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煤电清洁高效发展还有多少空间

作者:   发布于:2020-04-13   浏览次数:

截至目前,我国已建成全球最大清洁煤电供应体系,现役煤电机组的经济节能降耗空间有限,正逐渐扩围至非常规污染物治理。高效煤电正在稳步建设中,但碳排放尚未被纳入煤电供应体系的考量范围。

国家能源局4月10日发布的《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》(以下简称《意见稿》),明确了未来煤电产业的发展路径:“能源主管部门应当采取措施,发展清洁、安全、高效火力发电以及相关技术,提高能效,降低污染物排放,优化火力发电结构,因地制宜发展热电联产、热电冷联产和热电煤气多联供等。”

截至目前,我国已建成全球最大清洁煤电供应体系,现役煤电机组的经济节能降耗空间有限,正逐渐扩围至非常规污染物治理。同时,高效煤电正在稳步建设中,但碳排放尚未被纳入煤电供应体系的考量范围。面对日趋严格的环保要求,煤电清洁和高效发展正在寻求新突破。

煤电再清洁空间有限

上海天天彩选42014年以来,我国全面推动国内发电企业实施超低排放和节能改造工程,要求排放烟气中的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度每立方米分别不超过10毫克(部分地区为5毫克)、35毫克、50毫克。业内人士表示,超低排放是清洁利用煤电最具代表性的技术,某种程度上,这个概念已脱离技术本身,成为“清洁煤电”的代名词之一。

公开信息显示,我国目前已建成全球最大的清洁煤电供应体系,煤电超低排放和节能改造总量目标任务提前两年完成。截至2018年三季度末,我国煤电机组累计完成超低排放改造7亿千瓦以上,节能改造累计完成6.5亿千瓦。2012—2017年,在全国煤电装机增幅达30%的情况下,电力二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放量下降幅度达86%、89%、85%。

据了解,我国实施的超低排放指标已达到比国外最低标准还低的水平,中电联专职副理事长王志轩曾撰文指出,经过大规模持续节能技术改造,现役煤电机组的经济节能降耗潜力很小,继续提高经济效率空间有限。

不过,随着碳减排呼声日益高涨,清洁煤电清洁仍有新方向。国电环境保护研究院院长朱法华表示:“清洁煤电不仅包含二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放量三个指标,三氧化硫、汞及其化合物、其他重金属等非常规污染物相应限值标准也应包含在内,我国正开展相关研究工作。”

煤电效率已达世界先进

朱法华表示:“煤电清洁与高效是两个概念。高效,就是少耗煤多发电。”能源专家叶春博士对此表示赞同:“除排放指标考量外,能耗、能效也是煤电清洁高效利用的重要指标之一,超超临界燃煤发电、IGCC等技术,以及冷热电联供等方式可实现系统效能提升和能量梯级利用。”

我国煤电高效发展成绩如何?信息显示,我国煤电机组供电煤耗已从2012年的325克/千瓦时降至目前的308克/千瓦时,达到世界先进水平。

“近十几年来,我国燃煤清洁高效发电技术迅猛发展,超超临界发电技术已达到世界先进水平,某些领域已达世界领先水平;超临界CFB锅炉技术达国际领先水平,研发形成完整的CFB锅炉设计和制造技术体系。此外,煤电机组综合节水技术也达世界领先水平。”中国能建规划设计有限公司副总工程师龙辉介绍。

对于煤耗,叶春指出:“伴随风能、太阳能等可再生能源发电比重的快速提高,煤电机组参与调峰越来越频繁,虽然通过灵活性改造,可以实现煤电机组深度调峰,但在一定程度上会影响大容量、高效率机组的低煤耗优势充分发挥。”测算显示,100万干瓦级机组降至50%负荷煤耗增加41g/kWh,降至40%负荷煤耗増加68g/kWh。

值得一提的是,《意见稿》中特别提及煤电高效利用形式“热电联产、热电冷联产和热电煤气多联供等”。朱法华表示,上述途径还需进一步深入推进。“目前煤电企业经营普遍困难,技改投入动辄上亿,如何保证企业经济性值得思考。同时,热电联产或热电冷联产都牵扯到市政管网,地方政府和电厂需融洽对接、密切配合。”

需资源化利用碳排放

记者注意到,煤电大气污染物排放虽已降低,但二氧化碳的排放尚未被纳入其供应体系的考量范围。

王志轩在文章中指出,目前中国天然气发电的成本比污染物超低排放的煤电成本高约0。2-0。4元/千瓦时。这个成本差价如果折算到碳价上,对应的每吨二氧化碳为330-660元人民币,而当前我国试点碳排放交易的价格在20-55元/吨。“可见,即使考虑了碳价格,煤电仍有很强竞争力。因此,各种能源的最终竞争力或是否被替代,取决于在考虑了全生命周期内的环境影响、能源安全、二氧化碳控制等要求后的经济性。”

上述业内人士也表示,碳减排是大趋势,我国煤电碳排放强度持续下降,但若只依靠现有技术,减排空间会越来越小。碳捕获、利用与封存技术成本高昂,能耗过大,后续处理也困难。

对于煤电碳排放问题,朱法华认为,一方面,电厂通过技术手段减少二氧化碳排放,从源头严控;另一方面,已排放的二氧化碳一定要资源化利用,现有技术并未将其充分利用,没有资源化利用就没有经济效益。

龙辉建议,保证一定比例煤电机组的前提下,我国大型燃煤锅炉直接耦合生物质燃烧可降低二氧化碳排放。“但目前国内生物质发电的主流技术主要是小型锅炉直燃发电,这些电厂燃尽率低、结渣严重、经济性差,浪费生物质资源。”

龙辉表示,技术方面,需开发更高参数和效率的超超临界燃煤火电机组发电技术。“以700℃超超临界发电技术为例,我国在高温材料、焊接技术等方面距世界先进水平还有差距。”

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