國家能源集團副總經(jīng)理米樹華：加速推進煤電清潔低碳發(fā)展
發(fā)布時間：2019-05-09編輯:
我國煤電裝機規(guī)模已接近峰值，發(fā)展速度逐步平穩(wěn)。近年來，各發(fā)電企業(yè)普遍遇到了經(jīng)營和發(fā)展的困境，市場競爭加劇，發(fā)電空間縮減，利用小時下滑，環(huán)保壓力提升，各項成本增加，部分區(qū)域長期虧損。
然而，煤電在我國電力結(jié)構(gòu)中仍將長期保持主體地位，煤電行業(yè)將從規(guī)模擴張期進入高質(zhì)量發(fā)展期，要將重點放在優(yōu)化存量上，堅定走清潔低碳發(fā)展之路。
煤電裝機或于2030年達到峰值
我國煤電發(fā)展速度逐漸平穩(wěn)，預計到2030年達到峰值；到2030年，我國煤電裝機或?qū)⑦_到13億千瓦，清潔能源裝機達到20億千瓦。
數(shù)據(jù)顯示，2018年，全國火電投資同比下降9.4%，全國新增煤電2903萬千瓦、同比少投產(chǎn)601萬千瓦，為2004年以來的最低水平，表明國家化解煤電過剩產(chǎn)能工作取得實效。煤電，既是保障我國電力供應的主力電源，又是煤炭清潔高效的利用方式。為推動煤炭清潔化利用，實現(xiàn)煤電行業(yè)高效清潔發(fā)展，2014年以來，我國大力實施煤電超低排放和節(jié)能改造工程。經(jīng)過改造，煤電行業(yè)二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放量大幅下降，燃煤電廠的排放水平與燃氣電廠相接近。
煤電既面臨著增量機組發(fā)展空間縮減，也面臨著存量機組高質(zhì)量發(fā)展挑戰(zhàn)。在用電形勢平穩(wěn)及節(jié)能減排壓力雙重作用下，煤機增量需與可再生能源協(xié)調(diào)發(fā)展，既要為可再生能源并網(wǎng)創(chuàng)造條件，也要發(fā)揮煤電基礎性保障電源的作用，為電網(wǎng)提供必要的調(diào)峰服務。存量機組方面，節(jié)能、降耗的清潔轉(zhuǎn)型則是煤電企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的路徑。
煤電在我國電力結(jié)構(gòu)中仍將長期處于主體地位，煤電行業(yè)將從規(guī)模擴張期進入高質(zhì)量發(fā)展期，當前發(fā)展的重點，是要放在存量的優(yōu)化上。
從規(guī)模擴張到高質(zhì)量發(fā)展
當前，綠色低碳、節(jié)能環(huán)保已成為時代潮流，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、大力發(fā)展清潔能源已成為各界共識。我國是世界上最大的能源消費國，煤炭作為我國主要能源的地位在相當長時間內(nèi)不會改變。經(jīng)過不懈努力，我國能源消費結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出清潔化、低碳化的特征，到2030年我國新增能源需求將主要依靠清潔能源滿足。煤炭的清潔利用對我國構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系具有重要意義。
我國煤電行業(yè)在歷經(jīng)7年全面實施節(jié)能減排升級與改造后，正在迎來“收獲期”，環(huán)保水平和能效水平實現(xiàn)雙提升，煤電污染物排放總量得到強力控制，煤電機組煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放總量大幅降低，煤電已不是造成環(huán)境污染的主要因素。
多年來，煤電行業(yè)作為電力行業(yè)的主力軍，經(jīng)歷了裝機容量世界第一、發(fā)電效率世界領先、超低排放改造水平世界先進，為我國經(jīng)濟社會發(fā)展作出了巨大貢獻。在超低排放改造方面，我國已形成針對幾乎所有機組類型的改造方案；而針對主流的常規(guī)煤粉爐發(fā)電機組，也已形成多種技術路線可供選擇，且能夠提供改造服務的公司很多，市場競爭十分充分。
隨著能源革命戰(zhàn)略向縱深發(fā)展，電力市場改革深入推進，供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革持續(xù)深化，清潔低碳綠色轉(zhuǎn)型步伐加快，全國電力供應能力總體富余，部分地區(qū)相對過剩，煤電行業(yè)發(fā)展也面臨嚴峻形勢和諸多挑戰(zhàn)。近年來，發(fā)電企業(yè)普遍遇到經(jīng)營和發(fā)展的困境，市場競爭在加劇，環(huán)保壓力在提升，各項成本均在增加。部分區(qū)域長期處于虧損，特別是西南地區(qū)的煤電普遍存在虧損。而煤電行業(yè)從擴張期邁入高質(zhì)量發(fā)展節(jié)點，也為發(fā)電企業(yè)帶來了新一輪的發(fā)展機遇。
清潔低碳如何實現(xiàn)“加速度”
高效推進煤電清潔低碳發(fā)展，重點要強化經(jīng)濟運行，節(jié)省煤炭消耗；方向是實施熱電聯(lián)產(chǎn)，提高能源效率；關鍵是增強機組靈活性，服務清潔電力；目標是提升減排能力，實現(xiàn)近零排放。
