决不能否定煤炭在我国能源中的重要地位

2016-11-07 08:34王茂林
中国经贸导刊 2016年31期
关键词:燃煤机组发电

王茂林

四、煤电实现清洁利用走向治霾

从目前我国的煤电设备水平和发电工艺,以及煤炭清洁生产和洁净煤技术发展来看,煤电清洁高效利用是完全可以实现的,煤电由“致霾”变为“治霾”也成为了现实。

(一)超低排放技术是燃煤清洁发电的科学选择

“超低排放”概念来自国家发改委、环保部、能源局三部委制定的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》,是指火电厂燃煤锅炉大气污染物排放浓度达到燃气轮机组排放限制,相比此前火电厂排放标准更加严格,被称为燃煤发电机组排放水平的“新标杆”。近年来,在各级政府和环保企业的推动下,我国的电力环保技术和装备从“十二五”之前跟踪学习国外先进技术、引进消化吸收,走向结合国情的自主创新、深度开发、集成优化,目前污染控制技术、装备、指标已经跟国际先进水平并驾齐驱甚至处于领先地位,关键技术和装备即实现了国产化,烟尘控制技术、脱硫技术、脱硝技术也取得了一系列重大突破,并形成了适合国情的多种技术路线,为超低排放技术发展和应用提供了技术支撑。

在烟尘超低排放技术方面,低低温、湿式、移动电极、新型电源等电除尘系列新技术迅速发展,并取得重大突破,使得除尘效率大幅提高,除尘系统能耗大大降低;袋式除尘器滤材创新升级、结构改进、流场优化等也为电袋复合除尘、袋式除尘技术的推广应用提供了有利条件,为实现烟尘超低排放控制提供了技术支持和装备保证。在脱硫超低排放技术方面,采用串联(增加)脱硫塔,同时将原来的空塔改为旋汇耦合塔、带1—2层托盘的托盘塔、双PH值循环塔,除雾器也改为管式除尘除雾器、3层屋脊式除雾器,脱硫与除尘除雾效果均明显提高。在脱硝超低排放技术方面,采用低氮燃烧器改造+增加一层脱硝催化剂,或采用炉内SNCR(非选择性还原催化技术),减少了燃烧过程中氮氧化物的生成浓度,提高了脱硝效率。总之,多元化的技术路线为“因煤制宜、因炉制宜”选择成熟、经济、可靠的超低排放提供了根本保障。煤电机组通过超低排放技术改造后,实现排放标准达到燃气机组排放标准,甚至还优于它,既可以打破燃煤电厂的环境瓶颈,也可以很好地解决能源布局向西部转移的各种缺点,全社会能源利用效率将大幅度提高。今后,以超低排放为代表的煤炭清洁高效利用将成为燃煤发电行业的“新常态”,可进一步提高我国以煤炭为主的能源结构的清洁化水平,为实现我国能源安全、节能减排、环境改善做出重大贡献。

(二)专业化第三方治理与超低排放改造成本分析

为推进化石能源清洁化、改善大气质量,国务院办公厅在2014年发布了关于推行环境污染第三方治理的意见(国办发〔2014〕69号),2016年1月国家发改委、环保部和国家能源局联合发布的《关于在燃煤电厂推行环境污染第三方治理的指导意见》,都鼓励采取特许经营、委托运营等方式引入社会资本,以资产租赁、转让产权、整体打捆方式引入专业化的第三方,对燃煤发电企业进行专业化治理。经过几年运行,第三方治理模式趋于成熟,从试点及实际应用情况看,环境污染第三方治理有利于提高燃煤电厂环保设施稳定达标运行,有利于引进社会资本、缓解电力企业环保设施建设资金压力,有利于发挥环境服务公司的专业优势,提高资源利用效率,降低污染治理综合成本。

