王志軒：新常態(tài)下中國煤電清潔高效發(fā)展的思考 —— 文章正文2015-12-04

　　2013年，全世界煤炭消費(fèi)占一次能源消費(fèi)比重為30%，中國為66%。中國煤電發(fā)電量長期以來占總發(fā)電量比重為80%左右，雖然近十年可再生能源發(fā)電迅猛增長，但2014年煤電裝機(jī)比重仍為60%，煤電發(fā)電量比重為70%。

　　據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局和中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計(jì)，截至2014年底，全國全口徑發(fā)電裝機(jī)容量為13.6億千瓦、同比增長8.7%，其中非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量4.5億千瓦、占比為33.3%。2014年，全國全口徑發(fā)電量5.65萬億千瓦時(shí)、同比增長4.0%，其中非化石能源發(fā)電量1.42萬億千瓦時(shí)、同比增長19.6%，非化石能源發(fā)電量占總發(fā)電量比重自新中國成立以來首次超過25%達(dá)到25.06%。全國發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)4286小時(shí)，為1978年以來的年度最低水平，同比降低235小時(shí)?？梢姡腔茉窗l(fā)電在替代化石燃料發(fā)電尤其是燃煤發(fā)電的步伐正在加快，燃煤電廠在繼煤電矛盾之后，煤電與低碳發(fā)展的矛盾、煤電發(fā)展與可再生能源發(fā)電的矛盾將日趨尖銳，煤電清潔高效利用的發(fā)展需求將進(jìn)一步迫切。

　　煤電清潔高效發(fā)展取得了歷史性跨越

　　環(huán)保管制要求不斷加強(qiáng)，政策支持有效落實(shí)

　　中國通過一系列法律、行政以及經(jīng)濟(jì)手段等，加強(qiáng)對燃煤電廠能效和污染物排放的嚴(yán)格管理。在能效要求方面，對新建燃煤機(jī)組有強(qiáng)制性的單位電能能源消耗限額，如國家強(qiáng)制性要求《常規(guī)燃煤發(fā)電機(jī)組單位產(chǎn)品能源消耗限額》（GB21258-2013）；對老機(jī)組也有提高效率的目標(biāo)，如《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃（2014~2020年）》（發(fā)改能源[2014]2093號）中的要求。對污染物排放要求，有強(qiáng)制性的污染物排放限值要求，如《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）中的排放限值已是世界最嚴(yán)，而且一大批燃煤機(jī)組還要按照中央有關(guān)政府部門和地方政府更嚴(yán)格的要求，開展“超低排放”環(huán)保改造，即要求排放煙氣中的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度每立方米分別不超過10毫克（有的要求為5毫克）、35毫克、50毫克。在二氧化碳控制要求方面，提出了單位GDP碳排放強(qiáng)度控制要求，頒布了《碳排放權(quán)交易管理暫行辦法》等。在加強(qiáng)強(qiáng)制性管制的同時(shí)，也給予了有力的政策支持，成為促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的主要?jiǎng)恿?。如通過提高環(huán)保電價(jià)措施，使環(huán)保成本傳遞到電力用戶，目前，燃煤電廠脫硫、脫硝、除塵設(shè)施建設(shè)達(dá)到要求的電廠，上網(wǎng)電價(jià)每千瓦時(shí)平均提高了約0.027元。為了促進(jìn)電廠加快治理污染，有的地方政府對于提前完成技改任務(wù)的電廠給予一定的資金獎(jiǎng)勵(lì)，并采取獎(jiǎng)勵(lì)發(fā)電量指標(biāo)或者優(yōu)先上網(wǎng)發(fā)電的方式。

