台MS9001FA燃气轮机价格为3.6亿。
我们目前具有自主设施能力和研发能力，现在有一整套完全自主知识产权的发动机研发体系，包括航机、燃机整机试车台，等部件、系统测试器。
这个是研发设计路线图，主要以现有的航空发动机，一个是昆仑发动机和太行发动机来系统研制燃气轮机，目前已经发展了轻型燃气轮机和重型燃气轮机。
第三个是就是自主知识产权燃气轮机产品发展。
依托航空技术优势，按照生产一代、研制一代、预研一代、探索一代的可持续发展模式，通过多年努力，形成了航燃并举、轻重兼顾、系列发展的良好局面，建立了燃机自主发展的态势，实现了与航空发动机共同发展的格局。从产品研发到产品制造到成套及市场开发的系统产业链。
这个就是现有的产品示意图，从一千千瓦到一万千瓦都有了。基本上处于世界先进水平。
在研发的基础上，我们通过间冷技术可以达到4万千瓦的，后面还有40万千瓦的简单循环，这两个都列为国家重大专项。
现在在国内和国外都有采用，现在累计运行6万小时。这个是QD128燃气轮机技术参数，在QD70基础上开发了三型，一星是新能源的，第二个是QD70B针对海洋平台设计的，QD70C是作用用电源的。目前累计完成各项考核示范约8000小时。
QD70系列燃气轮机技术参数，这个是燃气轮机的情况，现在已经替代进口了，已经列装部队了。
这个是QD185已经达到世界先进水平。现在用于潜艇，这是第一个用户，今年已经开工了。
这是QD185的一些技术参数，大家可以看到效率还是很高的。这是它的关键技术情况。
现在在航空发动机的技术一些基础，还有一些新研发，863重大专项的要求就是达到世界先进水平，确保燃气轮机达到世界先进水平，所以效率对将来企业的盈利是至关重要的。
这是R0110燃气轮机，它的效率比现在的E+级要高。现在解决了燃气轮机单壁干式低排放燃烧室的设计、制造、全温全压试验，排放指标，在此基础上提高功率和效率。
QD400也是国家重大专项，现在还没有推向市场。现在实验已经达到指标了，这是可以用于发电，也可以用于军队。当然立项的时候，以军队为主了。这是QD400突破的先进技术，所有构建都达到了世界先进水平。
后面讲一下自主知识产权燃气轮机发展的建议。
自主知识产权燃气轮机一开始启动的时候，大概在2000年左右启动的，但是出来以后，有一阵当时比较热，但是后来以后，天然气价格一高，电价又低，大家的积极性又不高。所以，是由我们来推动这件事的发展。
现在我感到要解决这个问题，借我们这次能源大转型的机会，我想提这么几点建议吧。
第一，目前的问题是，电气价格倒挂严重，影响了发电企业的积极性，希望加大改革力度或者适当给予补贴，提高清洁发电企业的积极性。分布式能源能够用得起来的，基本上都是当地政府有补贴的，没有补贴的地方基本上推不动，谁也不愿意搞一个企业亏损。
第二，解决自主研发燃机考核力度不够，市场应用不够，业绩不足。现在搞燃气轮机现在进入一个死循环，考核不够，买的时候不愿意买，谁也不愿意吃第一个螃蟹。这个东西没人用，发展就发展不起来了。所以，希望积极推进示范电站建设，在产业政策上，鼓励使用自主研制的燃机产品，加快成熟。
第三，加大投入，保证燃机技术持续发展提高。前面我也说了，国外有整个专门的计划，国外低排放燃烧室这一块，现在通过不断的发展，现在已经从DLN1.0发展到2.0，性能和可靠性也不断提高。建议成立发展基金，推动自主燃机关键技术不断改进提升，提高可靠性。
第四个，加大能源互联网力度，加快燃机发电与可再生能源互补，提高清洁能源利用率。
现在来看，可再生能源这几年发展很快，但是其中的问题很严重，主要还有一些发电不稳定的因素在里面，如果通过互联网+把这个分布式能源放进去，组成一个完整的系统，我认为这个地方可能把风电、光电，还有气电加在一起形成一个完整和良好的闭环，这对能源发展是利好的。我想能源大转型，能够加快能源互联网的力度。谢谢！(能源新闻网)
注：本文整理自李孝堂在“2017年能源大转型高层论坛”上的发言，未经其本人审阅。
