本文介紹了目前我國的九種高效清潔發(fā)電技術(shù)，涉及粉煤（PC）發(fā)電技術(shù)、循環(huán)流化床（CFB）發(fā)電技術(shù)、節(jié)能降耗技術(shù)等，并對700℃超超臨界發(fā)電技術(shù)、超低排放污染物控制技術(shù)等做了詳細的介紹，從而推動我國燃煤燃煤發(fā)電想清潔高效、節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展。

一粉煤（PC）發(fā)電技術(shù)

當前，我國在粉煤發(fā)電技術(shù)方面己具備獨立設(shè)計制造600℃超超臨界機組的能力，機組發(fā)電效率可超過45％，己達到國際先進水平，為了進一步提高超超臨界機組的能源利用效率，我國未來五年或更長時期內(nèi)將嘗試和發(fā)展再熱溫度達到610℃或620℃的超超臨界機組、二次再熱超超臨界機組以及700℃超超臨界發(fā)電技術(shù)。面對越來越嚴格的環(huán)保要求，我國越來越多的“超低排放”火電機組也逐漸投入運行,為削減成本、提高經(jīng)濟效益，多種污染物的一體化脫除技術(shù)將是未來發(fā)展趨勢，近年來，我國褐煤和準東煤等劣質(zhì)煤的高效清潔發(fā)電技術(shù)得到了不斷提高，目前均有超臨界參數(shù)的機組投入運行，針對不同的煤質(zhì)特性，開發(fā)和試驗600～1000MW等級機組并積累設(shè)計、運行經(jīng)驗是未來發(fā)展趨勢。

1.超超臨界發(fā)電技術(shù)

近期（2～3年）再熱溫度達到610℃或620℃的超超臨界機組將陸續(xù)投產(chǎn)，探索出初步的運行經(jīng)驗。適時開展再熱溫度達到610℃成620℃的超超臨界機組后評價工作,為后續(xù)再熱溫度6l0℃或620℃的超超臨界機組的有序發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.二次再熱發(fā)電技術(shù)

從國內(nèi)外火電行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢看，自主開發(fā)大容量二次再熱超超臨界機組對我國燃煤機組實現(xiàn)更高的效率、更低的燃耗、降低減排和可持續(xù)發(fā)展具有重要作用，可使我國在高參數(shù)大容量機組方面徹底擺脫國外十知識產(chǎn)權(quán)束縛,實現(xiàn)火力發(fā)電技術(shù)及設(shè)備制造技術(shù)上的突破，達到世界領(lǐng)先水平，二次再熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢為在現(xiàn)有600℃高溫材料特性的基礎(chǔ)上，最大限度地發(fā)揮材料的高溫特性，根據(jù)鍋爐、汽輪機各種運行工礦對高溫部件的材料性能要求，確定合理的機組初參數(shù)及合適的機爐參數(shù)匹配原則，開發(fā)大容量二次再熱機組成套技術(shù)，驗證和形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的二次再熱發(fā)電機組關(guān)鍵技術(shù)。

3.700℃超超臨界發(fā)電技術(shù)

700℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)是目前國際正在開發(fā)的最先進的燃煤發(fā)電技術(shù)，伴隨著機組蒸汽參數(shù)的提高，可大幅度提升發(fā)電效率、降低溫室氣體與染物排放。與600℃超超臨界發(fā)電技術(shù)相比，700℃超超臨界燃煤發(fā)電率可提高至50％。每千瓦時供電煤耗可降低約36g，二氧化碳排放減少13％。建設(shè)700℃超越臨界燃煤發(fā)電工程將全面提升燃煤發(fā)電設(shè)備的設(shè)計和制造水平，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為裝備制造行業(yè)和火力發(fā)電企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，為電力行業(yè)的節(jié)能減排開辟新路徑，是我國實現(xiàn)節(jié)能減排國家目標的重要戰(zhàn)略舉措。近幾年應結(jié)合采用二次再熱、熱力系統(tǒng)優(yōu)化等一系列新技術(shù)，為我國正在研發(fā)的700℃發(fā)電機組提供技術(shù)儲備。

4.超低排放污染物控制技術(shù)

隨著Hg和PM2.5加入排放污染物控制對象，火電行業(yè)的減排成本和壓力將提到空前的高度。多污染物一體化控制技術(shù)，是針對燃煤電廠燃燒后產(chǎn)生的粉塵（含PM2.5）、SOx、NOx、Hg和CO2等中的兩種或以上污染物進行一體化脫除的技術(shù)，是在同一個煙溫區(qū)間、同一套工藝裝置中脫除兩種或以上污染物，同時避免不同污染物之間的捕捉抑制和相互影響，從經(jīng)濟上應比單污染物獨立分別脫除工藝的疊加投資更少、產(chǎn)出更高、綜合經(jīng)濟效益更好。為削減成本，提高經(jīng)濟效益，多污染物的一體化脫除技術(shù)的研究和試驗正得到世界各國的重視，開發(fā)和示范燃煤機組煙氣多污染物（SOx、NOx、Hg等）一體化脫除技術(shù)將會是我國燃煤電廠污染物控制技術(shù)的發(fā)展趨勢。

5.褐煤發(fā)電技術(shù)

根據(jù)國外發(fā)展經(jīng)驗，結(jié)合我國內(nèi)蒙古地區(qū)褐煤豐富但缺水的資源條件，我國燃褐煤發(fā)電機組的未來技術(shù)發(fā)展趨勢應為采用超（超）臨界參數(shù)、褐煤煤中取水發(fā)電技術(shù)、煙氣余熱回收等集成發(fā)電技術(shù)，使褐煤機組實現(xiàn)綜合提效，顯著提高褐煤機組的發(fā)電效率，節(jié)約水資源，降低煤耗并降低污染物排放，使褐煤機組煤耗、廠用電率及污染物的排放指標達到國際先進水平。滿足國家對建設(shè)內(nèi)蒙古煤電基地建設(shè)，應“注重環(huán)保，高度節(jié)水，集成應用當今最先進技術(shù)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展”的要求。

6.準東煤發(fā)電技術(shù)

