這是一個巨變的時代。當新中國在萬眾矚目中走過70年，我們又迎來了實現(xiàn)第一個百年奮斗目標的重要節(jié)點———2020年。
站在這個特殊時代的坐標上，回首過往，新中國奮斗的號角，在這七十年間轟轟烈烈地演奏著發(fā)展的曲調(diào)，每一個音符都跳動著鮮明的電力顏色———發(fā)電裝機增長超過1000倍，電力裝機規(guī)模和發(fā)電量穩(wěn)居世界第一；全國電網(wǎng)規(guī)模增長數(shù)百倍，電網(wǎng)技術取得了一批具有全球領先水平的科技創(chuàng)新成果；電力對外合作規(guī)模不斷擴大、合作區(qū)域更加廣泛、合作領域日趨多元……
國家電投中電胡布燃煤發(fā)電項目（2×660MW）
電力作為重要的能源形式之一，是一個國家實現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎，而規(guī)劃設計則是實現(xiàn)電力革命、確保電力安全的重要技術保證。身處能源結構調(diào)整的滌蕩大潮，在共和國電力勘測設計這個大家庭里，中國能建規(guī)劃設計集團東北院迎來了自己70歲的生日。從1950年我國第一家電力設計機構——東北電管局設計處成立，70年的歷史長河，電力規(guī)劃設計始終與我國電力行業(yè)發(fā)展相伴，繪就了一幅電力工業(yè)發(fā)展的恢弘畫卷。
火電設計的發(fā)展 我們勇挑重擔
我國資源稟賦具有“富煤、貧油、少氣”的特點，煤炭可開采儲量1150億噸，位居世界第三。一直以來，我國以煤電為主的火力發(fā)電量占全國80%以上，2019年該數(shù)值仍超過72%，可以說火電在我國電力工業(yè)中發(fā)揮著基礎性作用。從1950年至今，火電設計的發(fā)展大致經(jīng)歷了四個階段，中國能建規(guī)劃設計集團在其中扮演了重要的角色。
華能沁北電廠一期工程（2×600MW）
新中國成立后，我國構建了自己的火電設計體系。二十世紀五十年代，中國能建規(guī)劃設計集團下屬設計院參與設計的中國齊齊哈爾5000千瓦發(fā)電廠、天津2.5萬千瓦第一發(fā)電廠、田家庵4臺6000千瓦發(fā)電廠、戶縣電廠5萬千瓦二期先后投運，揭開了我國火電自主化設計的第一頁。二十世紀六十年代以后，北京東郊熱電廠10萬千瓦二期、吳涇12.5萬千瓦熱電廠、朝陽20萬千瓦電廠、姚孟30萬千瓦亞臨界電廠相繼投運，我國持續(xù)取得容量和技術上的突破。歷經(jīng)近三十年的發(fā)展，中國能建規(guī)劃設計集團幫助我國逐步形成了較為完整的火電設計體系。
改革開放以來，我國通過“引進—消化—吸收”國外先進技術，進一步提升火電設計能力。在石橫電廠一期、平圩電廠一期兩個項目中，我國首次成功引進了美國30萬千瓦、60萬千瓦電廠設備制造和設計技術。經(jīng)過十余年的加速發(fā)展，我國實現(xiàn)了先進大型發(fā)電機組的國產(chǎn)化，年發(fā)電增長量從400億千瓦時增加到800億千瓦時。這時一年的增長量，相當于建國初期前八年發(fā)電量的總和。通過引進和吸收國外先進設計技術，我國加快了與世界先進水平對標的步伐。
九十年代末，為了解決電廠自動化控制水平低、投資組成不合理、經(jīng)濟性差等難題，為21 世紀電廠的設計發(fā)展指明方向，我國于1997年開始實施“2000年示范電站”建設計劃，開啟了自主設計的新篇章，推動了以設計為引領的行業(yè)革命。在此期間，規(guī)劃設計集團先后參與建成了準格爾電廠二期、石嘴山電廠、黃石電廠、沁北電廠一期等多個示范電站。其中，沁北電廠一期首次實現(xiàn)了60 萬千瓦超臨界機組的國產(chǎn)化。通過實施“2000年示范電站”計劃，我國電廠設計技術逐漸躋身世界先進行列。
摩洛哥努奧三期光熱電站項目一鳥瞰圖
進入21世紀，我國火電設計技術實現(xiàn)了世界領跑。
近年來，我國蒙西、陜北、新疆、寧夏等煤電基地建設不斷加快，火電設計技術創(chuàng)新的成果被大量應用到基地建設中。2020年，九大基地總裝機容量預計將達到26393萬千瓦，形成完備的“西電東送”能力。隨著“一帶一路”倡議的實施，我國的火電設計技術從當初的“引進來”發(fā)展到今天的“走出去”。規(guī)劃設計集團海外項目——巴基斯坦中電胡布電廠、印尼芝拉扎電廠三期等經(jīng)典項目相繼建成，進一步在世界上擦亮了“中國設備、中國技術、中國標準、中國施工”的品牌。
