科技部部长多次提到的“超超临界”发电技术，究竟是什么？丨新科普

在6月6日举行的“中国这十年”系列主题新闻发布会上，科技部部长王志刚数次提到“超超临界高效发电技术”。6月8日，华西能源、长源电力、豫能控股、争光股份等相关概念股，上涨了5%以上。

谈到煤炭清洁高效利用时，王志刚表示，我国连续15年布局研发了百万千瓦级超超临界高效发电技术，目前供电煤耗最低可达到263克每千瓦时，大大低于全国平均水平，也处于全球先进水平。目前，超超临界高效发电技术和示范工程已经在全国推广，占煤电总装机容量的26%。

那么，什么叫超超临界技术？“超超临界是指介质的状态，这需要先了解‘临界’的含义。”上海电力股份有限公司生产部主任瞿浩解释，临界是指由某一种状态或物理量转变为另一种状态或物理量的最低转化条件。对于火力发电而言，简单理解就是用煤“烧水”，使水变成有一定压力和温度的水蒸气，这个过程中，水蒸气推动汽轮机转动，从而带动发电机发电。按照热力学原理，蒸汽压力和温度参数越高，发电效率也相应越高。因此，自火力发电厂诞生的100多年来，伴随着钢铁材料的进步，火力发电厂的蒸汽压力和温度在不断提升，电厂的效率也在相应的不断提高。

在煤电生产领域，在22.115兆帕的压力、374.15℃的温度下，水蒸气会被压缩到其密度与液态水一样，这个条件叫作水的临界参数。比这个参数高就叫作超临界参数，典型的如24兆帕/540℃，而在超临界压力参数以上，蒸汽温度不低于580℃，则被称为超超临界，典型的如26兆帕/600℃。用这样的蒸汽去推动汽轮机组做功的发电技术就是超超临界燃煤发电技术。

业内人士表示，我国超超临界高效发电技术比发达国家起步晚，但利用国内市场提供的巨大舞台，通过自主研发等方式，目前多家上市公司已经具备先进水平的设计制造平台和全球600℃温度等级超超临界机组最多的设计运行经验，为今后我国下一代700℃高效超超临界燃煤发电技术的发展奠定了良好基础。

外高桥第三发电厂发电机组车间，一尘不染。

为何我国要不断攻克超超临界发电机组技术？简单来说，利用“超超临界”发电机组发电不仅能耗低，而且还环保、省钱，能利用最少的煤发出最多的电。理论上，蒸气做功效率越高，煤耗越低。资料显示，下一代超超临界机组的净效率可达50%甚至更高，对应的供电煤耗仅为246克/千瓦时甚至更低。600℃等级超超临界机组比540℃等级超临界机组约可降低10克/千瓦时的煤耗，一台600兆瓦的机组一年下来可以节省30000吨标准煤。

因为我国的资源禀赋是“多煤、少油、缺气”，目前主要的发电方式依旧是燃煤火电，因此超超临界高效发电技术的运用空间很广。数据显示，在2020年我国火力发电量占了全年发电量的65%。随着社会的发展，国内电力需求也越来越大，截至2020年底，我国全社会用电量达到7.5万亿千瓦时，同比增长3.1%，人均用电量约5357千瓦时。因此提高火力发电的效率具有十分重大的意义，利用“超超临界”发电机组发电便是其中的技术之一。

世界公认，火电领域供电煤耗每下降10克/千瓦时，技术就领先一代。例如上海外高桥第三发电厂是全球第一个将供电煤耗降到280克/千瓦时以下的发电厂，其机组蒸气温度600℃，年发电平均净效率提高到了惊人的45.4%。

上海电力股份有限公司漕泾电厂是上海百万千瓦等级超超临界机组电厂之一。电厂运行部主任戴雁宾介绍，虽然投产至今12年有余，但先后通过“燃煤电厂烟气多污染物协同高效减排关键技术改造”和“多边界条件下供热系统综合改造与拓展”改造，不仅将供电煤耗降低至274.3克/千瓦时的优秀水平，同时为上海市化学工业园区热网提供1/3的热力保障，每年可为园区降低污染物排放指标和碳排放约7.6万吨，每年节约标准煤2.25万吨。

上海漕泾电厂。

“超超临界技术”正在我国迅速推广。2019年4月25日，运用上海申能电力科技公司的“外三升级版”技术，华润电力河北唐山曹妃甸电厂3号机组已正式投入商业运行。这一凝聚着上海制造、上海创造的1050兆瓦一次再热超超临界燃煤汽轮发电机组，以额定工况低于263克/千瓦时的供电煤耗，再次创造世界煤电行业“最好水平”，成为世界煤电行业的节能新标杆。而当人们以为极限已至的时候，我们又在期待划时代的新跨越——“251工程”，又叫“135万千瓦二次再热超超临界发电机组”，它采用了上海申能电力科技公司的“高低位分轴布置”等一系列独创技术和已在外三电厂等成功运用的创新技术，其额定工况的设计目标是：供电煤耗251克/千瓦时，这将再次大幅刷新世界纪录。

栏目主编：黄海华 题图来源：采访对象供图

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来源：作者：李蕾