【美高梅手机版登录4858】中国的超超临界常规煤

能源产业发展需要计量仪表支撑,新能源电网等也离不开电力电能表。“随着《巴黎协定》的生效,能源发展‘十三五’规划的公布,煤电产能过剩主要表现在供给侧与需求侧结构不匹配。”在日前的能源互联网设备与技术应用大会上,原机械工业部电工局局长周鹤良向记者介绍道,从长远看,新一轮能源装备技术变革、产业变革方兴未艾,人类必将从化石能源走向非化石能源。 “但这个过程是漫长的,需要几代人承上启下、继往开来努力奋斗。”他强调说,其核心是加快能源装备转型升级步伐,全面提高自主创新能力,提升能源装备产业竞争力,实现两手抓:一是传统的煤电蒸汽发电能够清洁高效;二是新能源发电能够大规模有效、经济、稳定运行。 煤的清洁高效利用是基础 “截至2015年12月31日,全国31个省市共有425家燃煤电厂,包含地方中小机组在内,装机容量约9.9亿千瓦,占全部发电装机容量67%。”周鹤良介绍说,全世界电力中40%的电量来自燃煤电厂,其中有65%~70%来自中国。从中国的国情看,以煤为主体的能源结构在短时期内不会大幅度改变,煤电机组占全部发电量的73%左右,但随着非化石能源的比重逐年增长,煤电的比重正在逐年下降,低碳电力是未来能源发展的方向。

电工电气网】讯

由中国电力企业联合会完成的《中国煤电清洁发展报告》9月19日在京发布。《报告》系统阐述了中国煤电的发展现状及在现代能源体系中的作用,全面梳理了煤电清洁发展的行动和措施,系统展现了煤电清洁发展的成效,并对煤电清洁发展进行了展望。

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根据最新统计数据显示,截至2014年底,全国发电设备装机总容量达到13.6亿千瓦。

电力与经济社会发展密切相关,是经济发展的先行官,是重要的生产资料和生活资料,电力发展对中国国民经济的快速增长发挥了强有力的支撑作用。中国以煤为主的资源禀赋决定了能源消费以煤为主的格局,也决定了以煤电为主的电力生产和消费结构。长期以来,煤电发挥着电力安全稳定供应、应急调峰、集中供热等重要的基础性作用,同时也是平衡电价的坚实基础。根据中电联统计,截至2016年底,发电装机容量达16.5亿千瓦,其中煤电装机容量9.4亿千瓦,占发电装机总量的57.3%;发电量达6.0万亿千瓦时,其中燃煤发电量约3.9万亿千瓦时,占总发电量的65.5%。

其中:煤电装机容量为9.16亿千瓦,占全部发电装机容量的67%;水电装机容量为3亿千瓦,占全部发电装机容量的22%;核电装机容量为2030万千瓦,占全部发电装机容量的1.3%;风电并网装机容量为9600万千瓦,占全部发电装机容量的6%;太阳能光伏并网容量为1060万千瓦,占全部发电装机容量的0.7%;燃气轮机装机容量为4500万千瓦,占全部发电装机容量的3%。

作为燃煤发电大国,中国长期致力于发电技术、污染物控制技术的创新发展。在发电装备技术方面,中国的超超临界常规煤粉发电技术达到世界先进水平,空冷技术、循环流化床锅炉技术达到世界领先水平。截至2016年底,中国已投产百万千瓦等级机组达到96台,30万千瓦以上火电机组比例由1995年的27.8%增长至2016年的79.1%。在污染治理技术方面,中国燃煤电厂燃煤煤质复杂,燃煤平均发热量与挥发分偏低、硫分和灰分偏高,烟尘、二氧化硫和氮氧化物的原始生成浓度较高,且大多为环保技术改造项目,通过自主研发和引进消化吸收再创新,燃煤电厂大气污染物控制装置形成了全覆盖,治理技术总体达到世界先进水平,部分领域达到世界领先水平。

国情决定我国能源结构仍以煤为主

2016年,单位火电发电量烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量分别降至0.08克、0.39克和0.36克,达到世界先进水平;1979~2016年,火电发电量增长17.5倍,烟尘排放量比峰值600万吨下降了94%,二氧化硫排放量比峰值1350万吨下降了87%,氮氧化物排放量比峰值1000万吨左右下降了85%,为全国实现"十一五""十二五"污染物减排目标做出了巨大贡献;煤电废水排放、固体废物综合利用水平逐年提高。2016年,中国火电供电煤耗降至312克/千瓦时,发电水耗降至1.3千克/千瓦时,达到世界先进水平。碳排放强度不断下降,碳排放控制水平显著提升,2016年,中国火电单位发电量二氧化碳排放量降至822克/千瓦时,比2005年下降了21.6%,为中国和全球环境保护事业做出了重大贡献。

