改革開(kāi)放40周年，聽(tīng)中國(guó)工程院院士們講述40年電力芳華。

（來(lái)源：微信公眾號(hào)“中國(guó)電力報(bào)”ID：zgdlb_CEPN）

電動(dòng)汽車發(fā)展已成必然趨勢(shì)

陳清泉院士

1937年1月生于印度尼西亞，原籍福建漳州，電機(jī)電力驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)車專家，中國(guó)工程院院士。先后擔(dān)任世界電動(dòng)車協(xié)會(huì)主席，亞太電動(dòng)車協(xié)會(huì)主席等職務(wù)。

1976年我到香港以后，看到美國(guó)政府正大力資助電動(dòng)汽車研發(fā)，因?yàn)樵诙兰o(jì)六十年代發(fā)生了石油危機(jī)，油價(jià)突然漲高，石油危機(jī)促使美國(guó)立法來(lái)支持電動(dòng)汽車的研發(fā)。那時(shí)候我受到美國(guó)研發(fā)電動(dòng)汽車的鼓舞開(kāi)始關(guān)心電動(dòng)汽車，然后我就發(fā)表了關(guān)于電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方面的文章。因?yàn)檫@篇文章引起了同行的關(guān)注，夏威夷大學(xué)主動(dòng)派人找我到香港大學(xué)建立了國(guó)際電動(dòng)汽車研究中心。

我認(rèn)為中國(guó)有望成為電動(dòng)汽車王國(guó)，因?yàn)橹袊?guó)對(duì)電動(dòng)汽車的需求比任何一個(gè)國(guó)家都要強(qiáng)烈。第一，中國(guó)是缺油的國(guó)家，中國(guó)的進(jìn)口油已經(jīng)達(dá)到58%左右。第二，中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快，造成空氣質(zhì)量下降，所以環(huán)保的壓力比任何國(guó)家都要迫切。第三，中國(guó)的汽車還在發(fā)展，中國(guó)現(xiàn)在汽車的保有量還在增加，假如這些汽車不改造，中國(guó)能源安全與環(huán)保問(wèn)題就會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，所以中國(guó)必須要發(fā)展新能源汽車。

現(xiàn)在中國(guó)的產(chǎn)量已經(jīng)是世界第一，但是百分比不是，若要電動(dòng)汽車對(duì)能源、環(huán)保有影響力，電動(dòng)汽車一定要占有百分比，這也是成為電動(dòng)汽車王國(guó)的指標(biāo)之一。中國(guó)基本上是分為幾個(gè)階段，從現(xiàn)在到2020年，中國(guó)電動(dòng)汽車的主要目標(biāo)是減少霧霾，改善空氣質(zhì)量。

調(diào)整能源結(jié)構(gòu)促轉(zhuǎn)型

黃其勵(lì)院士

1941年1月生于遼寧，蒸汽工程專家，中國(guó)工程院院士。其主要研究領(lǐng)域?yàn)楦咝鍧嵢紵拔廴究刂祁I(lǐng)域等方面。

清潔能源轉(zhuǎn)型過(guò)程主要問(wèn)題在于我們國(guó)家的資源分布不均衡，必須要靠“組合拳”來(lái)解決。在發(fā)電側(cè)，大家應(yīng)該聯(lián)起手來(lái)，抱團(tuán)為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變貢獻(xiàn)力量，盡量爭(zhēng)取做到用戶需求那樣的發(fā)電曲線。在輸電側(cè)，我們?cè)谖髂?、西北有大的風(fēng)電、太陽(yáng)能、水力發(fā)電的發(fā)電基地，要靠我國(guó)著名的特高壓電網(wǎng)送到東部。同時(shí)，要把分散能源組織起來(lái)供給老百姓用電，就是微電網(wǎng)和分布式電網(wǎng)。在用電側(cè)，用戶可以采取很多的辦法，我們叫虛擬調(diào)峰，產(chǎn)生可平移、可中斷的負(fù)荷，當(dāng)然也要號(hào)召大家都節(jié)電。這樣通過(guò)發(fā)電、輸電、用電全生產(chǎn)鏈，以及全社會(huì)共同努力，通過(guò)綜合的措施，來(lái)解決可再生能源和清潔能源發(fā)展中所遇到的問(wèn)題。

我們國(guó)家現(xiàn)在每年要燒5億噸的油，其中大概兩億多噸用于汽車，油耗大對(duì)環(huán)境污染也非常嚴(yán)重。有的國(guó)家已經(jīng)制定在2025或者2030年，就不再銷售燃油汽車，我覺(jué)得我們國(guó)家也在按這個(gè)規(guī)劃前進(jìn)。

