王凡：創(chuàng )新是燃煤電廠(chǎng)的唯一出路

近年來(lái)，我國環(huán)境污染形勢嚴峻，霧霾頻發(fā)。隨著(zhù)社會(huì )對環(huán)境問(wèn)題的的高度關(guān)注，國家對大氣污染物排放控制更加嚴格，推進(jìn)煤電超低排放和節能改造勢在必行，作為耗煤大戶(hù)的燃煤電廠(chǎng)面臨著(zhù)巨大的環(huán)保壓力。在5月25-26日舉行的2017清潔燃煤發(fā)電中國國際論壇上，中國能源研究會(huì )副秘書(shū)長(cháng)、節能減排中心主任王凡做了題為“創(chuàng )新是燃煤電廠(chǎng)唯一出路”的主旨演講，對我國燃煤電廠(chǎng)的現狀、面臨的挑戰及未來(lái)的技術(shù)發(fā)展等做出了詳實(shí)地講解與分析。

我國燃煤電廠(chǎng)的現狀——“煤耗”大戶(hù)煩惱“接踵而至”

燃煤發(fā)電在我國能源結構中占比很大，至今以煤為燃料的火電裝機超過(guò)70%，燃煤發(fā)電占比高達65%，核電發(fā)電占比只有3%，風(fēng)電加光伏占4%。全國燃煤裝機容量接近10億千瓦，年消耗煤炭接近20億噸。而燃煤發(fā)電為我國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和人民生活提供了最基礎最堅實(shí)的電力保障，同時(shí)也消耗了大量資源，給環(huán)境帶來(lái)巨大壓力。

煤炭發(fā)電面臨越來(lái)越嚴峻的挑戰，也在于公眾對環(huán)境污染和空氣質(zhì)量的關(guān)注已經(jīng)上升到社會(huì )熱點(diǎn)，化石能源消耗和碳排放問(wèn)題也成為大國博弈的舞臺，環(huán)境問(wèn)題和排放問(wèn)題促使我國能源結構調整加速進(jìn)行，加之國內經(jīng)濟結構轉型調整帶來(lái)的用電量增速放緩和機組利用小時(shí)下降、電力市場(chǎng)化改革持續推進(jìn)引發(fā)的更為激烈的市場(chǎng)競爭，都給燃煤發(fā)電和燃煤電廠(chǎng)的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)帶來(lái)巨大的壓力。

我國煤電比重大，年消耗接近20億噸，出于生存環(huán)境的要求，最終要通過(guò)調整發(fā)電結構來(lái)降低火電的比重。但是調整需要時(shí)間，面臨壓力和挑戰，燃煤電廠(chǎng)只有依靠精益管理和技術(shù)創(chuàng )新，不斷提高效率，降低排放，才能在越來(lái)越嚴峻的外部環(huán)境下求生存、謀發(fā)展。

創(chuàng )新是燃煤電廠(chǎng)的唯一出路

隨著(zhù)傳統火電技術(shù)日益成熟，節能減排的難度越來(lái)越大，只有依靠創(chuàng )新，才是燃煤電廠(chǎng)的唯一出路。

燃煤電廠(chǎng)節能減排 兩項措施并行

近年來(lái)，我國大氣污染問(wèn)題嚴峻，其中，煤炭燃燒被認為是引起霧霾的重要原因。全國一半的煤炭用于火電消耗，另外四分之一的煤炭用于工業(yè)鍋爐。治理霧霾，推動(dòng)燃煤電廠(chǎng)節能減排，實(shí)現工業(yè)燃煤鍋爐清潔燃燒是關(guān)鍵。在推動(dòng)火電行業(yè)節能減排方面，中國能源研究會(huì )主要做了兩方面的工作：一是推動(dòng)高效發(fā)電技術(shù)工程化試點(diǎn)，一是推廣以上海外三電廠(chǎng)為代表的創(chuàng )新技術(shù)。