目前,大部分超低排放工程单位投资在150—250元/千瓦,按照设备寿命周期剩余15年、项目资本金率20%,贷款年利率6.55%、年检修费用为总投资的2.5%、年发电利用小时4000小时、资本金收益率10%来测算,机组“超低排放”改造的投资及运营成本增加1分/千瓦时左右。按照相关政策和国家对超低排放的电厂实施电价支持,政府的一分钱加价政策正好覆盖了改造成本。超低排放会使机组厂用电率增加0.6%—0.8%,机组供电煤耗增加2.0—2.5克/千瓦时,增加的煤耗可以通过汽轮机通流改造、电机变频改造、低温省煤器改造等措施来弥补。由此可见,实施煤电机组超低排放技术改造是切实可行的。

(三)山西国际能源(格盟国际)经验做法值得借鉴

经过我们实地考察调研,发现山西国际能源(格盟国际)在管理理念、环保设施第三方委托运营、超低排放改造、清洁低碳生产等方面做的比较靠前。该公司是山西省内一家以发电为主的综合能源集团,控股发电装机超过700万千瓦,在建、待建项目884万千瓦,投产后发电装机将达到1584万千瓦。该公司坚持“专业的人做专业的事”,在郭明董事长领导下,按照第三方治理文件精神,采取资产和资本共同流动、资产转让+BOT商业运行的创新模式,把发电企业脱硫、脱硝、除发电企业尘等现有环保设施整体打包,由专业的第三方环境治理公司回购,再出资以BOT的形式进行超低排放改造,不但盘活了发电企业现有的环保设施,减轻了电厂投资压力,而且有利于促进电厂集中精力抓好主业,降低电厂运营成本。

早在国家要求燃煤电厂实行超低排放改造的文件出台之前,山西省对发电企业超低排放改造尚有争议之时,他们就集中力量推动煤炭安全清洁高效低碳利用,12台540万千瓦火电机组(30万千瓦及以上)全部完成超低排放改造,实现全省超低排放改造、新建机组“双第一”,各项排放指标全部优于燃气机组排放标准。他们新建机组超低排放投入费用为110—120元/千瓦,现役机组改造费用为200元/千瓦作用。按照国家“2016年1月1日以前并网运行的现役机组,对其统购上网电量加价每千瓦时1分钱(含税)”核算,基本能满足改造的投入费用。旗下瑞光热电厂在山西率先完成改造,监测的各项排放指标,全部优于燃气机组排放标准,并远优于国家排放标准(见表1)。

由此,山西国际能源开创了山西省超低排放的先河,也颠覆了燃气机组替代燃煤机组的传统思维理念,在全省起到标杆示范作用,对山西环保事业做出了重大贡献,并有力提升了山西电力工业清洁发展水平。今年5月初,被国家能源局授予“国家煤电节能减排示范电站”称号,成为山西省唯一、全国仅此三家获此殊荣的企业。根据国家能源局部署,“十三五”期间要全面加快煤电超低排放和节能改造工作,东部地区改造任务提前到2017年前完成,中、西部地区也要分别在2018年前、2020年前完成。为实现这一目标,不仅需要各级地方政府和煤电企业的积极性,而且需要巨大的投入,更离不开国家相关政策和投入的支持。而在中西部地区的燃煤电厂超低排放改造,所需资金缺口更大,用山西国际能源推广采用的专业化第三方治理,不失为可取之途。

五、欧美发达国家弃核返“火”审视

核能发电以容量大、运行小时数高、发电波动性小、基本实现温室气体零排放等诸多优点,一度受到世界各国推崇,作为化石燃料能源的取代,与火电、水电一起构成了世界能源结构中的三大支柱。而五年前日本福岛的核事故后,核电的安全问题再次引起广泛关注,世界各国清醒地认识到核事故的严重后果和核电技术存在的不安全风险,以及持久的公众恐核思维,让欧美一些发达国家开始重新思考,从能源安全和生存安全的角度上,纷纷进行能源格局转换,先后不少国家采取了计划放弃或者缩减核能决定,返回头来重新走以煤电为主的发展路子。

