五年来北京全市99.8%的燃煤锅炉已被淘汰,但传统发电企业节能也面临着新挑战

近日,湖北省发改委下发了2018年省节能专项资金项目实施计划,黄石市共3个项目入选。湖北加恒实业有限公司节能改造系统工程项目获省节能专项资金200万元,湖北中特新化能科技有限公司压缩空气系统节能改造项目获省节能专项资金150万元,阳新长丰米业有限责任公司稻谷处理节能环保综合提升技术改造项目获省节能专项资金150万元。3个项目建成投产后年可节约标煤约10262吨。这些项目的实施,将加快推动我市节能降耗工作,对黄石市节能“双控目标”的完成起到促进作用。下一步,我委将督促各项目单位抓紧办理项目资金拨付手续,加快项目实施进度,确保项目尽快建成投产并发挥节能效益。

节能减排在越来越重视环境保护的当下已是热点,与社会关注的清洁新能源开发、日常生活节能相比,做好传统能源企业节能这篇文章尤为重要。就浙江而言,每年的用能总量已达2亿吨标煤,其中燃煤发电机组用煤约1亿吨,是名副其实的能耗大户,每下降一个百分点的能耗,就能节煤百万吨。而一个投资上亿元、2万千瓦的大型光伏电站,按浙江的日照条件,年均节煤不过万余吨,从这个角度看,传统能源企业节能大有可为。
传统煤电企业降低能耗的难点。通常来说,传统煤电企业节能降低煤耗主要靠装备的技术改进和更新换代。如2000年以来,大容量、高效率、低煤耗的超临界、超超临界60万千瓦及百万千瓦燃煤火电机组成为发电主力,已经淘汰了12.5万千瓦以下中小燃煤机组。“十二五”期间,浙江省火电机组供电标煤耗累计下降14克/千瓦时,每年节约电煤超200万吨。但传统发电企业节能也面临着新挑战。特别是近十年来,随着环保要求的提高和用电市场的变化,能耗大户燃煤发电企业面临着节能发展的诸多瓶颈。
受煤炭市场的影响,燃煤机组发电成本不断攀升,发电用煤种类多变,对煤种适应性的控制问题严重制约了燃煤机组经济优化运行。2008年后,煤价飙升期,发电企业为节约成本,进行了大量的入炉煤炭的混烧、掺烧,使超临界发电机组更难满足电网负荷调节要求,更难控制在额定、经济的状态,造成了煤耗居高不下。
近十年来,全国特高压电网骨干网架建成,大量省外水电为主的清洁低价电源输入,清洁电能在浙江电量的占比已达四分之一。为保证电网安全稳定供电,处在特高压受电端的浙江省超临界燃煤发电机组还需低负荷运转备用,调频、调峰能力面临严峻挑战,常规控制方法已无法满足电网对于大型发电机组深度调频、调峰的灵活性提升的需求。省内燃煤机组承担了调峰压力,旋转备用容量增大,发电负荷率普遍偏低,经济性和节能效率难以发挥。新能源占比不断增加,风电、太阳能等新能源发电的不稳定供电特性,需要作为发电主力的超临界燃煤发电机组在频繁负荷调节下低负荷运转备用,机组很难达到额定参数的节能运行。同时,燃煤机组增加脱硝、脱硫装置,逐步全面实现超低排放,大幅提升了烟气排放物控制难度,也增加了发电煤耗。
突破传统能源企业节能发展的瓶颈。做好传统能源发电企业节能降耗的出路在于技术创新。如何解决超临界机组的节能、稳定运行和灵活调度这一矛盾体,使发电机组转化为精细化控制方式。国网浙江电科院主持研发的杭州市重大专项基金项目成果《超临界机组深度节能关键技术及应用》对这一难题有了创新突破。国网浙江电科院组织浙江大学和华能玉环、神华宁海等20余家发电集团大型发电厂共同组成产学研用的项目研发团队,首次通过获取煤燃烧的碱金属含量,对入炉煤种进行在线检测和辨识,调整锅炉燃烧,优化燃料分配,提升机组经济运行能力。目前,这项创新技术已在20余台大型超(超)临界机组上广泛应用和推广。机组平均降低煤耗2克/千瓦时以上,产生的经济效益总额超过9.43亿元,社会效益显著,已取得国家专利授权14项、国际专利公开1项,主编并颁布相关行业标准3部。
同时,在省内电源建设上要加快发展抽水蓄能项目。随着省外来电、风光核等新能源发电的增多,发展抽水蓄能调峰机组势在必行。我省抽水蓄能资源十分丰富,装机容量在30万千瓦以上的站址达37处,应充分加以利用。鉴于抽水蓄能电站前期工作慢、建设周期长的特点,应对抽水蓄能项目提前规划、大力推进,确保抽水蓄能调峰机组与电网调峰需求相匹配,避免煤电机组长期低效高能耗调峰。这是破解传统煤电企业降低能耗难点的又一重要路径。
(作者分别为浙江树人大学副教授徐建华、国网浙江电科院高工罗志浩)

