《依靠科技进步加强煤炭兜底能源地位》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2022-03-17
  • 今年的政府工作报告提出加强煤炭清洁高效利用,同时也要“有序”减量替代,推动煤电节能降碳改造、灵活性改造、“供热改造”。连日来,关于煤炭、煤电的高质量发展问题引起强烈共鸣,记者就此采访了中国工程院院士黄其励、顾大钊,探讨煤炭、煤电的兜底保障作用。

    “三改联动”要给予配套政策支持

    黄其励院士认为,党中央对煤炭的兜底能源地位高度重视,必须立足国情,坚持先立后破,通盘谋划。今年的政府工作报告也有很多新的亮点,提出新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制,传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基础上;特别是提出加强煤炭清洁高效利用,有序减量替代,推动煤电节能降碳改造、灵活性改造、供热改造(即“三改联动”)。

    首先是节能降耗改造,即对供电煤耗在300克标准煤/千瓦时以上的煤电机组,应加快创造条件实施节能改造,对无法改造的机组逐步淘汰关停,并视情况将具备条件的转为应急备用电源。二是灵活性改造制造,也就是存量煤电机组灵活性改造应改尽改。三是供热改造,鼓励现有燃煤发电机组替代供热,积极关停采暖和工业供汽小锅炉,对具备供热条件的纯凝机组开展供热改造。

    黄其励认为,煤电“三改联动”是一个很好的发展方向,也是当前最实际、最有效的保障措施。在“节能降耗”改造进行前,建议对电厂的热力性能做全面细致的诊断(包括焓效率和?效率),做出科学的改造决策; 在“灵活性改造”方面,考虑到会造成煤电机组经济性的下降,希望有关部门建立健全“调峰市场”机制,充分考虑煤电企业经济效益,给予适当的配套政策支持和合理的经济补偿;建议做好差异化改造计划,对高效的超超临界机组,不宜进行灵活性改造,在大电网中,发挥其高效运行的特点,在区域的机组群范围内科学调度,并在电力市场中实现共赢。在供热改造方面,建议做好供热改造规划,根据清洁供热多元化特点(如地热供暖、可再生能源电力供暖等),科学制定规划,防止在供热期,出现“因煤热定煤电”,从而和可再生能源发展顶牛的现象。

    依靠科技进步推动绿色开采和低碳利用

    顾大钊院士介绍,去年全国原煤产量41.3亿吨,比上年增长5.7%。全年能源消费总量52.4亿吨标准煤,比上年增长5.2%。煤炭消费量增长4.6%,煤炭消费量占能源消费总量的56.0%,比上年下降0.9个百分点。煤炭在我国能源结构的主体地位短期内难以改变。

    实现双碳目标,煤炭行业必须推进绿色开采和低碳利用。绿色开采的首要目的就是要保障煤炭的稳定供应。推进煤炭绿色开采,要解决好矿井水的综合利用问题,但目前还存在管理不协调的情况。比如,建设地下水库可以使矿井水得到有效利用,但安监部门认为井下存水不安全,要严格控制井下存水;但生态环境部门要求西部缺水地区矿井水资源利用率必须达到90%以上,否则不让开采。解决这些问题必须依靠科技进步,达到既能解决安全生产问题,又能实现水资源的高效利用。

    关于煤炭等化石能源的低碳利用,顾大钊院士介绍,煤基能源低碳利用的颠覆性技术之一是CCS技术的突破。去年,15万吨/年CO2捕集示范项目在国家能源集团锦界电厂一次通过168小时试运行,这是目前国内规模最大的燃煤电厂燃烧后CO2捕集与驱油封存全流程示范项目,成功实现了燃煤电厂烟气中CO2大规模捕集。这一技术实现大规模产业化突破后,对煤炭等化石能源的清洁高效利用将起到不可估量的作用。