新疆準東煤儲量巨大，煤質(zhì)燃燒特性好，合理開發(fā)利用準東地區(qū)煤炭資源，研究準東煤鍋爐燃燒技術(shù)，對保證準東煤電基地特高壓直流外送配套電源項目安全穩(wěn)定運行具有重要意義?？傮w看，我國由于高鈉煤應用較少，仍未有一套在大容量機組上100％燃燒準東煤的可靠方案。今后需開展準東煤燃燒發(fā)電的進一步研究工作，重點措施應為：（1）深入開展準東煤燃燒、結(jié)渣和沾污等特性參數(shù)的基礎(chǔ)性研究工作，制定準東煤相應的評價指標和體系以及國內(nèi)行業(yè)通行的準東煤鍋爐燃燒熱力指標選取范圍，指導鍋爐設(shè)計選型；（2）加強現(xiàn)役鍋爐摻燒準東煤的試驗研究工作，歸納和總結(jié)摻燒準東煤的技術(shù)和經(jīng)驗，為大型鍋爐大比例摻燒或全燒準東煤提供技術(shù)支持和設(shè)計依據(jù)；同時應加快全燒準東煤燃燒技術(shù)的研究和相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)場驗證工作，以保證鍋爐在全燒準東煤的條件下能夠安全穩(wěn)定運行；（3）加快進行入爐煤提鈉技術(shù)的試燒試驗，根據(jù)試燒試驗最終成果，依托具體工程開展工程化應用研究工作，并在此基礎(chǔ)上進行工程化示范；（4）由于準東煤田煤源廣，各礦煤質(zhì)成分不一，結(jié)焦和沾污程度不同，因此鍋爐型式不可能完全相同，具體工程鍋爐設(shè)計應根據(jù)各礦區(qū)煤的結(jié)焦、沾污特性進行分析研究，也可嘗試開發(fā)新爐型，如旋風研爐液態(tài)排渣技術(shù)。

7．無煙煤發(fā)電技術(shù)

“W”型火焰鍋爐燃用無煙煤時爐膛出口NOx濃度較高，一般在700~1000mg/Nm3，按成熟先進的SCR脫硝工藝的脫硝效率90％考慮，煙囪出口排放濃度在70～100mg/Nm3，難以滿足超低排放要求；同時燃用我國西南地區(qū)中、高硫無煙煤時高溫受熱面的高溫腐蝕也較為嚴重，限制了該爐型向更高的超超臨界參數(shù)方向發(fā)展。目前國內(nèi)超超臨界“W”火焰鍋爐機組尚處于研發(fā)階段，不具備規(guī)模建設(shè)的條件，現(xiàn)階段無煙煤機組工程建設(shè)仍采用超臨界“W”火焰鍋爐，后續(xù)根據(jù)研發(fā)成果進一步論證后，適時開展超超臨界“W”火焰鍋爐機組的示范工作。鑒于我國西南地區(qū)無煙煤同時也是高硫煤，建議適時啟動高硫無煙煤超（超）臨界循環(huán)流化床鍋爐的研發(fā)和示范工作。

二循環(huán)流化床（CFB）發(fā)電技術(shù)

目前，CFB鍋爐較為成熟的容量為300MW。隨著白馬600MW超臨界CFB鍋爐示范工程的成功運行，我國已經(jīng)具備大型CFB鍋爐的設(shè)計制造能力，但還不能滿足我國電力工業(yè)高效能源利用率和污染排放限制的需要。為此，充分利用循環(huán)流化床劣質(zhì)燃料適用性的特點，開發(fā)和裝備與之適應的高參數(shù)600MW級超臨界及超超臨界CFB鍋爐提高能源轉(zhuǎn)換效率，同時結(jié)合近年我國在低床壓降節(jié)能型循環(huán)流化床開發(fā)時證實的提高可用率、降低廠用電的經(jīng)驗以及在低成本污染控制方面的創(chuàng)新與突破，形成適應我國劣質(zhì)煤坑口電站的先進發(fā)電設(shè)備是“十三五”期間乃至未來更長時期內(nèi)我國CFB鍋爐清潔燃煤發(fā)電技術(shù)的總體發(fā)展方向。

“十三五”期間，我國電力工業(yè)應重點發(fā)展600MW級燃用劣質(zhì)燃料，低成本，經(jīng)濟排放控制技術(shù)的高效CFB鍋爐發(fā)電機組，加快660MW超超臨界CFB鍋爐的研制及工程示范，形成我國大容量高效環(huán)保型的CFB鍋爐系列產(chǎn)品。

1.加快燃用劣質(zhì)燃料的300～600MW高效、低成本排放控制CFB鍋爐研制和工程應用

劣質(zhì)燃料的一個重要特點是長距離運輸不經(jīng)濟。因此，科學的方法是根據(jù)當?shù)亓淤|(zhì)燃料資源的儲量情況，建設(shè)適當容量的CFB鍋爐，以取得資源的最優(yōu)利用效果。300MW亞臨界、600MW超臨界CFB鍋爐輔以低成本污染控制技術(shù)，對區(qū)域資源的適應性強，應用場合廣泛。

將已經(jīng)得到工程證實的節(jié)能型超低排放循環(huán)流化床技術(shù)與大容量超臨界循環(huán)流化床相結(jié)合可以形成中國獨立知識產(chǎn)權(quán)的，技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)保性能優(yōu)異的劣質(zhì)煤發(fā)電技術(shù)。相比亞臨界機組，600MW超臨界機組凈效率約可提高3％左右，供電煤耗可以降低約10g/kWh,每年節(jié)約標煤3.8萬t，減少CO2排放10.4萬t，節(jié)能降耗優(yōu)勢明顯。結(jié)合改進的低床壓降循環(huán)流化床技術(shù)，可以在無運行成本條件下達到氮氧化物低于50mg/m3；低鈣硫比，半干法脫硫條件下達到二氧化硫低于l00mg/m3；廠用電可以達到同容量煤粉爐的水平。加之CFB鍋爐采用爐內(nèi)脫硫后，可允許采用更低的排煙溫度，而不必擔心出現(xiàn)尾部受熱面出現(xiàn)低溫腐蝕問題，有利于進一步提高鍋爐熱效率。目前，我國燃用貧煤的600MW超臨界CFB鍋爐已成功投運，運行效果良好。在此基礎(chǔ)上，進一步將超臨界600MWCFB鍋爐與低床壓降節(jié)能型循環(huán)流化床技術(shù)并軌，可以在較短的時間內(nèi)取得研發(fā)成果，開展工程示范，取得經(jīng)驗后加以推廣應用。

2.開展600MW等級超超臨界循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)的自主研發(fā)和示范工程

