習(xí)近平總書記4月17日主持召開的中共中央政治局會(huì)議提出了“六保”任務(wù),其中之一即是“保糧食能源安全”。這在全國(guó)兩會(huì)上也得到了鮮明呼應(yīng),特別是“保能源安全”在政府工作報(bào)告中單獨(dú)用了一節(jié)文字進(jìn)行闡述:“保障能源安全。推動(dòng)煤炭清潔高效利用,發(fā)展可再生能源,完善石油、天然氣、電力產(chǎn)供銷體系,提升能源儲(chǔ)備能力。”
煤電是我國(guó)煤炭清潔高效利用的主要領(lǐng)域,是我國(guó)裝機(jī)最大、供應(yīng)能力最強(qiáng)的電源種類,在電力安全中發(fā)揮著不可替代的保障作用,是能源安全的重要內(nèi)容。正如全國(guó)政協(xié)委員、華能集團(tuán)董事長(zhǎng)舒印彪所指出,做好能源安全這篇大文章,要大力實(shí)施能源電力產(chǎn)業(yè)鏈提升工程,推動(dòng)煤電清潔高效利用,深入推進(jìn)能源電力供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。
他認(rèn)為,“十四五”期間,煤電行業(yè)應(yīng)堅(jiān)持做優(yōu)增量、做精存量,加大對(duì)電網(wǎng)支撐點(diǎn)的煤機(jī)項(xiàng)目靈活性改造力度,擇優(yōu)發(fā)展一批熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目,積極實(shí)施城市垃圾、污泥、生物質(zhì)耦合發(fā)電,以科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)煤電的清潔低碳高效利用,加快傳統(tǒng)煤電綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)。
深度攻堅(jiān) 全面實(shí)現(xiàn)機(jī)組超低排放
2014年以來,我國(guó)大力推動(dòng)煤電實(shí)施超低排放和節(jié)能改造,煤電污染物排放強(qiáng)度下降、排放總量得到有效控制,煤電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入清潔高效“快車道”。截至2019年,全國(guó)煤電機(jī)組累計(jì)達(dá)到超低排放水平8.9億千瓦以上、節(jié)能改造7.5億千瓦以上,建成了世界上規(guī)模最大的清潔煤電體系。
但應(yīng)該看到,全國(guó)煤炭裝機(jī)總量約10.44億千瓦,仍然有15%的煤電機(jī)組未達(dá)到超低排放。專家指出,這部分煤電機(jī)組貢獻(xiàn)了近50%的煤電污染物總排放,主要涉及燃用低揮發(fā)分無煙煤機(jī)組、未改造的循環(huán)流化床機(jī)組及部分小容量機(jī)組。
“十四五”期間,我國(guó)除了對(duì)部分落后機(jī)組進(jìn)行淘汰關(guān)停外,需要對(duì)其余約1.3億千瓦煤電機(jī)組開展超低排放深度攻堅(jiān),推進(jìn)煤電機(jī)組全面實(shí)現(xiàn)超低排放,預(yù)計(jì)每年可使煤電行業(yè)煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放進(jìn)一步減少27%、37%、22%,促進(jìn)煤電行業(yè)進(jìn)一步提升清潔化水平。
此外,在做優(yōu)增量的同時(shí),還必須不斷做精存量,以技術(shù)進(jìn)步進(jìn)一步提升超低排放改造技術(shù)。在常規(guī)大氣污染物控制的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提升電廠廢水零排放技術(shù)、固體廢棄物的處理和綜合利用技術(shù),研發(fā)汞等重金屬的脫除技術(shù),加強(qiáng)與現(xiàn)有超低排放技術(shù)的協(xié)同控制,著重提高脫除效率、降低成本,推動(dòng)實(shí)現(xiàn)煤電深刻轉(zhuǎn)型和更高質(zhì)量發(fā)展。
優(yōu)化結(jié)構(gòu) 持續(xù)發(fā)展高效發(fā)電技術(shù)
近年來,我國(guó)持續(xù)推進(jìn)煤電機(jī)組淘汰落后產(chǎn)能和節(jié)能改造升級(jí),火電行業(yè)供電煤耗持續(xù)下降。2019年火電平均供電煤耗降至307克標(biāo)煤/千瓦時(shí),較2012年降低19克/千瓦時(shí),已逐步步入世界領(lǐng)先行列。以世界首臺(tái)百萬千瓦超超臨界二次再熱燃煤發(fā)電機(jī)組——泰州二期3號(hào)機(jī)為例,2018年實(shí)現(xiàn)供電標(biāo)煤耗264.78克/千瓦時(shí),發(fā)電效率達(dá)到47.2%,已成為全球煤電領(lǐng)域的標(biāo)桿。
