近日，國家能源局局長劉鐵男督促有關各方“盡快實現700攝氏度超超臨界發電技術產業化”。

在成為全球600攝氏度超超臨界燃煤發電機組運用最多的國家之后，中國開始向700攝氏度超超臨界燃煤發電技術發起挑戰。與600度技術采用消化吸收的方式不同，700度技術中國將自主研發。

6月24日，國家能源局在北京召開國家700攝氏度超超臨界燃煤發電技術創新聯盟第一次理事會和技術委員會會議，國家發改委副主任、國家能源局局長劉鐵男在會上稱，“有關各方要高度重視，將這項工作上升到關系國家能源安全的層面予以落實”，并“盡快實現700攝氏度超超臨界發電技術產業化”。

在發電領域，更高的蒸汽溫度意味著更大的壓力，可以相應產生更高的熱效率值，從而使發電煤耗降到更低。不過這對發電機組所用材料也是更大的挑戰。

可查資料顯示，從1998年開始，歐洲就開始了700攝氏度的研發工作，如今十三年過去了，依舊未能實現首臺700攝氏度超超臨界火電機組的并網發電。美國和日本也有相類似的計劃，不過也都遇到了技術瓶頸問題。

業內專家稱，與600攝氏度相比，700攝氏度在發電裝備的布局上差別不大。真正的考驗是材料，需要耐受更高溫度、更大壓力，而材料科學正是中國工業的短板。

能源局牽頭多方攻關

參加能源局前述會議的有中國電力[1.96 2.08%]工程顧問集團公司，以及相關的發電集團、設備制造企業等單位的代表。

劉鐵男在前述會議上強調，在突破700攝氏度技術難關時，“要通過政府引導、政策支持、市場導向、企業為主的方式開展產業化科技攻關”，“要通過700攝氏度發電技術的研發和示范，提高我國關鍵能源技術和裝備的自主化水平。”

這一思路得到了與會的一家設備制造商相關負責人的證實。該人士稱，其所參與的一個與700攝氏度超超臨界相關的項目就是典型的三方協同，包括了國內某主流發電設備制造商，五大發電集團中的一家，以及中國電力工程顧問集團公司的地方設計院。

國家能源局提供的稿件稱，“中國啟動700攝氏度超超臨界發電技術研發計劃有很好的產業基礎和廣闊的市場優勢。”這點也得到了眾多分析師的認同。

瑞銀證券董事、中國電氣設備分析師戴駿稱，中國在600攝氏度超超臨界上的技術已經非常成熟，不過用的主要是西門子的技術。“中國700度的研發實際上還是可能像高鐵一樣，是在消化吸收引進技術，在600度的基礎上再進行改良、提高。”

國外一家咨詢機構的能源電力部門咨詢經理表示，中國現在啟動700攝氏度技術研發是非常合適的，因為中國的600攝氏度超超臨界火電機組是全球最多的，中國的超超臨界機組運行經驗也是全世界最豐富的，中國是最應該啟動該技術研發的國家。

不過，一位資深電力專家稱，700攝氏度超超臨界的關鍵材料，目前主流的是超級鎳基合金，從1998年開始，歐洲對于這種超級鎳基合金便已進行了超過10萬小時的仿真實驗，而中國才剛剛起步，因此從時間上看是任重道遠。

中國一次能源的構成中煤炭占了近90%，在整個中國的電力結構中，火電占到了絕對多數。

根據中電聯2011年公布的數據，截至2010年底，中國的火電裝機比例高達73.4%，而西方國家的比例大多在20%左右。

主要市場是金磚五國

隨著以中國、印度為代表的發展中國家的崛起，全球燃煤機組的主要市場已從發達國家轉移到了發展中國家。而中國正是全球第一大燃煤火電市場，無論是西門子、阿爾斯通還是通用，都將其燃煤發電首要市場轉移到了中國，并紛紛在中國成立相應的合資企業。

戴駿解釋，“發達國家不像國內這么無可奈何，不得不用燃煤機組。發達國家可以用燃氣機組、核電機組、風電機組替代，有眾多的選擇。在此基礎上，它們是不太愿意采用燃煤這種污染問題比較突出的發電模式作為能源的主體。”

中國燃煤火電在超臨界以及超超臨界領域上，起步時間比西方國家都晚，不過在消化吸收了國外的先進技術之后，中國已經成為了全球最大的燃煤火電機組制造國。去年，上海電氣[6.88 0.29% 股吧]更是與印度信誠電力公司簽署供貨合同，將向其提供36臺660MW超臨界火電機組，合同金額82.9億美元，為印度史上最大的進口合同。

“700度超超臨界技術突破后，最主要的市場將是金磚五國。當然，中國是最大的需求方，其需求可能超過其他金磚四國的總需求量。”戴駿分析，“上升到700度，火電機組的單機容量都會比較大，很多發展中的小國家不需要，因為單機上1000兆瓦的話，有些小國家全國可能只要幾臺就足夠了，需求較少。”