白馬600MW超臨界循環(huán)流化床燃燒室水冷壁出口管間溫差最大不超過17℃，遠遠優(yōu)于同容量煤粉爐。這證實循環(huán)流化床鍋爐進一步提高蒸汽參數(shù)是可行的。因此有必要“十三五”期間安排600MW等級超超臨界循環(huán)流化床工程示范，進一步提高循環(huán)流化床燃燒發(fā)電效率，保持我國在該領(lǐng)域的世界領(lǐng)先有必要。

在600MW超臨界循環(huán)流化床示范工程基礎(chǔ)上繼續(xù)提高發(fā)電效率，開展600MW等級超超臨界循環(huán)流化床示范工程是當前國內(nèi)外循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的大勢所趨。除了燃用劣質(zhì)煤，洗中煤，煤泥等循環(huán)流化床傳統(tǒng)燃料之外，利用CFB鍋爐技術(shù)燃用褐煤，具有鍋爐燃燒效率高、燃料制備系統(tǒng)簡單可靠、爐內(nèi)無結(jié)焦危險等優(yōu)點，可以達到比同容量煤粉鍋爐更高的鍋爐熱效率，并且可以避免CFB燃用其他高灰分劣質(zhì)燃料可能出現(xiàn)的爐內(nèi)受熱面磨損、大量高溫灰渣的冷卻處理等技術(shù)難題，因此，大型CFB鍋爐是未來褐煤燃煤發(fā)電設(shè)備合理的技術(shù)選擇之一。

CFB鍋爐燃用褐煤，有其技術(shù)方面的特殊性。褐煤由于水分含量高，鍋爐相應的煙氣量將比同容量煙煤鍋爐增大15％左右，爐膛及相關(guān)設(shè)備尺寸相應增大，會帶來相應的一些技術(shù)問題；褐煤含灰量低，對CFB鍋爐爐內(nèi)燃燒、流動、脫硫等過程都會有不同程度的影響，需要結(jié)合示范工程開展研究工作。

我國在無煙煤600MW超超“W”火焰煤粉爐技術(shù)開發(fā)上遇到了重大障礙，該技術(shù)在燃燒室水冷壁安全、燃燒效率、特別是NOx排放方面存在問題。循環(huán)流化床鍋爐燃燒無煙煤具有一定的優(yōu)勢，四川白馬600MW超臨界循環(huán)流化床的成功則進一步給無煙煤高效低污染發(fā)電指出了新路?？梢灶A計，600MW超越臨界無煙煤燃燒鍋爐可以從性能上全面超過600MW超“W”型火焰爐。

三整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）發(fā)電技術(shù)

目前，國內(nèi)外處于商業(yè)示范運營的六座IGCC電站主要采用E級與F級燃汽輪機，電站容量在20萬～30萬kw，供電效率能達到40％～43％，折合供電煤耗在286～307g/kWh,這些IGCC電站采用燃氣輪機的設(shè)計與生產(chǎn)年代較為久遠，在當今超超臨界機組大面積推廣的背景下，其性能優(yōu)勢逐步喪失。進入21世紀以來，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了迅猛發(fā)展，全球?qū)θ細廨啓C的需求量大增，國際燃氣輪機制造商都在投入大量的資金和技術(shù)，研發(fā)大功率、高參數(shù)、高性能的燃氣輪機，燃氣輪機技術(shù)又邁上了一個新臺階。GE與Siemens公司近年來研制出的H級燃氣輪機燃用天然氣時，單循環(huán)效率＞40％，聯(lián)合循環(huán)效率＞60%，新一代的F級燃氣輪機燃用天然氣時，單循環(huán)效率將近39％，聯(lián)合循環(huán)效率達到59％。

隨著我國自有干煤粉氣化爐技術(shù)的發(fā)展，干煤粉氣化爐在IGCC發(fā)電領(lǐng)域的性能優(yōu)勢保證了IGCC供電效率的提升。

結(jié)合我國在天津IGCC電站設(shè)計、建造與運營過程中積累的經(jīng)驗，集成先進的H級燃氣輪機與大容量干煤粉氣化爐的IGCC，供電效率能夠達到47％，折合供電煤耗低于261g/kWh，電站初投資也將隨著IGCC的大型化與批量化大為降低。此外，通過提高汽水循環(huán)參數(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)，引入新技術(shù)（低能耗制氧技術(shù)、燃料電池技術(shù)）等措施，IGCC性能進一步提高的潛力值得期待與關(guān)注。

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢主要為四個方面：

1．改進IGCC主要部件和系統(tǒng)的性能、提高可用率、降低成本

（1）發(fā)展單機功率更大、燃氣初溫更高、熱耗率更低的燃氣輪機，以它為核心來優(yōu)化配置IGCC的各系統(tǒng)。根據(jù)美國ATS（AdvancedTurbineSystems）計劃，目前世界上已經(jīng)制造成功H型燃氣輪機，燃氣初溫均為1427℃，單循環(huán)效率＞40％，聯(lián)合循環(huán)效率＞60％。顯然，把它們改燒合成煤氣而組合成為IGCC時，IGCC的單機功率可以提高到500～550MW，供電效率有望達到50％，而比投資費用則能降低到1000～1200﹩/kW的水平。這種IGCC足以與目前最先進的超超臨界參數(shù)的常規(guī)燃煤電站競爭。

（2）當采用H型燃氣輪機來組成IGCC時，底循環(huán)汽輪機的主蒸汽參數(shù)就由目前的高壓、超高壓參數(shù)向亞臨界或超臨界參數(shù)方向發(fā)展。

（3）提高氣化爐的性能、運行可用率和可靠性。目前IGCC電站的運行可用率在很大程度上取決于氣化爐的可用率。在改善氣化爐的性能方面應特別側(cè)重于提高碳轉(zhuǎn)化率和冷煤氣效率。在改善運行可用率方面則應側(cè)重于提高高溫爐襯（磚）和噴嘴的使用壽命，合理地設(shè)計氣化爐的排渣系統(tǒng)。此外，還應增強氣化爐對煤種的適應性，探索不同煤種所宜選用的氣化爐類型。目前已有業(yè)績的Shell爐、GE-Texaco爐和Destec爐也仍需不斷改進。

（4）目前，在IGCC站使用深冷法制氧設(shè)備，這種設(shè)備價格高，制氧能量高。為了降低電站的廠用電耗率，以便提高IGCC的供電效率，各國研究人員對高溫離子膜（ITM）分離技術(shù)做了大量的研究。