乙醇汽油破解減排難題

郝吉明院士

1946年8月生于山東，環(huán)境工程專家，中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授。其主要研究領(lǐng)域?yàn)槟茉磁c環(huán)境、大氣污染控制工程方面。

擴(kuò)大生物質(zhì)乙醇生產(chǎn)和推廣主要有兩大方面原因：一是與糧食生產(chǎn)和儲(chǔ)存有關(guān)系，我們國(guó)家這些年糧食的儲(chǔ)備比較多，儲(chǔ)備時(shí)間長(zhǎng)了就不能再食用或作為飼料，這些糧食怎么有效利用是大家關(guān)注的問(wèn)題。二是減少對(duì)化石能源的依賴，尤其是我國(guó)逐漸進(jìn)入一個(gè)機(jī)動(dòng)車自主型產(chǎn)業(yè)的階段，對(duì)液體燃料的需求比較高，但我國(guó)油類資源比較短缺。

所以從能源和糧食安全方面結(jié)合來(lái)講，既有利于我們解決對(duì)化石能源的依賴，又使我們的陳化糧食得到有效利用，這兩大背景對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展和能源革命是非常好的一個(gè)結(jié)合點(diǎn)。

目前，應(yīng)該說(shuō)這個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展良好，我們?cè)诙鄠€(gè)省市做了試點(diǎn)，取得了幾個(gè)初步結(jié)果。一是乙醇汽油性能上跟純汽油沒(méi)有大的差別，但在減少二氧化碳排放、應(yīng)對(duì)氣候變化上是有重要影響的，另外把陳化糧食有效利用起來(lái)，也解決了糧食長(zhǎng)時(shí)間積壓帶來(lái)的矛盾;二是我們?cè)趹?yīng)對(duì)氣候變化方面減少碳的排放，如果汽油當(dāng)中含10%的乙醇，二氧化碳的凈排放大概減少10%。關(guān)于氮氧化物的排放問(wèn)題，不同的車型有不同的表現(xiàn)，不同的地區(qū)也有差異。

清潔燃燒遏制大氣污染

倪維斗院士

1932年10月生于上海，動(dòng)力機(jī)械工程專家，中國(guó)工程院院士，曾任清華大學(xué)副校長(zhǎng)、校務(wù)委員。其主要研究領(lǐng)域?yàn)闊崃u輪機(jī)系統(tǒng)和熱動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)學(xué)方面。

開(kāi)始科研是文化大革命結(jié)束以后，那時(shí)候我已經(jīng)46歲了。當(dāng)時(shí)我國(guó)的發(fā)電設(shè)備比較落后，需要做一些工作來(lái)改造發(fā)電設(shè)備提高效率。1980年以后我轉(zhuǎn)向了電力領(lǐng)域，在微觀方面做了比較多的工作以后，再轉(zhuǎn)到宏觀就清楚一點(diǎn)。所以慢慢就從一個(gè)具體的功率問(wèn)題，變成一個(gè)設(shè)備，從設(shè)備又變成幾個(gè)設(shè)備組成一個(gè)系統(tǒng)，然后這個(gè)系統(tǒng)就組成一個(gè)大系統(tǒng)，慢慢就了解到這些系統(tǒng)互相之間的關(guān)系。

去煤化呼聲越來(lái)越高，實(shí)際上真正產(chǎn)生污染的不是發(fā)電，主要是大量散煤燃燒，污染原因是各方面的，不是煤炭一方面，我國(guó)過(guò)去30年的發(fā)展，煤炭立下了汗馬功勞，我認(rèn)為不能把環(huán)境問(wèn)題全歸結(jié)在煤炭一方面，這樣是不公平的。煤炭清潔化一是需要提高效率，還有就是煤炭作為一種物質(zhì)，它要能量利用最優(yōu)化，同時(shí)物質(zhì)利用最優(yōu)化，最主要應(yīng)該發(fā)展甲醇和發(fā)電聯(lián)產(chǎn)，這樣就能夠使煤的耗量效率大幅降低，減少污染。汽車用甲醇來(lái)代替汽油，煤炭將來(lái)要多聯(lián)產(chǎn)，甲醇和發(fā)電同時(shí)進(jìn)行，提高整個(gè)煤炭的利用效率，減少大氣污染。