据《中国能源报》2012年5月17日“欧洲陷入煤电怪圈”报道和有关统计资料显示:在清洁能源备受推崇的欧洲,煤炭是不受欢迎的“肮脏”能源,煤电的比率曾呈现出整体下降的趋势。但自2012年年初以来,欧洲煤炭使用量却在不断增加。2011年冬天以来,德国、英国、意大利等国的煤电展现出强劲盈利能力。2012年1—5月,德国无烟煤及褐煤发电量涨幅接近68%,由于天然气价格走高,拥有1200万吨电煤储备的英国,也开始大幅提高煤电比例。增加煤电成为欧洲各国电力公司的普遍选择,这与欧洲“绿色先锋”的形象极为不符,但却是现实。事实上,自国际金融危机爆发以来,低迷的经济形势压低了欧洲煤炭的总体消费量,但煤电的比例却呈现出不减反增的趋势。

德国曾经是欧洲各国中反对使用煤炭呼声最高的国家,然而在2011年宣布弃核之后,虽然煤炭的骂声依旧,但使用量却不降反增。德国拥有核电机组17座,其中日本福岛核电站事故后被暂时关闭的7台1980年以前投入运营的核电机组永久停运,其余的10台机组(2014年这10台机组发电量占全国总发电量的16%)将于2021年底以前关闭,其中3台机组可能在新能源无法满足用电需求的情况下多运行一年。德国在2022年前关闭国内所有的核电站,将成为首个不再使用核能的主要工业国家。据路透社公布的统计数据显示,2012年上半年,德国的煤电厂盈利大涨30%,已达到2008年以来的最高水平。发展燃煤电厂已成为德国首选,据专家们了解,未来十年德国将投资建设一批大型超低排放大型燃煤机组。

英国,核电是其电力能源的重要组成部分。20世纪90年代英国核电发电量约占全国总发电量的30%,随着一批核电站关停,核电比例有所下降。英国目前共有10座核电站、19座核反应堆,核发电量约占全国的18%。英国2010年消费了5100万吨煤炭,同比增加了5%,这是英国有史以来煤炭消费量增速最低的一年。同时,煤电在英国发电总量中的比例却增加了1个百分点,而且发展大型燃煤机组在英国也列入了未来十年发展规划重点。

法国,是核电占比最高的国家,也是全球最大的核电技术出口国,其本土共建有19座核电站、58台核电机组,总装机容量6310万kW,核能发电量约占全国总发电量的75%。2015年7月,法国通过的《绿色发展能源过渡法》(草案),明确到2025年将法国核能发电量比重从75%降到50%、限定现有的63.1吉瓦为今后的最高核能电力。这一法案被视为谋划法国能源战略转型的重大举措,旨在让法国能够更有效地参与应对气候变化,加强能源独立性,更好地平衡不同的能源供应来源。

欧洲是世界上首个实施碳交易的地区,这个引领世界的先锋计划为分布在欧洲20多个国家的1.2万座工厂及发电厂设定了碳排上限,超出排放限制的工厂需要花钱购买新的碳排指标,但这个市场目前运转状况并不理想。在欧洲煤炭消费上扬的同时,欧洲的火电厂数量也将增加。截止2011年底,欧洲地区一共有330座煤电厂,总装机容量达2亿千瓦。按照各国现有规划,从现在到2020年,欧洲将新建大约80座火电厂,这些新电厂将带来5000万千瓦的新增火电装机,而从2003年到2011年,欧洲新建的火电厂只有40座,总装机不过1000万千瓦。

美国作为世界上最大的经济体,发电装机规模与我国相当,发电能源长期以煤电为主(2005年前煤电发电量比重超过50%)。同时,美国还是全球核电生产能力最强的国家,全国电力的20%来自核电。据美国能源信息署发布数据称,尽管2019年前有超过2000兆瓦核电机组面临退役,但预计2016年至2020年间,美国核电装机总量将增加5000兆瓦以上(全美境内共有5个新增核反应堆在建),实现净增长。近年来尽管气电装机比重增加,气电发电比重不断提高,但仍低于煤电发电比重。目前美国煤电发电比重仍高达39%,超出气电发电比重8—9个百分点。