我國目前的火電廠(chǎng)供電煤耗315克，根據國家要求，到2020年，全國新建機組平均供電煤耗不超過(guò)300克標煤，現役機組平均供電煤耗不超過(guò)310克標煤，而上海外三電廠(chǎng)可以達到每千瓦時(shí)276克標煤，創(chuàng )造了奇跡。馮偉忠教授設計的雙軸高低位布置二次再熱超超臨界高效發(fā)電機組，將汽輪機高壓缸與中低壓缸分開(kāi)，按高低位不同布置，省去了大量昂貴的高溫高壓管道，減少了溫差和壓降損失，使用600度的材料和設備，達到了700度的發(fā)電效率。西門(mén)子火電部首席執行官羅蘭˙菲舍爾博士表示，此技術(shù)是改革高污染行業(yè)為低排放綠色產(chǎn)業(yè)的唯一機遇，是引領(lǐng)世界煤電繼續發(fā)展的技術(shù)。如果能實(shí)踐到工程當中，它將使中國成為世界火力發(fā)電技術(shù)的權威。

上海外三電廠(chǎng)擁有一系列創(chuàng )新技術(shù)，其精髓主要體現在三個(gè)方面：一是注重發(fā)電設備的保效，臨爐加熱防止產(chǎn)生氧化皮;二是在廣義回熱理論基礎上，用好用活回熱技術(shù)，不但把回熱技術(shù)用于加熱鍋爐補給水、加熱鍋爐進(jìn)風(fēng)，還用于加熱煤粉等其他介質(zhì)，最大限度節約能源;三是系統考慮和解決提效和減排，尤其是高效低耗的脫硫脫硝技術(shù)，推動(dòng)了電廠(chǎng)系統和過(guò)程的革命;四是小汽機集中變頻。這些創(chuàng )新技術(shù)的綜合運用，實(shí)現了燃煤電廠(chǎng)寬負荷安全高效清潔運行。

電力生產(chǎn)方式創(chuàng )新

電力生產(chǎn)方式的創(chuàng )新也很重要，如熱電聯(lián)產(chǎn)、分布式能源、煤炭熱解發(fā)電新工藝、發(fā)電與循環(huán)經(jīng)濟相結合等。

我國熱電聯(lián)產(chǎn)裝機容量在火電裝機容量中占比30%,國家政策鼓勵熱電聯(lián)產(chǎn)。2015年4月18日發(fā)布的《熱電聯(lián)產(chǎn)管理辦法》要求，力爭北方大中型以上城市熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱率達到60%以上，20萬(wàn)人口以上縣城熱電聯(lián)產(chǎn)全覆蓋。

煤炭熱解發(fā)電是將煤炭進(jìn)行熱解，生成煤焦油、煤氣、半焦、半焦再去發(fā)電，實(shí)現煤的分級利用。不但把煤炭當燃料，還把煤炭當原料，提高資源利用率，創(chuàng )造更高的經(jīng)濟價(jià)值。若把國家現有的40億噸煤都這樣處理，可產(chǎn)生兩億到三億噸的原油，可大大緩解國家石油的壓力，解決能源安全問(wèn)題。

以廣西賀州華潤循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)示范區為例，華潤通過(guò)電廠(chǎng)、水泥廠(chǎng)、啤酒廠(chǎng)之間變廢為寶的循環(huán)利用和協(xié)同生產(chǎn)方式，每年節約標煤29萬(wàn)噸、節水78萬(wàn)噸、廢水處理復用263萬(wàn)噸、減少氮氧化物排放4250噸，減少二氧化碳排放73萬(wàn)噸、二氧化硫6萬(wàn)噸，產(chǎn)生循環(huán)經(jīng)濟效益約1.94億元。

我國工業(yè)燃煤鍋爐一年消耗7億多噸煤，將普通工業(yè)鍋爐改為解耦燃燒爐，實(shí)現清潔生產(chǎn)，利用背壓發(fā)電建成熱電中心，約10%的能源可轉換成發(fā)電煤耗低于200克標準煤的電力，企業(yè)能源利用率提高到85%以上。

此外，新材料研制也將給電力行業(yè)帶來(lái)發(fā)展機遇。國家支持由華能清能院牽頭研究的700攝氏度材料，一旦突破，火電機組的效率將由目前最高46%提高到接近50%。

創(chuàng )新一直在路上!要創(chuàng )造創(chuàng )新的環(huán)境和條件，建立創(chuàng )新機制及推廣創(chuàng )新技術(shù)的商業(yè)模式。我們要通過(guò)不懈努力，大力推廣火電創(chuàng )新技術(shù)、推動(dòng)火電廠(chǎng)節能減排的技術(shù)革命，促進(jìn)能源生產(chǎn)革命，實(shí)現中國的能源夢(mèng)!