（5）研究高溫條件下的除灰脫硫方法，這是今后簡化IGCC系統(tǒng)，提高IGCC性能并降低其比投資費用的一個重要方向。

（6）研究以空氣為氣化劑的氣化爐以及與其相應的IGCC系統(tǒng)。

2．進行CO2捕集

與CO2分離、捕集、封存技術(shù)相結(jié)合，滿足低碳經(jīng)濟發(fā)展對于電力行業(yè)的要求，提高IGCC系統(tǒng)應對溫室氣體排放控制的競爭力。

3．發(fā)展IGCC融合化工原料合成的煤基多聯(lián)產(chǎn)IGCC電站

這種生產(chǎn)組合模式就是當今已被廣泛使用的以“合成氣園”為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的生產(chǎn)概念。

4．集成多種先進技術(shù)

IGCC是由多種技術(shù)集成的系統(tǒng)，能夠利用多種先進技術(shù)使之不斷完善。煤氣化技術(shù)、煤氣凈化技術(shù)、燃氣輪機技術(shù)、汽輪機技術(shù)以及制氧技術(shù)等的發(fā)展都能為之發(fā)展提供有力的支撐。同時，IGCC工藝過程適合與其他技術(shù)進行集成，例如，燃料電池技術(shù)。

四燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)（NGCC）和分布式發(fā)電技術(shù)

目前，國外燃氣輪機已從E、F級逐步向G/H級、J級方向發(fā)展，其聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率已超過60％，我國在引進100余臺以F級和E級為主的先進燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的基礎(chǔ)上，結(jié)合自主研發(fā)，在燃氣輪機設(shè)計、制造、燃燒等基礎(chǔ)領(lǐng)域取得了明顯進展，但相比發(fā)達國家仍存在巨大差距。大力發(fā)展燃氣輪機設(shè)計、高溫部件材料和制造、低污染穩(wěn)定燃燒、高溫部件修復、分布式能源系統(tǒng)優(yōu)化集成等核心技術(shù)是我國NGCC和分布式發(fā)電技術(shù)的未來發(fā)展戰(zhàn)略需求。

1．燃氣輪機的設(shè)計技術(shù)

未來重型燃氣輪機透平初溫將達到1700℃，其簡單循環(huán)和聯(lián)合循環(huán)效率分別為43％和63％。為了滿足先進燃氣輪機高負荷、高效率的發(fā)展要求，非定常設(shè)計體系（四維）以及全維設(shè)計體系將被廣泛采用。非定常設(shè)計技術(shù)可以實現(xiàn)更符合真實流動情況的非對稱因素設(shè)計、針對周期性因素的設(shè)計與優(yōu)化、新氣動布局與流型設(shè)計。全維設(shè)計將同時考慮流道中葉片和其他部件真實三維流動情況以及非定常影響。

燃氣輪機設(shè)計技術(shù)涉及面較廣，涵蓋了燃氣輪機總體設(shè)計、壓氣機模化加減級、燃燒室設(shè)計、冷卻系統(tǒng)設(shè)計和透平冷卻葉片設(shè)計等技術(shù)。根據(jù)國外燃機技術(shù)的發(fā)展趨勢和我國技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，我國應以提升設(shè)計能力、部件材料和制造技術(shù)為核心，堅持科學發(fā)展、需求牽引和繼承創(chuàng)新的設(shè)計體系建設(shè)總體思路。建立國家重型燃氣輪機試驗基地，進行重型燃氣輪機可靠性試驗、不同燃料長壽命試驗和大部件試驗，逐步形成和完善重型燃氣輪機設(shè)計、試驗驗證體系。結(jié)合國家重大專項，突破F級重型燃氣輪機關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)，形成一整套整機與部件的氣動、結(jié)構(gòu)、強度、燃燒、試驗和測試系統(tǒng)專業(yè)的設(shè)計和試驗規(guī)范，形成燃氣輪機的工程設(shè)計與試驗方法，建立和發(fā)展F級重型燃氣輪機研發(fā)設(shè)計體系。同時要鼓勵燃氣輪機學科前沿的探索性、前瞻性課題的基礎(chǔ)研究，力爭在燃氣輪機新概念、新方法、新技術(shù)的原始創(chuàng)新方面有所突破，實現(xiàn)G/H級重型燃氣輪機的自主創(chuàng)新與全面發(fā)展。

2．燃氣輪機的高溫部件材料及制造技術(shù)

目前，高溫部件金屬材料的使用溫度已接近極限，不可能滿足未來燃氣輪機透平葉片溫度不斷提高的設(shè)計要求。但是由于非金屬材料和制造成本高昂、關(guān)鍵技術(shù)尚未解決，在未來很長的一段時間里，燃氣輪機高溫部件材料仍然將以高溫合金為主。因此，未來燃氣輪機高溫部件材料及制造技術(shù)的發(fā)展重點是高溫合金和新型非金屬材料的設(shè)計及其制造技術(shù)。

一方面，隨著F級以上燃氣輪機的陸續(xù)投產(chǎn)，增加了對大尺寸定向、單晶葉片，以及輪盤鍛件和粉末冶金輪盤的需求，對于先進鎳基單晶高溫合金和粉末高溫合金的開發(fā)，以及新型高梯度定向凝固技術(shù)、大尺寸高溫合金鍛造和粉末冶金技術(shù)的開發(fā)將是未來高溫合金材料及制造技術(shù)的主要研究方向。另一方面，從目前國外應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景來看，未來燃氣輪機高溫部件非金屬材料將以陶瓷基復合材料、金屬間化合物、C/C復合材料為主體。為適應未來重型燃氣輪機發(fā)展趨勢和提高我國重型燃氣輪機材料制造技術(shù)水平，我國須大力加強材料制造技術(shù)研究，具體為①加強大尺寸單晶高溫合金鑄件定向凝固技術(shù)研究，提高帶有復雜冷卻通道的大尺寸透平葉片（特別是單晶葉片）生產(chǎn)合格率：②加強新型耐高溫熱障涂層及其制備技術(shù)研發(fā)：③積極探索開發(fā)新型耐高溫基體材料，如，陶瓷基復合材料、金屬間化合物、C/C復合材料。

3．高效低污染穩(wěn)定燃燒技術(shù)