截至2014年末,国内非化石能源发电装机仅为30%左右,占发电量的25%左右,与一些发达国家接近50%~60%的比重还有很大的差距。

绿色低碳是能源发展的大趋势,非化石能源将逐步替代化石能源,化石能源的能效水平及污染物控制水平将持续提高。预计中国非化石能源占能源消费比重将由2015年的12%提高至2030年的20%,燃煤发电机组供电煤耗由2015年的318克/千瓦时降至2020年310克/千瓦时以下。中国煤电将持续发挥基础性和灵活性电源作用,当前乃至二三十年内煤电仍是提供电力、电量的主体。尽管煤电清洁发展取得巨大成效,常规污染物将保持在较低排放量水平并持续下降,但在节能减排方面依然面临着艰巨的任务,尤其是碳排放将成为燃煤发电重要的制约因素。

其主要原因在于:我国水电机组容量达到3亿千瓦,但是因为枯水期因素,发电量骤减,水电发电量年均占19%左右;风电容量达到9600万千瓦,但因为间歇性、波动性和弃风限电等因素,其发电量仅占火电发电量的3%左右;光伏容量达到1060万千瓦,其发电量仅占火电发电量的0.5%左右。

《报告》得出了以下主要结论:中国以煤为主的资源禀赋决定了能源消费以煤为主的格局,也决定了以煤电为主的电力生产和消费结构;煤电在当前电力安全稳定供应、应急调峰、集中供热、平衡电价中发挥着基础性作用;中国燃煤发电技术已经达到世界先进水平,部分领域达到世界领先水平;中国燃煤电厂污染物实现了严格管控,环保设施形成了全覆盖;中国煤电清洁发展取得了巨大成效,污染物排放绩效达到世界先进水平;绿色低碳是能源发展的大趋势;燃煤发电将持续发挥基础性和灵活性电源作用;煤电清洁发展的任务依然艰巨,常规大气污染物已不是煤电发展的约束性因素,碳减排将成为煤电发展重要制约因素。

从以上数据可以看出,截至2014年底,全国54600亿度电的发电量,75%左右电量主要依靠火电。另外,专家预测,到2020年,燃煤发电机组所占比例将从目前的67%下降到60%左右,清洁能源机组容量比例达到40%左右。

因此,未来相当长的时期内,煤炭作为主体能源的地位、以煤为主的能源结构不会大幅度改变。

有序推进电力资源优化配置

为进一步有序推进电力资源优化配置,要优先开发水电,大力发展核电,有序推进风电,积极发展太阳能光伏发电,高效推进天然气发电。

优先开发水电。预测到2020年,水电装机容量将达3.5亿千瓦(其中,中小水电容量达到1亿千瓦),开发程度达到60%以上。据水利规划总院预测,到2030年水电技术可开发量接近饱和状态。正在建设的乌东德水电站,12台套、单机容量为85万千瓦等级。正在建设的白鹤滩水电站,16台套、单机容量为100万千瓦等级。

大力发展核电。2015年,核电装机容量将达3000万千瓦,在建28台;预计到2020年,核电装机容量将达5800万千瓦;预计到2025年,核电装机容量将达1亿千瓦;预计到2030年,核电装机容量将达1.5亿千瓦以上;目标是核电装机容量在电力装机中占10%的比重,达到2亿千瓦。

有序推进风电。预计到2020年,风电装机容量将达2亿千瓦。

积极发展太阳能光伏发电。预计到2020年,太阳能光伏发电装机容量将达1亿千瓦。

2015年6月3日,酒泉—湖南±800千伏特高压直流输电工程正式开工建设,计划2017年建成投运。重点是服务新能源风电、太阳能发电输出跨区域输电通道。该项目总投资约260亿元人民币,电气工程装备龙头企业将率先受益。

该线路途经甘肃、陕西、重庆、湖北、湖南五省,新建酒泉、湘潭两座换流站。换流容量为1600万千瓦,输电线路全长2383公里。线路建成后,年输送电量约为400亿千瓦时,相当于800万千瓦的火电装机容量,将为湖南省能源供应提供可靠的保障。

高效推进天然气发电。预计到2020年,天然气发电装机容量将达1亿千瓦。

据预测,到2020年,发电装机容量将达19亿~20亿千瓦;全社会用电量将达7.5万亿千瓦时,人均用电量突破5000千瓦时。

控制煤炭生产和消费总量。例如,北京为优化能源结构促进环境质量改善,新建了东南、西南、东北、西北四大燃气热电中心。目前,西北和西南两座热电中心已经投产,燃煤电厂全部关停。年削减燃煤1500万吨,到2020年北京市煤炭占能源消费比重下降到10%以下。