清潔能源發(fā)展成為當前設計技術研發(fā)熱點
除了火電，水電、核電、新能源發(fā)電等清潔能源也是我國重要的發(fā)電形式。它們一起構成了我國完備的電力工業(yè)體系，推動了能源清潔化的不斷向前發(fā)展。
我國水電資源豐富，技術可開發(fā)裝機容量5.42億千瓦，經(jīng)濟可開發(fā)裝機容量4.02億千瓦。自1960年我國自行設計的第一座水電站——浙江新安江水電站投產(chǎn)，七十年來，我國陸續(xù)建成了劉家峽、巖灘、葛洲壩、三峽、溪洛渡、糯扎渡、向家壩、小灣等舉世矚目的大型水電項目，水電設計技術達到了世界領先水平，并實現(xiàn)了對外輸出，蘇丹的“三峽工程”——麥洛維水電站就是其中的代表。截至2019年底，我國大陸水電裝機總容量為3.56億千瓦，年發(fā)電量13019億千瓦時，是我國第二大發(fā)電形式。世界前20大水電站，中國占了11座。
臺山核電
大型水電站的電力外送也推動了我國輸變電技術的飛速發(fā)展。我國第一條超高壓線路——330千伏劉家峽—天水—關中輸變電工程、世界首條特高壓直流線路——±800千伏云廣特高壓直流工程就是劉家峽、小灣等水電項目的配套送出工程。三廣、三滬、向上、溪浙等直流工程也是為了三峽、向家壩、溪洛渡等水電送出建設的。如今，廣東省30%的電力來自水電的西電東送，輸送電力的價格要比當?shù)仉妰r低0.2元每千瓦時。
要說穩(wěn)定高效的發(fā)電形式，那當屬核電。1994年，我國第一座核電站——秦山核電站投運。如今，秦山核電基地總裝機容量656.4萬千瓦，年發(fā)電量約500億千瓦時，已經(jīng)發(fā)展成為我國機組數(shù)量最多、堆型最豐富、裝機最大的核電基地。近三十年來，我國先后在沿海地區(qū)建成了大亞灣、田灣、福清、寧德等13個核電基地。其中，臺山核電站創(chuàng)造了175萬千瓦的世界最大核電單機容量記錄。依托于這些項目，我國核電設計技術也實現(xiàn)了從第一代到第二代、再到第三代的躍進。近年來，我國在引進國外先進技術的基礎上，研發(fā)出ACPR1000+、ACP1000、CAP1400等核電技術方案，實現(xiàn)了百萬千瓦機組的國產(chǎn)化。2014年，我國又推出了擁有完全自主知識產(chǎn)權的三代核電技術——華龍一號，并在2015年啟動建設的福清核電站5號機組加以應用，開啟了我國從核電大國向核電強國轉(zhuǎn)變的新篇章，也為我國核電技術“走出去”創(chuàng)造了條件。
截至2019年底，我國共有47臺商用核電機組在運行，總裝機容量達4874萬千瓦時，年發(fā)電量3487億千瓦時，裝機規(guī)模已躍居全球第三，在建規(guī)模世界第一。核電帶來了巨大的社會經(jīng)濟效益，每年可減少燃燒標準煤1.1億噸，降低排放二氧化碳2.87億噸。近年來，我國還開展了在西部內(nèi)陸建設核電站的規(guī)劃論證工作。
近年來，新能源的發(fā)展?jié)撃芫薮螅L光無限。新能源發(fā)電始于上世紀八十年代的風力發(fā)電，目前主要包括風電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電等形式。我國陸地太陽能理論儲量1.86萬億千瓦，風能理論儲量32.26億千瓦，資源稟賦豐富。截至2019年底，我國風電裝機21005萬千瓦，太陽能發(fā)電裝機20468萬千瓦，分別占我國發(fā)電裝機總容量的10.4%和10.2%。風力發(fā)電量4057億千瓦時，太陽能發(fā)電量2238億千瓦時，分別占發(fā)電總量的5.5%和3.1%。新能源發(fā)電可讓我國每年減少燃燒標準煤近2億噸，降低排放二氧化碳5億噸。
近二十年來，我國建設了大量的風電和光伏項目，風電單機容量從最初的55千瓦發(fā)展到如今的8000千瓦，光伏電站發(fā)電容量也從最初的1兆瓦發(fā)展到如今的幾百兆瓦，核心技術全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化并達到世界領先水平，產(chǎn)業(yè)鏈條也日臻完善。近十年來，擁有良好全天候發(fā)電性能的光熱發(fā)電設計技術快速發(fā)展起來。中國能建規(guī)劃設計集團參與的中控德令哈塔式、中廣核德令哈槽式、大成敦煌線性菲涅爾式以及哈密塔式等項目是我國首批光熱示范建成項目的代表，摩洛哥努奧150 兆瓦塔式光熱項目、迪拜950兆瓦“光熱+光伏”混合發(fā)電項目則在世界上向世人證明了“中國光熱”一流的設計品質(zhì)。