污染物減排是NGCC和分布式能源發(fā)電技術(shù)必須面對的問題，高效低污染穩(wěn)定燃燒技術(shù)可在保證燃燒穩(wěn)定的同時大幅度降低氣輪機污染物的排放，達到減排的效果，是燃氣輪機燃燒室污染物排放控制的主要手段和方法。此外，高效低污染穩(wěn)定燃燒技術(shù)也是未來制約燃氣輪機是否可投入商業(yè)運營的關(guān)鍵技術(shù)。其中，富燃/淬熄/貧燃燃燒、煙氣再循環(huán)燃燒、柔和燃燒、催化燃燒等新一代低污染燃燒技術(shù)將是未來燃氣輪機的發(fā)展和應用趨勢。

基于國內(nèi)重型燃氣輪機燃燒技術(shù)的現(xiàn)狀，高效低污染穩(wěn)定燃燒技術(shù)的研發(fā)應分為三個階段，包括低污染燃燒理論與機理研宄：分級預混低污染燃燒技術(shù)研究；貧燃預混、柔和燃燒、富燃/淬熄/貧燃燃燒等新一代低污染燃燒技術(shù)研究。第一階段的關(guān)鍵技術(shù)及難點在于燃氣輪機不同工作狀態(tài)下NOx、CO、UHC等污染物的生成機理和影響因素研究：第二階段的關(guān)鍵技術(shù)及難點在于分級預混燃燒火焰穩(wěn)定技術(shù)和分級燃料噴嘴設(shè)計，目前，國外主要采用擴散燃燒作為燃機在啟機和低負荷時分級預混燃燒的火焰穩(wěn)定技術(shù)，而駐渦燃燒等新一代火焰穩(wěn)定技術(shù)仍處于研發(fā)階段，鑒于國內(nèi)的研究基礎(chǔ)，該階段可通過大量燃料噴嘴實驗解決：第三階段的關(guān)鍵技術(shù)及難點在于新型低污染燃燒技術(shù)的研究基礎(chǔ)薄弱，無任何技術(shù)資料可供借鑒和參考，其可行的解決方案是集合全國燃機研發(fā)單位，各單位基于自己的研發(fā)基礎(chǔ)重點研發(fā)一項新型低污染燃燒技術(shù)，采取集中優(yōu)勢力量逐個擊破的方針對新型低污染燃燒技術(shù)進行突破。

4．燃氣輪機高溫部件修復技術(shù)

隨著燃氣輪機機型的不斷更新升級，高溫部件修復技術(shù)將向H、G、J級燃氣輪機高溫部件修復技術(shù)方向發(fā)展，包括新型單晶高溫合金、稀土高溫合金和陶瓷基復合材料的損傷檢測和焊接工藝、冷卻通道改進和新型涂層工藝，修復工藝仍以熔焊或釬焊為主導，各修復技術(shù)及設(shè)備逐步趨于自動化、廉價化、規(guī)范化和標準化。

熱通道部件修復是一項復雜系統(tǒng)工程，涉及損傷評估、焊接修復、內(nèi)孔道涂層重建、熱障涂層修復等工藝步驟。鑒于國內(nèi)外燃氣輪機熱通道部件修復技術(shù)最新研究進展和現(xiàn)狀，我國應堅持“重點突破、從易到難、先基礎(chǔ)研究后工程應用”的原則，重點突破熱通道部件損傷評估、焊接修復和涂層重建等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。由于各關(guān)鍵修復技術(shù)環(huán)節(jié)既獨立又互相關(guān)聯(lián)，不同部件或同一部件不同部位可能使用不同的修復工藝。為了早日實現(xiàn)燃氣輪機熱通道部件的全面國產(chǎn)化修復，具體對策和建議為：①先突破高溫部件損傷評估技術(shù)，后開展高溫部件焊接和涂層修復技術(shù)。其中，損傷評估技術(shù)是熱通道部件修復技術(shù)的研究基礎(chǔ)，也是熱通道部件壽命管理和檢修周期制定的關(guān)鍵，而焊接和涂層技術(shù)相對獨立，可并行開展：②先靜止部件后轉(zhuǎn)動部件，先低應力區(qū)后高應力區(qū)；③先系統(tǒng)開展關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)基礎(chǔ)性研究，后開展工程應用研究，最后推廣形成熱通道部件修復規(guī)范和標準。

5．燃氣輪機分布式能源系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)

隨著當今世界能源與環(huán)境危機的日益突出，與環(huán)境相容相協(xié)調(diào)是未來能源動力系統(tǒng)發(fā)展的必然要求和趨勢。多能源輸入與多產(chǎn)品輸出、化學能與物理能綜合梯級利用、污染物控制一體化是未來燃氣輪機分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的主流方向和前沿課題?；诨瘜W能與物理能綜合梯級利用原理的能量釋放機理、污染物控制與能量綜合利用一體化原理、多聯(lián)產(chǎn)和多能源互補等多功能耦合系統(tǒng)的集成機理將成為未來系統(tǒng)理論研究的主要內(nèi)容。

隨著分布式能源系統(tǒng)朝著多能源互補及多聯(lián)產(chǎn)方向發(fā)展，系統(tǒng)的集成度將更高，優(yōu)化設(shè)計難度將更大，對核心設(shè)備的性能要求也越高。因此，完善的系統(tǒng)集成理論和核心裝備的自主設(shè)計制造是未來我國分布式能源領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。應當首先開展先進能量系統(tǒng)集成的理論研究，并逐步推進有市場前景示范項目建設(shè)，借助示范項目的推廣建設(shè)，逐步完善系統(tǒng)集成理論，并形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的能源裝備產(chǎn)業(yè)體系，消化吸收國外先進制造技術(shù)推動分布式能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。未來的能源動力系統(tǒng)將更加強調(diào)多學科交叉聯(lián)系與多領(lǐng)域合作，因此，開展能源、環(huán)境、化工等交叉學科間的基礎(chǔ)理論研究和人才培養(yǎng)，推進示范項目建設(shè)并提高裝備自主化是實現(xiàn)本技術(shù)方向突破發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵。

五太陽能與燃煤電站互補發(fā)電技術(shù)

目的，太陽能熱與燃煤電站互補發(fā)電技術(shù)已進入可研和工程示范階段，發(fā)展?jié)摿^大，但要實現(xiàn)規(guī)?；瘧茫杂性S多問題有待研究解決，如尚無指導互補發(fā)電系統(tǒng)的通用設(shè)計壓則及運行調(diào)節(jié)方法，互補系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)仍處于試驗階段等。