  • 原文来源:http://www.nengyuanjie.net/
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    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-08-05
    • 当前,煤电机组成为系统调节的主力电源,在系统中的地位发生了变化,由电量型电源转变为电量、电力调节型电源,同时还发挥着兜底保供的基础作用和集中供暖供热的保民生作用,煤电机组低利用小时将成为常态。”在7月18日由中国电力企业联合会举办的,2019年燃煤发电高峰论坛暨电力行业火电机组能效水平对标结果发布会上,中国电力企业联合会专职副理事长兼秘书长于崇德表示。 近年来,煤电装机规模得到了有效控制,煤电机组结构优化,节能减排水平不断提高。在新形势下,煤电的能效水平提高和煤电行业高质量发展成为重要课题。 “火电机组在深度调峰和快速升降负荷的运行工况,严重偏离设计工况,大量设备运行在低效区或非正常工况,对机组安全性、环保性及经济性有显著影响。”西安热工研究院锅炉环保公司副总经理张广才在会上分析道。 华东电力设计院有限公司副总工程师叶勇健在上述会议建议:“需要对于近1000GW的煤电存量机组的技术提升,以满足未来15年煤电定位的变化。因此,对煤电新技术的研究是十分必要的。” 相关专家建议,深度调峰常态化以后,需对各系统、设备深入研究,精准把握机组的安全性、环保性及经济性,确定最佳的运行方式。 “兜底保供”呼吁政策支持 据中国电力企业联合会电力评价咨询院副院长蔡义清介绍,在电力消费快速增长等因素拉动下,2018年,全国全口径火电发电量4.92万亿千瓦时,同比增长7.3%,增速同比提高2.1个百分点,为2012年以来最高增速。全国火电设备利用小时4361小时,为2015年以来最高水平,同比提高143小时。 “煤电仍然是我国电力、电量的主体之一,与核电、水电、气电、太阳能发电、风电、储电等共同构成多元化的中国新型电力系统。煤电成为既是可靠的电力、电量的主体提供者,又是灵活的调节者,是电力系统的兜底保障者。”叶勇健在会上展望2030年煤电技术路线时谈道。 在电量和利用小时保持较好增长势头的情况下,煤电企业却因为煤价持续高位运行、电价不断下降、环保成本增加等多重因素影响,经营十分困难。自2016年下半年以来,煤电企业持续大面积亏损,部分大型发电集团煤电板块整体亏损。国家统计局数据显示,2018年全年全国煤电企业亏损面50%左右。 对于煤电亏损原因,于崇德分析道:“高煤价是煤电板块大面积亏损的主要原因,2018年煤电企业电煤采购成本同比增加500亿元左右。2015年以来两次下调全国煤电上网标杆电价,相当于全国煤电行业让利2000亿元。环保成本不断增加,进一步加重了煤电企业经营压力,特别是市场交易电量使3.7分/千瓦时的环保补贴电价无法落实,加重了煤电企业经营困难,煤电企业因电价、煤价关系长时间得不到理顺。” “煤电企业要主动适应新形势、新任务的要求,结合实际开展煤电机组灵活性改造和集中供暖供热改造,并争取政府政策支持,实现可持续发展,更好地发挥煤电机组主力调峰、兜底保供的作用。”于崇德在会上提出。 能效对标将瞄准“国际标杆” “多年来,我们始终围绕火电机组重点能效指标开展对标竞赛,发布年度火电机组能效对标标杆值,表彰优胜机组,营造了全行业比学赶帮超的良好氛围,极大地促进了燃煤发电企业能源利用效率和污染物减排水平的持续提升。”中国电力企业联合会电力评价咨询院院长黄成刚在会上谈道。 记者从会上了解到,在中国能源化学工会的大力支持下,全国火电机组能效对标竞赛工作历经30多年,对标规则不断完善,参与机组逐年增加,对标竞赛的科学性、公平性、先进性不断提高。今年7月4日,在全国能源化学地质系统重点劳动竞赛现场推进会上,全国火电机组能效对标竞赛正式被列入全国能源化学系统11个重点劳动竞赛项目。 “节约能源和保护能源是我国的基本国策,节能是‘第一能源’。”中国工程院院士、中国能源研究会智能发电专委会主任委员刘吉臻在上述会议上指出:“2018年,我国单位GDP能耗为0.52吨标准煤/万元,是美国的2.15倍。提升能源效率与节能是能源革命不可忽视的重要内涵。” 于崇德在会上部署新形势下煤电机组能效对标工作时强调坚持科学、公平、先进的原则。