从发展阶段看,美国经济发达,经过约90年的发展,美国20世纪70年代已完成工业化,目前产业结构中,以服务业为主的第三产业占比接近80%,经济发展对电力增长的需求相对较弱。美国发电装机充裕,新增装机以替换到期退役机组、发展风电等新能源和满足风电等可再生能源接入电网调峰需求为主。美国新增装机以气电和风电等可再生能源为主,2000—2011年间新增2.4亿千瓦,年新增装机约2200万千瓦,远远低于我国近1亿千瓦的年新增装机规模。从燃料价格看,美国发电量构成与燃料价格密切相关。煤、油、气三种发电能源中,煤炭价格最低,其次为天然气,燃油价格最高。2005年以来,美国虽然提出发电装机从以煤为主逐步发展到以天然气为主,但发电量仍以煤电为主,反映出燃料价格和经济性对发电结构的影响。尽管美国电源结构优化调整的方向是低碳、清洁、环保、高效,但受经济性影响,美国煤电在未来相当长的时间阶段中仍是主力电源。据美国能源专家预测,随着核电反对浪潮影响和燃气电厂成本的影响,未来20年由于燃煤发电成本低的因素,煤电占比可能恢复到50%以上。此外,日本和菲律宾近年来煤炭的需求量也增加明显,并也在计划通过兴建燃煤电厂增加发电组合。

六、推动我国能源生产和消费革命的建议

在推动我国能源生产和消费革命中,除以上五大方面把握好之外,综合专家们建议和煤电企业的期冀,就推动我国能源生产和消费革命,以及煤电治霾和协调发展,提出如下建议,供您和国务院决策参考。

第一,建议深入贯彻落实党中央、国务院关于我国能源安全战略重要指示精神,加强宣传引领正确看待治霾,扭转“去煤化”不科学认识,形成推动我国能源生产和消费革命的良好氛围。

一是充分认识中国以煤为主的能源结构改变需要较长过程,至少在未来20年内难以从根本上改变,明确热电联产的燃煤电厂是解决我国在燃气不足的条件下,改善环境质量、保障用电和供热的最佳选择,应集中精力、财力下决心解决散烧煤污染问题。县以上领导干部必须从国情、能源结构实际状况出发,打好节能减排治理雾霾总体战。二是明确“去煤化”提法在当前是做不到的,也是不科学的,有关省市及部门领导要在各个场合阐明中国能源结构国情,媒体也应做好正面宣传和引导。风能、太阳能等清洁可再生能源替代传统化石能源是必然趋势,是战略选择,但是在短期内难实现,用加快可再生能源的发展来解决雾霾问题,目前是远水不解近渴。三是各媒体在大力倡导绿色发展的同时,要客观看待国外以绿色发展为幌子的其他用意,切实帮助国人把控好国外能源结构调整和清洁生产的发展趋势,明确解决“雾霾”问题是一个涉及到自然和人文、生产和消费、排放与大气扩散、能源总量优化与结构优化等因素,共同形成的能源、环境、经济、社会的系统优化问题,不能简单看成一个污染排放问题,更不能简单地采取“去煤化”措施,协调解决才是出路。

第二,深入推进改革全面深化,尽快消除现有环境管理制度对煤电治霾的主要障碍,充分发挥政策优势、调动各方积极性,形成合力、加快煤电超低排放和节能改造进程。

为落实国家“十三五”期间加快煤电超低排放的部署和节能改造任务目标,一是建议通过深化改革,建立健全电力行业市场体制,有序放开竞争性业务、实现供应多元化,调整产业结构,提升技术水平,控制能源消费总量,提高能源利用效率,提高能源安全可靠性,促进节能环保,以适应我国经济社会发展新要求。二是建立完善公平规范的电力交易市场机制。在输配电价方面,建立独立的输配电价机制,改革和规范电网企业运营模式,理顺和完善政府输配电价监管制度和监管方法。在发电侧方面,促进发电企业降低成本,提高效率,促进发电企业管理水平整体提升,增强市场竞争力,以自发的市场调节来达到多方共赢。在售电侧方面,探索社会资本进入新增配售电领域的有效途径,增强配电网建设的投资能力;增强电力用户在市场中的议价能力,提高电力利用效率。三是充分发挥政策优势,调动各方积极性,进一步支持超低排放技术推广和专业化的第三方治理。山西国际能源和上海外三电厂的第三方治理模式都趋于成熟,应予以大力支持,使其尽快得到大范围的推广应用。