太陽能和燃煤互補發(fā)電技術(shù)在近期（2～3年）及中長期（5～10年）內(nèi)的發(fā)展戰(zhàn)略需求和發(fā)展趨勢：

（1）實現(xiàn)變輻照時太陽能的高效轉(zhuǎn)化以及太陽能集熱品質(zhì)與燃煤機組熱能品質(zhì)的匹配，這是太陽能

與燃煤機組互補發(fā)電系統(tǒng)集成的核心，對互補發(fā)電系統(tǒng)動態(tài)熱力行為及響應規(guī)律的研究具有重要意義。

（2）著力研發(fā)太陽能熱與燃煤機組互補發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備如集熱系統(tǒng)中的槽式太陽能聚光器、高溫真空太陽集熱管、儲熱系統(tǒng)等，并爭取進行大規(guī)模商業(yè)化應用的檢驗。

（3）積極推進示范性電站的建設(shè)，積累國內(nèi)對互補電站整體系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)集成的經(jīng)驗，建立相關(guān)檢測體系和標準體系，帶動市場規(guī)模的擴大，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)建設(shè)。通過示范電站，一方面可為國內(nèi)提供各種互補發(fā)電技術(shù)的技術(shù)驗證、裝備制造、產(chǎn)品驗證的平臺，積累建設(shè)經(jīng)驗；另一方面，通過示范電站的建設(shè)為以后互補發(fā)電技術(shù)發(fā)展，乃至標桿式的上網(wǎng)電價的確立，提供可以借鑒的經(jīng)驗和范例。

此外，未來5年內(nèi)，太陽能與燃煤電站互補發(fā)電技術(shù)還應當發(fā)揮行業(yè)聯(lián)盟作用，形成產(chǎn)、學、研的研發(fā)及成果轉(zhuǎn)化體系，以太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟為基礎(chǔ)，著力構(gòu)建形成自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新體系，以此推動我國互補發(fā)電產(chǎn)業(yè)的健康、快速發(fā)展，建立互補發(fā)電技術(shù)高端人才培養(yǎng)體系，推動互補發(fā)電技術(shù)的規(guī)模化應用。

六節(jié)能降耗技術(shù)

我國火電機組通過提高蒸汽參數(shù)、提高給水溫度、降低汽輪機排汽壓力，采用熱電聯(lián)供及煙氣余熱利用系統(tǒng)（低壓省煤器）等措施，機組綜合效率不斷提高。同時，國內(nèi)汽輪機制造廠設(shè)計制造水平不斷提高，部分300MW亞臨界機組、600MW亞臨界機組和個別600MW超臨界機組汽輪機通流改造后節(jié)能效果明顯。但是，我國目前在役的千余臺300、600MW亞臨界機組和350、600MW超臨界機組，普遍存在汽輪機缸效率低和熱耗率高的問題，影響機組能耗指標。為實現(xiàn)國家煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃，火電機組節(jié)能降耗技術(shù)未來發(fā)展趨勢是機組實施汽輪機通流改造，并采用現(xiàn)有成熟先進的節(jié)能技術(shù)進行改造，實現(xiàn)深度節(jié)能降耗。利用現(xiàn)有成熟先進節(jié)能技術(shù)進行改造仍將是目前和未來燃煤機組改造的主流方向，主要采取的節(jié)能降耗措施包括汽輪機通流改造、供熱改造、彈性可調(diào)汽封、蜂窩汽封、刷式汽封、接觸式汽封、調(diào)節(jié)級噴嘴優(yōu)化、循環(huán)水泵提效改造、真空系統(tǒng)節(jié)能改造、空冷島增容改造、熱力及疏水系統(tǒng)優(yōu)化、前置泵改造、引風機與增壓風機合并改造、煙道優(yōu)化改造、風機提效改造、低壓省煤器、泵風機變頻調(diào)節(jié)或雙速改造等。

七熱電聯(lián)供與多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

1．熱電聯(lián)供

“十二五”以來，我國熱電聯(lián)供在理論研究和技術(shù)應用中均取得了長足進步。目前，在役的熱電聯(lián)供機組仍以抽汽式供熱為主，普遍存在供熱蒸汽參數(shù)高、損失大等問題，同時供熱管網(wǎng)設(shè)計參數(shù)偏高，極大制約了熱電聯(lián)供技術(shù)節(jié)能減排效益的發(fā)揮，應采取的對策和技術(shù)路線如下。

（1）300MW供熱汽輪機低抽汽參數(shù)設(shè)計與裝備制造。我國300MW供熱機組仍是未來較長時間內(nèi)供熱的主力機組，但目前300MW等級供熱汽輪機設(shè)計抽汽參數(shù)一般在0.4MPa、溫度為250～270℃，遠高于一級熱網(wǎng)水實際所需要的90～120℃，造成了高品位能量的浪費。下一步工作中應繼續(xù)加大熱電聯(lián)供裝備研發(fā)，針對300MW等級供熱汽輪機，開展軸系穩(wěn)定性研究和中低壓缸的優(yōu)化設(shè)計，使中壓缸排汽壓力下降至0.3MPa左右，實現(xiàn)汽輪機抽汽與供熱熱網(wǎng)之間更為匹配的溫度對口、梯級利用．同時汽機廠及鍋爐廠聯(lián)合輔機廠、水泵廠等生產(chǎn)配套的節(jié)能產(chǎn)品，促進熱電聯(lián)供機組的健康可持續(xù)發(fā)展。

（2）基于低位能梯級利用的600MW機組供熱改造。我國已經(jīng)啟動了600MW等級供熱機組建設(shè)，600MW汽輪機抽汽壓力高達0.9～1.1MPa、溫度達到340～360℃，遠高于一級熱網(wǎng)的供水溫度，造成高品位能的極大浪費，低壓缸排汽存在較大的冷源損失。針對600MW大型熱電聯(lián)供機組，應著重突破高品位抽汽的梯級利用技術(shù)。根據(jù)已有的相關(guān)專利技術(shù)，可以考慮為600MW汽輪機中壓缸抽汽設(shè)計并設(shè)置小汽輪機，通過小汽輪機的作功，降低抽汽壓力、回收部分可用能。目前，雙轉(zhuǎn)子高背壓供熱方案僅用于300MW機組，下一步工作中，應針對600MW汽輪機低壓缸進行優(yōu)化設(shè)計和改造，發(fā)展600MW的低壓缸排汽參數(shù)安全提升技術(shù)，滿足供熱期大型汽輪機排汽低位能直接利用的需要，以大幅度減少高壓抽汽，提高機組的效率。