戴駿認為走獨立自主研發的意義在于，“可以獲得出口上的自由度。這有點像之前的高鐵領域。在獲得了獨立自主的技術之后，出口就很方便了。”

據戴駿介紹，比如像上海電氣向海外市場出口600兆瓦的超臨界機組，必須得到西門子的許可。

材料是主要難關

據一位資深電力專家介紹，700攝氏度在國際上已經研究十幾年了，該項目在美國被稱之為美國能源部計劃。在歐盟被稱為熱力700計劃。歐洲從1998年開始啟動研究。這一研究主要集中在材料領域。從系統布局上來看，700度與600度相比變化是不大的。

上述專家稱，“700度需要采用超級鎳基合金。這種材料不能稱為合金鋼，因為其中的主要成分不是鐵，而是鎳。在該技術條件下，溫度是對材料最大的考驗。比如說合金鋼，在高溫狀態下，其強度將大幅下降，溫度繼續上升甚至會崩潰。此外，隨著時間的推移，在高溫高壓下，材料還會出現蠕變，變形越來越厲害，直至失效。”

據一位熟知發電設備領域的相關人士稱，國外某一流電力設備制造商曾經嘗試過用超級鎳基合金造了兩個缸，但是報廢了，這說明其也未能掌握這種材料的屬性。另外焊接也是考驗。“歐洲本來計劃2011年在德國開始建設一個55萬千瓦采用700度超超臨界發電技術的電廠，但是去年宣布因為材料和造價問題無法解決，不得不推遲3年。”

一位不愿具名的電力從業人員稱，目前700度超級鎳基合金的大口徑、厚管壁的制造和焊接工藝不過關。另外，價格奇貴，每噸單價是600度超超臨界合金材料的9倍。

前述不愿具名的電力從業人員稱，鎳是稀有金屬，一個百萬千瓦級別的發電機組在使用特殊合金上得需要成百上千噸，如果大規模工業化生產，這可能會形成資源瓶頸問題。

中投顧問冶金行業研究員安海軒指出，目前中國并不具備對于即將研發的700度超超臨界火電機組所需用到的超級鎳基合金的制造能力，還處于探索研發階段。

據一位冶金業人士稱，“中國的冶金行業非常不值得驕傲。”僅以圓珠筆為例，科技部部長萬鋼在今年兩會結束時曾表示，中國每年生產380億支圓珠筆，是全球第一大圓珠筆生產大國，但中國的“筆尖珠芯近90%來自進口。”

一個號稱能夠生產龍芯的國家，為了一個圓珠筆芯，居然得讓科技部啟動“制筆行業關鍵材料及制備技術研發與產業化”國家科技支撐計劃重點項目。

安海軒指出，中國冶金產業經歷了長期的粗放式發展與擴張，積累下來的產業發展弊病比較多。資源優勢[2626.87 0.36%]以及低廉的環保成本優勢，導致的后果是，該產業在發展過程中形成的落后產能較大，初級產品較多。“雖然中國在超超臨界機組取得了舉世矚目的發展，但關鍵零部件和原材料主要依靠進口，對新型耐高溫材料的加工工藝性能和應用性能還沒完全掌握，600度等級新型耐熱鋼尚未實現國產化，主要還處于研發試驗階段。”

上述國外咨詢機構的能源電力部門咨詢經理稱，“別說管道材料了，就連變壓器里面好點的硅鋼片中國都要進口。”一位電力人士也向早報記者表示，這次能源局開會去的都是電力界的，思路是倒置的。

據業內人士稱，別說700度的材料，就連600度的管道材料，中國目前都得全部進口。一位核電人士也向早報記者表示，雖然中國的核電自主化程度很高，但是在關鍵部件的材料方面也依舊是短板，“比如國內生產的燃料棒包殼質量與國外相比，有一定的差距。”

戴駿分析，以國內目前的技術水平，未來的700度超超臨界技術所用的關鍵材料可能依舊需要進口，“不過核心材料無法掌握倒不是特別大的問題。比如波音飛機也是這樣的，很多的關鍵零部件都不是美國人生產的。波音的知識產權大部分集中在總設計和組裝方面。”

這或許意味著，中國的700攝氏度超超臨界燃煤技術可能會走中國特色的高鐵道路——雖然不少設備、材料需要進口，但這依舊是擁有自主知識產權的產品。

名詞解釋

什么是臨界

燃煤發電機組運行過程中，鍋爐內工質都是水，水的臨界點壓力為22.12MPa(MPa是壓強的單位，工程上常說成壓力，1MPa=100萬Pa，1Pa=1牛頓/平方米)，溫度374.15攝氏度；在這個壓力和溫度時，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的臨界點。

超臨界機組是指主蒸汽壓力大于水的臨界壓力的機組，而亞臨界機組是指主蒸汽壓力低于這個臨界壓力的機組，通常出口壓力在15.7-19.6 MPa。