到2020年,我国西部、北部电源基地向中东部负荷中心送电的格局基本形成。其中,西南水电,西部、北部煤电及风电通过跨区电网送入华北、华中、华东及南方电网的负荷中心。从周边资源丰富的俄罗斯、蒙东、中亚、东南亚等国家和地区,可以向我国负荷中心地区送电。此外,可从吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦等国家进口石油和天然气,满足国内能源需求。

大力推进煤炭清洁高效利用

为大力推进煤炭清洁高效利用,应优化发展煤电,化石能源清洁高效利用等。

优化发展煤电。我国电源结构以煤炭作为主体能源地位、以煤为主的能源结构、以煤电为主的格局,短期内不会改变。因此,在能源结构短期内无法大规模调整的现状下,煤炭的清洁高效利用是解决我国能源和环境问题的核心。应该坚持优化发展煤电,高度重视煤炭清洁高效发电。

化石能源清洁高效利用。由黑色高碳向绿色低碳转变,逐步走向节能高效,煤炭和石油在一次能源结构中的占比将会逐步下降。习近平总书记于2014年6月13日在中央财经领导小组第六次会议讲话中指出,立足国内多元供应保安全,大力推进煤炭清洁高效利用,着力发展非煤能源,形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系;2014年8月18日,在中央财经领导小组第七次会议上讲话中特别指出,我国能源以煤炭为主,这是由我国国情所决定的,要逐步改变能源结构,减少煤炭燃烧所带来的污染。

煤炭清洁高效利用发展思路。如何解决煤炭清洁燃烧问题,就是要借鉴上海外高桥第三发电厂的节能减排经验。对此,央视已经进行过报道。

5年来,上海外三对百万千瓦机组实施多项重大技术创新,在传统的设备运行系统上进行工艺优化,提高蒸汽参数,采用二次再热、改进汽轮机通流部分结构、优化管道系统等措施,供电煤耗达到276克/kW.h。上海外三从而成为全球发电效率最高、煤耗和排放最低的绿色、清洁、高效发电厂。2014年9月,上海外三被国家能源局授予“国家煤电节能减排示范基地”称号。

2015年1~4月,上海外三平均供电煤耗为272.87克/kW.h,综合厂用电率为2.47%,粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放分别达到0.74、15.11、17.2毫克/立方米,优于天然气燃气轮机的发电水平。

华润铜山电厂学习上海外三经验,先后投入2.8亿元人民币,对百万千瓦机组进行改造,也同样达到了上海外三的节能效果。供电煤耗在原设计参数287克/kW.h的基础上,下降到276克/kW.h以下,烟尘、二氧化碳、氮氧化物排放达到天然气发电的排放标准。每年节煤价值6000万元,预计5年内可以全部收回改造投资,成为清洁电厂。

上海外三和铜山电厂的实践证明,煤电的清洁高效利用有很大的潜力,节能有很大的空间,发展前景广阔。中央最近召开的第13次全面深化改革领导小组会议指出,积极探索实践,发挥改革试点示范突破带动作用。

20世纪80年代初,我国引进美国西屋公司的30万千瓦、60万千瓦技术。当时,美国西屋公司提供的技术为70年代末世界先进水平,供电煤耗分别为330克/kW.h和312克/kW.h。

30多年来,经过科技人员的努力,我国火电机组的供电煤耗、粉尘、二氧化碳、氮氧化合物排放逐年下降,出现了一批清洁高效运转、超低排放的电厂。但是,将来的任务依然艰巨。

截至目前,全国还有8000万千瓦超高压煤电机组,以及4亿千瓦亚临界煤电机组进入跨代升级改造阶段。国家能源局发文要求,2015美高梅手机版登录4858,~2020年煤电机组平均供电煤耗和污染物排放的实施目标为:

煤电机组供电煤耗从2014年的318克/kW.h下降到300克/kW.h;60万千瓦煤电机组从312克/kW.h下降到298克/kW.h;百万千瓦机组从287克/kW.h下降到276克/kW.h;全国现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/kW.h。

粉尘排放达到10毫克/立方米、二氧化硫排放达到35毫克/立方米、氮氧化物排放达到50毫克/立方米,大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值,或者优于天然气发电排放指标,培育成为清洁环保发电厂。

相关对策和建议

为深入推进中国清洁能源发电创新与发展,根据我国能源发展现状,现提出相关对策和建议。

一要大力发展新能源低碳经济;二要对传统火电机组进行清洁、节能、高效改造;三要继续发展更为清洁、节能、高效的燃煤电厂;四要把煤电的清洁高效和新能源低碳经济放在同等地位上,传统煤炭资源与新能源并重发展。

而要达到理想的目标,需要多方努力,同时要多策并举,包括创新驱动;市场驱动;政策驱动和舆论驱动等。 (本文作者为原机械工业部电工局局长、教授级高级工程师)

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