（3）大型熱電聯(lián)供機組調(diào)峰技術(shù)。我國北方集中采暖地區(qū)冬季供熱需求和電負荷需求矛盾突出，應采用多種手段，提高大型熱電聯(lián)供機組電力負荷調(diào)峰的能力。這些地區(qū)往往新能源裝機量占比較大，熱電聯(lián)供機組電力調(diào)峰改替也將利于電網(wǎng)吸納新能源發(fā)電。改變單一熱源的供熱模式，如在冬季用電負荷長期偏低的地區(qū)，為熱電聯(lián)供機組配置背壓機增加供熱量，背壓機在非供熱期停運，政策上給予補貼電量。在風電資源豐富的地區(qū)，為熱電聯(lián)供機組配置風電供熱鍋爐，利用供熱鍋爐的蓄熱能力，提高風電機組的利用小時數(shù)。在研發(fā)工作中，應加強探索和研發(fā)大容量蓄熱技術(shù)，發(fā)展薔熱式熱網(wǎng)加熱器技術(shù)，根據(jù)熱用戶負荷的時變規(guī)律和特點，實現(xiàn)大型熱電聯(lián)供機組的分段式產(chǎn)熱和集中式供熱。

（4）供熱參數(shù)的低品位化。我國供熱熱網(wǎng)目前仍沿用20世紀60年代參數(shù)，住建部制定的一級熱網(wǎng)供水標準為110～150℃；設(shè)計中常用的一級熱網(wǎng)供水溫度為120～130℃，大多數(shù)地區(qū)實際運行溫度100℃左右。隨著建筑節(jié)能技術(shù)的不斷進步，應積極開展與之相匹配的熱源、熱網(wǎng)和熱用戶全系統(tǒng)性能優(yōu)化和能量的梯級利用研究。研究現(xiàn)有供熱系統(tǒng)由高溫供熱向低品位供熱轉(zhuǎn)變的可行技術(shù)方案。通過供熱熱源的低品位化，達到供熱熱源的深度節(jié)能，降低熱電聯(lián)供機組的供熱能耗。作為保障措施，需要探討制定并執(zhí)行新的熱電聯(lián)供行業(yè)技術(shù)規(guī)范，進一步降低供熱熱網(wǎng)水溫度標準。

2．多聯(lián)產(chǎn)

在多聯(lián)產(chǎn)方面，我國科研工作者主要集中于應用基礎(chǔ)研究和一些工程技術(shù)問題上，提出了多種形式的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，但在多聯(lián)產(chǎn)核心技術(shù)方面的研究與國外有較大差距，瓶要加強國際之間的合作與交流，同時也對一些關(guān)鍵技術(shù)開展獨立的理論與實驗研究，應采取的對策和主要技術(shù)路線如下。

（l）多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)流程與產(chǎn)品生產(chǎn)方式的創(chuàng)新研究。本技術(shù)方向分支主要技術(shù)包括合成氣化學成分和能量向多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品合理轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)集成技術(shù)、合成氣成分調(diào)整技術(shù)、新型產(chǎn)品生產(chǎn)方式、多聯(lián)供技術(shù)及低能耗CO2捕捉技術(shù)。多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的目標直指高熱力學性能、環(huán)境友好及經(jīng)濟性能，因此，多聯(lián)，產(chǎn)系統(tǒng)的集成優(yōu)化是長期發(fā)展趨勢。

（2）多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化與評價研究。多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化與評價研究方面應該開展的研宄課題有多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)綜合評價與整體優(yōu)化體系的模型構(gòu)建、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)處理等，由于系統(tǒng)評價與優(yōu)化需要較高的物理化學、數(shù)學與計算機素養(yǎng)，因此跨學科與跨領(lǐng)域合作是一個必然趨勢。

（3）多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵過程工藝開發(fā)與工業(yè)示范技術(shù)。多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵過程工藝開發(fā)作為多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)最基礎(chǔ)也是最重要的部分，其最關(guān)鍵過程工藝為煤氣化技術(shù)。本技術(shù)方向分支主要依靠實驗為支撐，需要解決的關(guān)鍵技術(shù)及難點為煤氣化器的成分與能量合理轉(zhuǎn)化理論與實驗、氣化器設(shè)計與材料技術(shù)、空分技術(shù)、新型煤氣化氧載體開發(fā)等。

八發(fā)電裝備制造技術(shù)

1．汽輪機制造技術(shù)

近期（2～3年）及中長期（5～10年）內(nèi)的發(fā)展戰(zhàn)略需求和發(fā)展趨勢為：

（1）超超臨界汽輪機：主蒸汽參數(shù)28～31MPa/600℃，再熱蒸汽溫度620℃的一次再熱、二次再熱機組將批量化制造和投入運行，單軸汽輪機的單機容量可達到1200MW等級，雙軸汽輪機單機容量可達到1400MW等級，全轉(zhuǎn)速1400mm等級末級鋼制長葉片完成研制，汽輪機熱耗進一步降低，效率進一步提高。

（2）660～1000MW等級超超臨界一次或兩次可調(diào)供熱抽汽汽輪機將批量投入運行。

（3）1200MW等級超超臨界空冷汽輪機將完成研發(fā)并投入運行。

對于700℃等級超超臨界汽輪機技術(shù)的實現(xiàn)，難度遠大于從566℃等級到600℃、620℃等級超超臨界機組,目前高溫鎳基合金的研制雖然借用在燃氣輪機中有大量成熟經(jīng)驗的鎳基合金材料，但用于汽輪機必須解決大尺寸鎳基高溫合金鑄鍛件研制、高溫材料部件的制造加工，以及減少材料消耗，降低制造成本的問題。大型鎳基合金鑄鍛件的研制及焊接技術(shù)將成為700℃汽輪機能否實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵之一。以汽輪機的主要高溫部件。高中壓主汽調(diào)節(jié)閥、高中壓汽缸、高中壓轉(zhuǎn)子、及高溫葉片和高溫螺栓中技術(shù)難度最大的轉(zhuǎn)子為例，其主要的技術(shù)攻關(guān)項目有：

（1）大尺寸高溫合金材料研發(fā)。包括長時性能試驗及性能優(yōu)化。

（2）大尺寸高溫合金鍛件研制。包括大型高溫合金冶煉、鑄錠、鍛造及熱處理等技術(shù)難題。

（3）大尺寸異種材料焊接技術(shù)研發(fā)。包括Ni一9％Cr、Ni—12％Cr轉(zhuǎn)子鍛件之間異種材料焊接、熱處理及無損檢測等技術(shù)難題。