　　機(jī)組技術(shù)水平不斷提高，結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化

　　一是采用大容量、高參數(shù)機(jī)組。中國新建機(jī)組基本上是60萬千瓦及以上超超臨界參數(shù)的大機(jī)組，2014年底中國單機(jī)容量為100萬千瓦的超超臨界機(jī)組約100臺（2013年底為63臺）；參數(shù)在25~28兆帕600℃/600 ℃的機(jī)組得到大規(guī)模應(yīng)用，其中效率最高的上海外高橋第三發(fā)電廠2臺100萬千瓦超超臨界機(jī)組的實(shí)際凈效率已達(dá)到了44.5%（供電煤耗276克/千瓦時(shí)）為世界最高，如果折算到設(shè)計(jì)工況下凈效率可達(dá)45.5%。二是不斷提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組比重，并以熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組替代了大量的散燒供熱鍋爐。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的比例由2000年的13.3%，提高至2013年的28.9%。三是以大機(jī)組替代小機(jī)組。30萬千瓦及以上火電機(jī)組比例由1995年27.8%提高至2014年77.7%。四是積極進(jìn)行現(xiàn)役機(jī)組汽輪機(jī)的通流改造、煙氣余熱回收利用、電機(jī)變頻等節(jié)能技術(shù)改造，以綜合技術(shù)提高效率。五是提高劣質(zhì)煤清潔利用水平，加大循環(huán)流化床（CFB）鍋爐的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，目前有近100臺30萬千瓦級的CFB鍋爐在投運(yùn)；2013年中國自主研發(fā)的世界首臺單機(jī)容量最大的60萬千瓦的超臨界CFB鍋爐在四川白馬電廠投運(yùn)。CFB鍋爐的效率和環(huán)保水平已達(dá)到世界先進(jìn)或領(lǐng)先水平。

　　通過結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)創(chuàng)新、科學(xué)管理等多方面的措施，中國火電廠平均凈效率由1978年的26.1%（發(fā)電熱效率為28.3%）提高到2014年的38.6%（發(fā)電熱效率為41%），即單位供電量燃料消耗率下降了48%（由于在火電機(jī)組中90%左右為燃煤機(jī)組，火電廠平均效率基本上代表了燃煤電廠的平均效率），中國燃煤電廠的平均效率達(dá)到世界先進(jìn)水平。

　　煤電污染物控制水平、資源綜合利用水平都顯著提高

　　根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)分析，主要情況如下：

　　煙塵控制方面，除塵技術(shù)逐步升級為高效電除塵器、袋式除塵器、電袋復(fù)合除塵器等，尤其是近兩年低溫電除塵器等更高效的除塵技術(shù)大范圍應(yīng)用。平均除塵效率由1985年的90.6%提高至2014年的99.75%；每千瓦時(shí)煙塵排放相應(yīng)地由1985年的10.5克降至2014年的0.23克。

　　二氧化硫控制方面，2005年以來的近10年間，電站鍋爐脫硫裝機(jī)比重接近100%，其中煙氣脫硫裝機(jī)比重91.5%（比美國高約30個(gè)百分點(diǎn)）；每千瓦時(shí)排放量由2005年的6.4克降至2014年的1.49克。

　　氮氧化物控制方面，采用低氮燃燒技術(shù)和SCR技術(shù)，2010年以后大規(guī)模加裝SCR裝置。截至2014年底，僅5年時(shí)間，煤電機(jī)組脫硝比例達(dá)到82.5%（比美國高約33個(gè)百分點(diǎn)）；每千瓦時(shí)氮氧化物的排放量由2005年的3.6克降至2014年的1.49克。

　　在煙氣汞治理方面，主要是通過除塵、脫硫、脫硝裝置協(xié)同控制，使排放濃度能夠滿足排放限值要求。

　　通過以上控制措施，雖然2014年火電發(fā)電量比1980年增長了16倍，但電力煙塵排放量由年排放400萬噸下降到98萬噸，下降了75.4%；電力二氧化硫排放量從2006年1350萬噸的峰值降至620萬噸，下降了54.1%；氮氧化物排放量比2011年峰值下降了38.2%。根據(jù)達(dá)標(biāo)排放改造要求，2015年還會有大幅度的下降。單位發(fā)電量污染物排放量達(dá)到世界先進(jìn)水平。

　　在固體廢物綜合利用方面，脫硫石膏產(chǎn)生量由2005年的500萬噸增長至最高2013年的7550萬噸；綜合利用量由50萬噸增長至5400萬噸左右，綜合利用率達(dá)到72%。粉煤灰產(chǎn)量從2001年的1.5億噸到最高2013年的5.5億噸；利用量從2001年的0.97億噸到最高2013年的3.8億噸 ，綜合利用率達(dá)到69%。

　　在電廠節(jié)水和廢水控制方面，火電發(fā)電耗水量從2001年的3.9千克/千瓦時(shí)降至2013年的2千克/千瓦時(shí)?；痣姲l(fā)電廢水排放量由2001年的1.31千克/千瓦時(shí)降至2013年的0.1千克/千瓦時(shí)。