十二載深耕改進(jìn)燃燒技術(shù)

秦裕琨院士

1933年5月生于上海，熱能工程、燃燒學(xué)專家，中國(guó)工程院院士，曾任哈爾濱工業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)、燃燒工程研究所所長(zhǎng)。

由于當(dāng)時(shí)我國(guó)不生產(chǎn)熱水鍋爐，所以當(dāng)年的熱水鍋爐就是我們所說(shuō)的直流鍋爐，但是由于當(dāng)時(shí)的供電不穩(wěn)定，說(shuō)不定什么時(shí)候就突然停電了，一停電，水不走了，但爐內(nèi)還有火，所以水很快就被汽化蒸發(fā)，蒸發(fā)就會(huì)造成事故，非常危險(xiǎn)?；诖?，我當(dāng)時(shí)一直在思索怎么解決這個(gè)問(wèn)題，首先想到了自然循環(huán)，后來(lái)我經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算分析、試驗(yàn)，成功研制出我國(guó)第一臺(tái)自然循環(huán)熱水鍋爐。

當(dāng)年在我國(guó)很流行流化床燃燒，因?yàn)樗軌蛉紵淤|(zhì)煤、煤干石，所以在我國(guó)就慢慢推廣起來(lái)了。當(dāng)時(shí)制造了4臺(tái)，2臺(tái)裝在廣東韶關(guān)，2臺(tái)裝在黑龍江雞西滴道，由于技術(shù)不成熟，當(dāng)時(shí)出了一些問(wèn)題，后來(lái)我經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，找到了技術(shù)不成熟的原因，通過(guò)改進(jìn)技術(shù)，把問(wèn)題解決了。

拿燃燒技術(shù)來(lái)說(shuō)，一般燃燒節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)類型，一個(gè)是布置在4個(gè)角上的，一個(gè)是布置在前后墻，叫旋風(fēng)熱化器，我們搞這個(gè)旋風(fēng)熱化器也是在搞濃淡，讓中間濃，周圍淡，這個(gè)想法我是在1993年提出來(lái)的，直到2005年旋風(fēng)熱化器才獲得了國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)，經(jīng)歷了12年，所以并不是所有事情都能很順利的完成，經(jīng)過(guò)我們團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持不懈地努力，最后才成功了。

節(jié)能減排本質(zhì)是提高效率

王仲奇院士

1932年生于河北，熱力葉輪機(jī)械專家，中國(guó)工程院院士，1993年獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

二十世紀(jì)七八十年代，國(guó)際上非常重視“發(fā)動(dòng)機(jī)彎扭葉片的氣動(dòng)成型理論、實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值計(jì)算”這一課題，可以說(shuō)是當(dāng)時(shí)的尖端領(lǐng)域。如果把這一課題攻克，在世界發(fā)動(dòng)機(jī)研究領(lǐng)域可以被稱為一場(chǎng)以改進(jìn)渦輪葉片氣動(dòng)性能為主要內(nèi)容的革命性變革。從國(guó)家的角度來(lái)講，我國(guó)需要這項(xiàng)技術(shù)。我和我的團(tuán)隊(duì)用了10年時(shí)間攻克了這一難題，我們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片沿其高度“扭曲”的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)新的設(shè)計(jì)自由度，讓葉片沿其高度“彎曲”，從而較易于控制流場(chǎng)中氣動(dòng)參數(shù)的合理分布，形成完整的彎扭葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)體系，為彎扭葉片工程設(shè)計(jì)提供了有效的工具。

無(wú)論對(duì)于哪個(gè)領(lǐng)域來(lái)講，效率都是很關(guān)鍵的因素，這一技術(shù)，便提高了效率。這項(xiàng)技術(shù)不僅限于渦輪，還可以推廣到航空發(fā)動(dòng)機(jī)、大型燃?xì)廨啓C(jī)以及壓氣機(jī)、風(fēng)機(jī)上，達(dá)到優(yōu)化流型，降低能量損失的目的。

徹底解決環(huán)境問(wèn)題除了真正做好節(jié)能減排，還要提高效率。針對(duì)國(guó)家當(dāng)前能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，效率和節(jié)能是同等重要的。效率提高了，同樣的東西，產(chǎn)出有用的東西更多，何樂(lè)而不為?汽輪機(jī)如果提高哪怕百分之一的效率，僅增加的電力供給每年就不可估量。