近年來，隨著新能源發(fā)電的系統(tǒng)接納問題日益嚴重，新能源發(fā)電呈現(xiàn)出兩個轉(zhuǎn)變：一是市場從“政策導向型”向“市場決定型”轉(zhuǎn)變；二是技術從“波動隨機型”向“友好可控性”轉(zhuǎn)變。在此背景下，能夠多能互補的基地型大規(guī)模綜合能源，以及能夠靈活獨立運行的分布式能源，就成為新能源發(fā)電的主流建設方向，相關的設計技術研發(fā)工作也成為當前的熱點。
創(chuàng)造中國電力 未來注定可期
七十年來，我國電力工業(yè)實現(xiàn)了從小到大、從弱到強、從追趕到引領的巨大飛躍。2019年，中國大陸發(fā)電總量約7.33萬億千瓦時，占全世界的四分之一，超過美國60%以上。無論火電、水電，還是核電、新能源發(fā)電，各種形式的發(fā)電量幾乎都是世界第一。正是因為有了電力的充分保障，我國經(jīng)濟得以高速發(fā)展，在鋼鐵、煤炭、水泥、化肥、機床、高鐵、高速公路、船舶、醫(yī)藥、食品、家電、電腦、手機等產(chǎn)品領域，產(chǎn)量全面雄居世界首位。
進入新時代，我國經(jīng)濟已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段。踐行“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，構建清潔低碳、安全高效的能源體系，成為電力工業(yè)今后努力的方向。未來很長的一段時間內(nèi)，火力發(fā)電仍將扮演著“壓艙石”的角色，為我國電力供應提供充足的安全保障。在中、東部地區(qū)適當布局安全支撐性電站，在西部地區(qū)建設“煤電風光儲一體化”綜合電力安全保障基地，是今后火電建設的主要方向。因此，進一步降低能耗和污染物排放，尤其是降低二氧化碳的排放是火電應用技術提升的關鍵。近年來，一些采用先進設計技術的示范項目正在建設，如采用高位布置、二氧化碳捕集封存技術的神華錦界電廠三期項目，采用高低位布置雙軸二次中間再熱技術的申能平山電廠二期項目等等。這些新技術的應用，是火電設計技術又一次革命性的嘗試。同時，開展產(chǎn)業(yè)合作，形成不同行業(yè)、產(chǎn)業(yè)間能源利用形式的互補，實現(xiàn)資源梯級利用，形成跨行業(yè)的能源耦合，進一步降低能耗，提高能源利用效率，進而降低排放總量，將成為我國能源革命的新方向。
在引導火力發(fā)電繼續(xù)發(fā)揮基礎性作用的同時，大幅提高水電、核電、風力、太陽能等清潔能源電力占比，形成非化石能源為主的電源結構，是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型、建設新一代電力系統(tǒng)的重要標志，也是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的主要支撐。到2035年，我國計劃風電、光伏裝機均達到6億千瓦，水電裝機達到4.8億千瓦，核電裝機達到2億千瓦，發(fā)展?jié)摿薮蟆τ谇鍧嵞茉吹拈_發(fā)，將以提高消納為目標，以儲能技術為突破口，依托精細化功率預測、優(yōu)化調(diào)度、儲能集成等手段，以“煤電風光儲一體化”“水電風光儲一體化”“風光儲一體化”“風光熱儲一體化”為主要模式，建設一批“系統(tǒng)友好型”的綜合能源基地，在保障受端地區(qū)電力安全的基礎上，促進送端地區(qū)清潔能源的開發(fā)利用，帶動能源電力產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)我國能源結構調(diào)整的發(fā)展目標。中國能建規(guī)劃設計集團設計的張北風光儲輸示范工程、魯能海西風光熱儲示范工程就是踐行這一思想建設的綜合能源基地典范。
未來，中國工業(yè)必將創(chuàng)造出更多令世人矚目的“中國奇跡”。作為中國工業(yè)基礎的中國電力，將繼續(xù)貫徹習近平總書記提出的“四個革命、一個合作”能源戰(zhàn)略思想，在規(guī)劃設計的引領下，書寫下更多不朽的歷史傳奇。作為電力工程服務行業(yè)的“國家隊”和“排頭兵”，中國能建規(guī)劃設計集團將以“設計能源未來，引領能源發(fā)展”為使命，用智慧和汗水，見證并創(chuàng)造“中國電力”更加輝煌的明天。