根據(jù)歐盟AD700、日本AUSC、美國AD760及我國的700℃計劃，完成這些研究和試驗工作，用于產(chǎn)品的時間表至少在2026年之后，也就是說在近10年內(nèi)應用鎳基合金的700℃汽輪機組尚不具備商業(yè)化應用條件。

2．鍋爐制造技術(shù)

在煤電技術(shù)向清潔高效方向發(fā)展的形勢下，發(fā)展更高參數(shù)、更清潔高效的大容量鍋爐技術(shù)勢在必行，蒸汽參數(shù)為700℃超超臨界機組、600～1000MW再熱蒸汽參數(shù)為610℃或620℃的高參數(shù)超超臨界技術(shù)、1200～1400MW大型超超臨界鍋爐技術(shù)、高參數(shù)新型循環(huán)流化床燃煤鍋爐、大規(guī)模整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電關(guān)鍵單元技術(shù)及裝備等將成為未來的主要發(fā)展方向。

鍋爐制造技術(shù)未來5年重點發(fā)展目標：

（1）跟蹤國際上700℃先進超超臨界發(fā)電技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，積極進行700℃鍋爐技術(shù)研發(fā)。包括600～1OOOMW鍋爐總體方案的研究，鍋爐本體關(guān)鍵部件設(shè)計技術(shù)及制造技術(shù)研究，進行700℃鍋爐關(guān)鍵部件的驗證試驗：在鍋爐用材方面，開展700℃、35MPa等級蒸汽溫度用材、焊接材料及焊接工藝試驗研究及應用試驗研究，進行相關(guān)新材料開發(fā)研究。

（2）開展600～1000MW等級超（超）臨界準東煤鍋爐設(shè)計開發(fā)、特種燃料鍋爐設(shè)計開發(fā)以及1000MW超超臨界“W”型火焰鍋爐研制。

（3）開展660～1000MW超超臨界循環(huán)流化床鍋爐研發(fā)。

九二氧化碳捕集、利用和封存（CCUS）技術(shù)

應對氣候變化問題是我國發(fā)展的嚴峻挑戰(zhàn)，我國的獨特國情、以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和已經(jīng)開展的CCUS示范項目所取得的經(jīng)驗，表明發(fā)展CCUS技術(shù)具有關(guān)乎國家減排責任、煤炭可持續(xù)利用、中國能源企業(yè)國際競爭力等方面的多重意義。

在捕集技術(shù)領(lǐng)域，百萬噸級成套捕集技術(shù)已成為目前工業(yè)應用的主流，因此適合于大規(guī)模捕集工程且具備節(jié)能降耗特點的技術(shù)開發(fā)將是捕集技術(shù)發(fā)展的趨勢。在燃燒后捕集技術(shù)方面，降低吸收劑能耗以及降解損耗是技術(shù)革新的重點，同時需要結(jié)合工藝設(shè)備改進以及系統(tǒng)集成設(shè)計的優(yōu)化，通過綜合手段降低捕集系統(tǒng)的能耗和成本。在燃燒前捕集技術(shù)方面，需提高系統(tǒng)各流程間集成耦合程度，優(yōu)化CO2捕集材料和工藝的選擇。在富氧燃燒技術(shù)方面，應重點進行35MWt的富氧燃燒機組的長時間運行性能考核，總結(jié)系統(tǒng)運行與維護經(jīng)驗，開發(fā)與之匹配的低能耗空分系統(tǒng)以降低系統(tǒng)附加能耗、空分-鍋爐-壓縮純化系統(tǒng)熱耦合優(yōu)化技術(shù)、高效率CO2壓縮機等專用配套設(shè)備；建設(shè)百萬噸級富氧燃燒碳捕集示范項目，進行富氧燃燒鍋爐、低能耗空分、煙氣冷凝、CO2壓縮純化及一體化脫硫脫硝等關(guān)鍵技術(shù)驗證和系統(tǒng)運行優(yōu)化研究。加強新一代富氧燃燒技術(shù)（增壓富氧燃燒技術(shù)與化學鏈燃燒技術(shù)）的基礎(chǔ)與放大研究。

CO2運輸方面，國外已經(jīng)成熟，國內(nèi)還沒有管網(wǎng)。開展區(qū)域性CO2源與利用及封存匯的普查，初步形成示范區(qū)域的管網(wǎng)規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計、形成管材及設(shè)備選用導則，完善CO2管輸工藝，形成支撐CCUS全流程示范工程的百萬噸級輸送成套技術(shù)。

各種CO2利用技術(shù)發(fā)展水平相差較大，其中CO2強化采油技術(shù)國際上已達到商業(yè)應用水平，其潛在的利用規(guī)模和預期市場產(chǎn)值最大，選擇匯源匹配條件和地質(zhì)蘊藏條件最好的油田進行技術(shù)示范將成為大規(guī)模CO2利用的主要發(fā)展方向，CO2驅(qū)替煤層氣和CO2強化采油是潛在的大規(guī)模CO2利用技術(shù)方向，對于地質(zhì)條件的依賴性較強，需結(jié)合重點區(qū)域開展前驅(qū)替技術(shù)驗證。CO2化工利用技術(shù)相對成熟，而提高工藝路線的能量綜合利用效率是技術(shù)發(fā)展的核心，CO2生物利用最具可持續(xù)發(fā)展價值，提高CO2生物轉(zhuǎn)化效率和速率是提升減排容量的關(guān)鍵，將以高光效、低成本、廢水資源化利用為技術(shù)研發(fā)核心，以微藻代謝機理為基礎(chǔ)，在藻種技術(shù)、養(yǎng)殖技術(shù)、采收技術(shù)的低成本、產(chǎn)業(yè)化放大等方面尋求突破。

長期安全性是CO2地質(zhì)封存的核心問題，鑒于地質(zhì)條件的多樣性，需要進行多個工具有代表性的大規(guī)模地質(zhì)封存示范，保障安全性的評價、檢測、調(diào)控、補救技術(shù)與監(jiān)管體系將是技術(shù)示范的重點。在技術(shù)路線上，可將地質(zhì)封存與利用結(jié)合起來，提高封存安全性和經(jīng)濟性，例如將封存與采水結(jié)合，可以更好地控制地層壓力，減少當?shù)厮Y源壓力，分離水溶性礦物質(zhì)。