正在建設(shè)中的國(guó)家示范工程——安徽阜陽華潤(rùn)電廠二期2×660MW超超臨界燃煤機(jī)組工程,能實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行效率、經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提升,工程建設(shè)技術(shù)方案的額定工況設(shè)計(jì)供電煤耗可達(dá)249克/千瓦時(shí),機(jī)組凈效率達(dá)49.33%。中國(guó)工程院院士倪維斗、秦裕琨等9名專家組成的評(píng)審組認(rèn)為,該項(xiàng)目示范實(shí)施對(duì)我國(guó)火電整體節(jié)能提效減排有重大意義。
電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院原院長(zhǎng)、全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師謝秋野表示,不斷提高發(fā)電效率是減少煤炭消耗并相應(yīng)降低污染物排放和碳排放的重要途徑,也是煤電行業(yè)始終追求的目標(biāo)。“十四五”期間,對(duì)60萬千瓦及以上大容量機(jī)組,應(yīng)總結(jié)推廣610℃~620℃二次再熱先進(jìn)高效超超臨界煤電技術(shù),同時(shí)對(duì)600℃一次再熱機(jī)組因地制宜地進(jìn)行系統(tǒng)集成優(yōu)化,如低溫省煤器、煙氣余熱深度利用等技術(shù),發(fā)電煤耗降低約10-18克/千瓦時(shí)。
“‘十四五’期間,清潔高效熱電聯(lián)產(chǎn)仍將是解決我國(guó)北方城鎮(zhèn)地區(qū)清潔取暖的主要途徑,針對(duì)電、熱不匹配問題,應(yīng)以最小新增裝機(jī)容量滿足供熱需求。對(duì)于存量機(jī)組,應(yīng)重點(diǎn)推廣提升供熱能力技術(shù)如大機(jī)組高背壓循環(huán)水直接供熱、大溫差吸收式熱泵;對(duì)于新增機(jī)組,重點(diǎn)應(yīng)用抽背及凝抽背(NCB)供熱等技術(shù)。”謝秋野建議。
挖掘潛力 主動(dòng)提高靈活發(fā)電水平
“十四五”期間,隨著大比例新能源的接入,對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行及調(diào)峰提出了更高要求??紤]抽水蓄能電站資源、建設(shè)工期和現(xiàn)階段儲(chǔ)能技術(shù)水平,實(shí)施煤電靈活性改造,參與深度調(diào)峰仍然是提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的現(xiàn)實(shí)選擇。
“所謂靈活就是機(jī)組具有更快的變負(fù)荷速率、更高的負(fù)荷調(diào)節(jié)精度及更好的一次調(diào)頻性能;所謂深度,就是機(jī)組具有更寬的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍,負(fù)荷下限從原來的45%下調(diào)至30%,甚至更低。”東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院博士生導(dǎo)師呂劍虹這樣詮釋靈活與深度的實(shí)質(zhì)。
中電聯(lián)行業(yè)發(fā)展與環(huán)境資源部副主任張琳提出,煤電靈活性改造應(yīng)按照分地區(qū)、分機(jī)組容量有序?qū)嵤?duì)于新能源消納困難的“三北”地區(qū)、限制核電出力的廣西、福建、遼寧,30萬千瓦及以下、部分60萬千瓦煤電機(jī)組進(jìn)行靈活性改造,100萬千瓦、部分60萬千瓦機(jī)組作為基荷電源,更好地發(fā)揮大容量、高參數(shù)機(jī)組能效作用。
此外,煤電機(jī)組靈活性改造應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃,從系統(tǒng)功能需求和能效、環(huán)保等因素綜合考慮,做好煤電機(jī)組增量和存量改造工作。據(jù)測(cè)算,“十四五”期間,大約有4700萬千瓦的煤電機(jī)組面臨退役和延壽問題,針對(duì)不同機(jī)組類型、不同地區(qū),應(yīng)進(jìn)一步開展靈活調(diào)峰機(jī)組示范,推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)、設(shè)備和相關(guān)技術(shù)的完善。
新形勢(shì)下,煤電需要積極轉(zhuǎn)變角色,由傳統(tǒng)提供電力電量的主力電源,逐步向提供可靠電力和靈活調(diào)節(jié)能力的基礎(chǔ)性電源轉(zhuǎn)變,積極參與調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓、備用等輔助服務(wù),提升電力系統(tǒng)新能源消納能力。