第三,建议国务院相关管理部门把煤炭清洁生产、高效利用和散烧煤的污染控制,纳为煤电治霾和协调经济社会发展的重要环节,予以统筹推进和重点扶持发展对象。

一是建议进一步明确目前煤炭污染主要是散烧煤燃烧污染,但彻底治理需要一个过程,应大力推广一些城市的好经验。比如:像太原一样取消分散的小锅炉,大中城市逐渐实现集中供热和供煤气,也可以用无烟煤加工为成型的洁净煤块,取代大街小巷的木炭、焦炭烧烤和农村农民生活用煤。尤其像首都北京市,完全可以考虑以电代煤,从山西等周边省份引电入京,解决工商企业和城乡居民生活用煤。二是煤炭去产能应该把重点放在加大关停严重浪费煤炭资源,破坏生态环境,频发伤亡事故小煤矿的力度。过去几年来,通过煤矿整合重组与煤炭开采秩序治理整顿,坚持上大、改中、关小与淘汰落后产能相结合,推进煤炭资源整合、煤矿兼并重组,取得了重大阶段性成果,但小煤矿还占有相当的比例,应进一步加大关停力度。在淘汰落后煤炭产能和减量重组的同时,应就如何保证职工饭碗?组织力量进行深入研究,拿出相应解决方案。三是对山西等重点产煤省经济转型和结构调整,予以大力支持,在煤炭清洁生产、高效利用、改输煤的同时,加大对北京、河北和华东地区输电、建设改造超低排放坑口燃煤机组和煤炭的深加工与转化上下功夫。如:支持山西省深入推进煤电一体化,在煤矿坑口建设一批采用超低排放的燃煤机组,输电给首都北京和东部“长三角”地区,协调相关部门及省份将拟建的大型超低燃煤电厂建在煤炭资源丰富地区,以降低输煤成本。支持山西进一步发展煤基醇醚燃料和甲醇汽车工业。目前,山西省燃烧15%,80%乃至100%甲醇汽车已达80万辆,居世界之首,远远超过美国。

当前我国正处于向工业化、城镇化、现代化不断发展迈进的关键时刻,迫切需要一个坚强、稳定、清洁、安全、可靠的能源供应体系为支撑。习近平总书记曾指出:“我们正在压缩煤炭比例,但国情还是以煤为主。在相当长的一段时间内甚至从长远来讲,还是以煤为主的格局,不过比例会下降,我们对煤的注意力不要分散”。克强总理在《政府工作报告》中提到煤炭,说的最多的就是清洁高效利用,推进以电代煤、以气代煤。可见,党中央、国务院对于煤炭在我国能源结构中的重要地位和煤炭的清洁高效利用的尤为关注,确定的发展方向完全符合中国的国情,是非常正确的。面对我国煤电两大产业当前处于“去产能”和转型发展的严峻状态,我们一致认为,立足国情落实煤电治霾,推动能源生产和消费革命,实现我国向绿色发展转型,应明确“绿色”是一个相对的概念。煤电绿色发展,既要不断趋严环保要求,也要注意统筹协调,更要在安全、高效、绿色、经济、便捷、和谐的原则下,努力达到系统最优。不考虑整个能源系统的效率,不考虑全社会环境污染的实际情况,不从整体上考虑改善环境的经济性,一味地追求 “去煤化”,并非解决污染的最好办法。从现实看,解决结构性污染是重中之中;从长远看,煤电绿色发展,既是煤电的生命力所在,也是推动我国能源生产和消费革命的本意所在,不顾国情的“去煤化”是不可取的。

猜你喜欢
燃煤机组发电
“发电”
关于间接蒸发冷机组在数据中心中应用的节能分析
考虑故障相关性的风电机组维修策略
含风光发电的互联电力系统自动发电控制论述
田湾核电5号机组首次并网成功
会发电的“大风车”
川航备降机组获“英雄机组”称号,机长刘传健被授英雄机长
华能电厂燃煤机组停机备用北京本地发电进入无煤时代
找只老鼠来发电