6月11日,国家发改委、生态环境部和北京市政府联合在北京举办了“2018年全国节能宣传周全国低碳日暨北京市节能宣传周低碳日活动启动仪式”。国家发改委副主任宁吉喆在致辞时表示,我国节能工作贯彻落实能耗总量和强度“双控”的决策部署,目前已取得明显成效。2013-2017年我国万元生产总值能耗累计下降20.9%,节能10.3亿吨标准煤,去年全国能源消费总量44.9亿吨,以年均2.2%的能源消费增速支持了国内生产总值年均7.1%的增长。宁吉喆表示,要优化能源结构,加大煤炭消费减量替代工作力度,推动京津冀及周边、长三角、珠三角等重点地区完成煤炭消费减量替代目标任务。同时要培育壮大节能环保产业、清洁生产产业、清洁能源产业,全面推进传统高耗能行业节能改造和清洁生产改造。此外,还要深入开展全民节能行动,全面推进工业、建筑、交通运输、公共机构、居民用能等重点领域节能,不断提高全社会节能意识。针对能源结构改造,不少专家认为,煤炭减量化是清洁高效利用的前置任务,否则污染物排放浓度再低,总量依然庞大。据悉,从趋势看,煤炭减量化以及清洁能源替代正稳步推进,近两年来我国煤炭去产能超过5亿吨,去年非化石能源占全国能源生产总量的17.6%,比2012年提高6.4个百分点。据了解,北京在煤炭减量方面已颇具成效,北京市环保局相关负责人表示,五年来北京全市99.8%的燃煤锅炉已被淘汰,相应减少燃煤近900万吨。此外,为促使锅炉氮氧化物深度减排,北京率先在全国开展燃气锅炉低氮改造工作,主要通过更换低氮燃烧器或低氮燃气锅炉等方式,从氮氧化物产生源头进行控制。截至去年11月中旬,北京共淘汰燃煤锅炉4453台、13259蒸吨,完成燃气锅炉低氮改造约7000台、23000蒸吨。据不完全统计,我国燃煤供热供暖工业锅炉近48万台,各种窑炉约13万台,年耗煤约7.5亿吨。中国煤炭加工利用协会理事长张绍强介绍,锅炉效率低、污染物控制设施简陋,大量供热锅炉因季节性因素负荷变化较大,实际燃烧效率、锅炉热效率平均比国际先进水平低15%-20%,导致烟尘排放超过全国排放总量的40%,二氧化硫排放量占全国排放总量的35%以上,成为严重的大气污染物排放源。“民用散煤消费总量每年在2亿吨左右,大部分炉灶原始、使用分散、用户经济承受能力不高,是煤炭清洁高效利用一块难啃的”硬骨头”。”国家能源局相关负责人表示,我国将坚持散煤减量替代与清洁化替代并举、疏堵结合,通过落实优质煤源、建设洁净煤配送中心、推广应用洁净煤和型煤、先进民用炉具、加强监管等措施,解决民用散煤清洁化利用问题。