循環(huán)流化床從無(wú)到有

岳光溪院士

1945年10月生于北京，清華大學(xué)動(dòng)力機(jī)械系畢業(yè)，中國(guó)工程院院士，機(jī)械工程學(xué)院熱能工程系研究員，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。

早在二十世紀(jì)九十年代初期，循環(huán)流化床──一種煤種適應(yīng)性極強(qiáng)的清潔煤技術(shù)，已經(jīng)初步發(fā)展并很快應(yīng)用到產(chǎn)品中。我國(guó)由于投入不足、資金欠缺等多方面的原因，發(fā)展相對(duì)緩慢。

當(dāng)時(shí)，國(guó)外的循環(huán)流化床燃燒設(shè)計(jì)理論基本是經(jīng)驗(yàn)性的，實(shí)際上從基礎(chǔ)理論到設(shè)計(jì)方法，他們并沒(méi)有完全掌握。我們的這套理論體系是完全獨(dú)立的循環(huán)流化床燃燒理論體系，研究清楚了循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)背后的道理，揭示了國(guó)外技術(shù)的缺陷和不適應(yīng)中國(guó)條件的根本原因，使循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)從純經(jīng)驗(yàn)方式轉(zhuǎn)向了理論指導(dǎo)方式。

比較其他的燃燒方式，它有優(yōu)點(diǎn)但是也有缺點(diǎn)。它的污染控制成本低，但是廠用電高，而且對(duì)鍋爐磨損大，那這個(gè)問(wèn)題怎么解決?在這一點(diǎn)上，我們了解了這套新的設(shè)計(jì)理論，決定從流態(tài)設(shè)計(jì)的角度修改一下，有可能把這兩個(gè)問(wèn)題全解決了，這就是在2007年開(kāi)發(fā)出來(lái)的第二代基于流態(tài)重構(gòu)的節(jié)能型循環(huán)床。在這個(gè)理論指導(dǎo)下做出的循環(huán)床廠用電風(fēng)機(jī)電耗降了30%。原來(lái)由于磨損造成鍋爐容易爆管，之前每年的可用率約為90%，現(xiàn)在幾乎達(dá)到100%，這個(gè)技術(shù)讓太原鍋爐廠的產(chǎn)值從幾千萬(wàn)提高到了7、8億，幾乎翻了10倍。

一流設(shè)計(jì)成就世紀(jì)水電工程

鄭守仁院士

1940年1月生于安徽，中國(guó)工程院院士，教授級(jí)高級(jí)工程師，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。

葛洲壩和三峽的截流問(wèn)題是世界級(jí)難題，1997年三峽工程的大江截流是在葛洲壩工程形成的水庫(kù)中實(shí)施的，當(dāng)時(shí)面臨的難題就是水深超出一般特大型工程截流水深的2~3倍，最深處有60米。另外的障礙就是江底存在20多米的軟淤沙。水工模型試驗(yàn)表明，由于深水中高堤重壓，截流戧堤進(jìn)占過(guò)程中淤沙滑出，堤頭隨時(shí)可能坍塌。這是截流施工的重大隱患，我們通過(guò)查閱世界水利施工的文獻(xiàn)，多次組織專家會(huì)診，最終確定了“人造江底，深水變淺”平拋墊底的方案。用石渣料把截流江段江底的淤沙壓住，使截流水深控制在30米左右，為安全施工創(chuàng)造了條件，也為三峽大壩建設(shè)施工留下了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

三峽工程的成敗首先在設(shè)計(jì)，一流的設(shè)計(jì)才有一流的工程。“千年大計(jì)，國(guó)運(yùn)所系。”我一直這樣叮囑設(shè)計(jì)人員，也時(shí)刻提醒自己。工程質(zhì)量一定要放在第一位，設(shè)計(jì)人員在建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，要根據(jù)施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)想辦法解決，并完善設(shè)計(jì)。

1996年春節(jié)，在左岸非溢流壩8號(hào)壩段進(jìn)行基礎(chǔ)驗(yàn)收的現(xiàn)場(chǎng)，我發(fā)現(xiàn)有些松動(dòng)的巖石還沒(méi)有全部清干凈，所以我就沒(méi)有簽字同意驗(yàn)收。我當(dāng)場(chǎng)指出了基礎(chǔ)處理的缺陷。后來(lái)，直到施工單位將基巖裂隙、松動(dòng)塊石等地質(zhì)缺陷處理妥當(dāng)，我才同意驗(yàn)收。對(duì)大壩來(lái)講，壩基的建基特別重要，千萬(wàn)不能馬虎，否則后患無(wú)窮。