強化經(jīng)濟運行，節(jié)約煤炭消耗。近時期，通過對不同容量的機組進行100%、50%、40%的試驗，發(fā)現(xiàn)煤炭消耗情況不一樣。100萬千瓦機組降到50%，要增加41克煤耗；降到40%負荷，煤耗就增加68克，能耗增幅很大。各容量機組從50%降到40%負荷運行，100萬千瓦級機組煤耗增幅最大，是30萬千瓦機組增幅的1.8倍。因此，負荷率對煤電整體能耗水平影響較大，機組容量越大，受影響也越大。
2018年，國家能源集團煤電平均負荷率在70%左右，其中，廣西、吉林、黑龍江、遼寧、新疆等區(qū)域機組長期在50%工況下運行，并經(jīng)常參與40%深度調(diào)峰。在國家能源集團范圍內(nèi)，如果用100萬千瓦機組替代30萬千瓦機組10%的年度發(fā)電量，每年可節(jié)約標煤54萬噸。2003～2011年，國家能源集團負荷率均在75%以上，如果負荷率從目前的70%回升到75%，每年可節(jié)約標煤48萬噸。
因此，優(yōu)化機組運行方式的節(jié)能空間巨大。發(fā)揮不同容量等級的相對優(yōu)勢，可以使電力系統(tǒng)運行更加經(jīng)濟。一是調(diào)峰以60萬千瓦以下特別是30萬千瓦級機組為主，100萬千瓦機組帶基荷；二是優(yōu)化調(diào)度方式，以廠級或企業(yè)為單位調(diào)度，提高機組負荷率。
實施熱電聯(lián)產(chǎn)，提高能源效率。實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)是提高煤電能源轉(zhuǎn)化效率的重要方向。一方面提高機組的初參數(shù)，另一方面減少冷端損失。存量煤電機組提高參數(shù)難度大，不占優(yōu)勢，因此開發(fā)供熱市場、實施熱電聯(lián)產(chǎn)、減少冷端損失，是提高煤電能源轉(zhuǎn)化效率的重要方向。純凝機組實施高背壓供熱改造后，供電煤耗可下降100克以上，效果明顯；供熱期能源轉(zhuǎn)化效率可提升到85%以上。通過供電煤耗下降和冷端余熱利用，碳排放可降低40%以上。因此，熱電聯(lián)產(chǎn)提高了效率，減少了能源損失，同比例降低了碳排放。
如何實施熱電聯(lián)產(chǎn)，一是擴展供熱范圍。30千米以上遠距離供熱；拓展居民供熱面積、提升熱電比；協(xié)調(diào)政府為園區(qū)集中供熱，拓展冷熱電多聯(lián)供及綜合能源服務。二是研究實踐新供熱技術，采用余熱利用、高背壓改造為主導路線，綜合運用旋轉(zhuǎn)隔板技術、溴化鋰熱泵、高效換熱器等技術，分能級供熱，提供高效能源。
增強煤電機組靈活性，服務清潔電力。增強煤電機組的靈活性，相對可以少發(fā)煤電，為清潔能源發(fā)電騰出空間，這是煤電實現(xiàn)清潔低碳化發(fā)展的關鍵。煤電的靈活性關鍵是鍋爐在低負荷能穩(wěn)定運行，并提供滿足機組運行合格蒸汽，當燃料主要參數(shù)改變或采用替代燃料后仍能實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。增強鍋爐適應不同燃料的靈活性，在寬負荷范圍穩(wěn)定運行，實現(xiàn)發(fā)電機組靈活性。建議應該研究提升鍋爐及制粉、回熱、控制等相關系統(tǒng)的靈活性。一是燃料等靈活適應性，重點開展精細化配煤，研究采用冗余制粉系統(tǒng)配燒、筒倉摻配等措施；開展生物質(zhì)、污泥摻燒，研究大比例摻燒或全燃料替代技術，由“煤電廠”升級為“火電廠”；研究大功率等離子、富氧燃燒技術，提高燃燒不同煤種的靈活性。二是熱力系統(tǒng)的靈活性，研究利用凝結(jié)水節(jié)流一次調(diào)頻、高加抽汽節(jié)流二次調(diào)頻，利用回熱系統(tǒng)，實現(xiàn)靈活啟動和全負荷脫硝。三是發(fā)揮智能控制優(yōu)勢，將智能控制方法固化到控制系統(tǒng)中，最大程度發(fā)揮機組靈活性。
提升減排的能力，實現(xiàn)近零排放。根據(jù)國家能源集團2018年排放績效，初步估算全國排放總量為130.9萬噸，為2015年的31%，取得了巨大成績。但目前火電排放總量仍然不小，總量減排仍有空間。近期，國家能源集團在一些試點電廠進行了近零排放的改造，排放績效可以再下降20%。
繼續(xù)減排，將面臨投入和成本的問題，應進一步抓好環(huán)保設施改造，在成本方面、技術方面、運營方面持續(xù)創(chuàng)新、強化管理，使煤電排放近零趨零。主要措施有以下方面：一是研究并實踐干法脫硫、低成本廢水治理、固廢資源化利用等新技術；二是優(yōu)化已投運環(huán)保設施的監(jiān)測和運行，降低成本、提高績效。
隨著我國能源的低碳化發(fā)展，電源結(jié)構(gòu)的低碳化趨勢也在不斷加速。一方面要降低高碳能源在我國能源結(jié)構(gòu)中的比例，另一方面要實現(xiàn)高碳能源的低碳化利用。而燃煤發(fā)電本身，就是煤炭高效、清潔、低碳利用和轉(zhuǎn)化的過程。只有不斷提高燃煤發(fā)電效率、降低燃煤發(fā)電排放，煤電才能大有作為。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2019年04期，作者系國家能源集團黨組成員、副總經(jīng)理