在坚持先进性原则方面,他指出:“加强与日本、韩国、德国、美国等国外行业组织的联系,搭建同类型企业、机组能效对标平台,引入国际同行标杆企业数据进行对标管理,进一步构建科学的对标体系,以提升对标标准的先进性。” 在众多专家看来,通过国际对标,借鉴国外在技术应用、精细化管理等方面的先进经验,将以国内外先进企业为标杆,进一步提升国内发电企业的管理水平。 行业发展新业态引关注 “自2017年年底模拟运行阶段的调频市场规则颁布后,广东省内发电企业已经签订了6个火储联合调频项目合同。”在谈及煤电发展新业态时,蔡义清介绍道。 据了解,发电侧储能主要应用于储能调频辅助服务与集中式新能源场站配储能两类场景。火电机组与储能联合调频方面,山西省、广东省、内蒙古自治区在相关政策激励下,应用范围逐步扩大。其中,山西省火储联合调频建设速度领跑全国。相关专家在会上也提出,重点关注电制氢技术及弃风蓄热等技术,促进新能源消纳,强化火电机组在多能互补领域的支撑作用。 “将北方地区单机30万千瓦以上燃煤火电机组改造为热电联产,回收其全部乏汽及烟气余热供热,可承担北方地区城镇供热基本负荷。”清华大学教授付林对煤电转型综合能源服务商尤为关注。 蔡义清也建议煤电企业应该积极开展综合能源服务业务:“综合能源服务提供的产品多样化——电、冷、热、气等综合供应。供需模式多样化——更贴近用户、满足特殊需求、供需互动的耦合集成方式。” “我们优化产业布局,大力实施‘煤来电去、水来汽去、煤来灰去’煤电一体化项目,山西河曲、陕西府谷、新疆哈密、新疆和丰、新疆准东、内蒙古呼伦贝尔、黑龙江双鸭山等煤电一体化产业基地初具规模。”神华国能(神东电力)集团(简称国神集团)副总工程师兼生产指挥中心主任薛长海告诉《中国电力报》记者。 据薛长海介绍,煤来电去,就是在电厂用煤由煤矿供应的基础上,实现煤矿用电由电厂直供。水来汽去,就是电厂用水与煤矿用热的互通直供。煤来灰去,就是煤矿的回填和灭火应用电厂粉煤灰,降低电厂灰渣处置成本。 未来技术路线“初现端倪” 谈及煤炭清洁高效发电技术,刘吉臻认为这将分为四个子方向,依次是:超高参数超超临界燃煤发电、新型高效燃煤发电系统、燃煤污染物深度控制、灵活智能发电。 “‘智能+X’应用范式日趋成熟,AI向各行各业快速渗透融合进而重塑整个社会发展,这是人工智能驱动第四次技术革命的最主要表现形式。电力行业也将面临行业格局重塑的巨大转型,传统电力能源生产和服务的方式将被极大改变。”对于智能发电,刘吉臻如此分析。 在叶勇健看来,高效超超临界发电技术、超临界二氧化碳发电、多燃料耦合发电、高效灵活性等技术路线,都具有高效、绿色、灵活、经济的特点,技术成熟度较高,可以在2030年前后成为煤电新建机组和现有机组改造升级的主流技术。 “超高参数二氧化碳燃煤发电是能源领域颠覆性技术,有望实现产业化。”华北电力大学能源动力与机械工程学院院长徐进良在上述会议上提出。徐进良提出新的能量梯级原理,效率显著高于水蒸汽发电系统。据徐进良介绍,他所推荐的这一发电技术在630摄氏度主汽温度条件下,发电效率49.73%,高于现有机组值。同时,这一技术与可再生能源系统结合具有优势,对解决“弃风弃光”具有重要意义。 大唐科学技术研究院华东分公司首席专家蒋寻寒,在谈及现代火电的技术发展趋势时表示:“不同阶段、不同专业、不同系统与设备之间的关联。要的是机组和全厂经济效益和运行指标最佳,不是某一设备或系统的性能指标最佳。这是极为重要的新理念。国内目前处于过渡期。” “今后煤电的发展不宜一味追求高参数、大容量,而是因地制宜结合地理环境、气候条件、燃料供应、老机组特点选择最佳可行技术。”相关专家建议。
  • 《煤炭清洁高效利用是根本出路》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2022-03-25
    • 煤炭的未来必须走出一条清洁高效利用的新路。实现低碳化利用需要变革性技术创新。要依靠科技进步,着力推进煤炭安全、高效、绿色、智能化开采,清洁、高效、低碳、集约化利用。在控制煤炭退出节奏的同时,提升煤炭清洁高效利用水平,有助于保持国民经济高质量发展。 近段时间,在石油、天然气供应危机倒逼下,不少西方国家重新向煤炭“求援”。德国宣布,让燃煤电厂处于待命状态。意大利宣称,可以重新开放7家燃煤电厂。法国和西班牙也因能源涨价出台了类似政策。实际上,2021年整个欧洲的煤电发电量都处于增长之中,逆转了长期下降趋势。作为曾经去煤化的“急先锋”,欧洲主要国家重启煤电,意义深远。 中央经济工作会议提出,要立足以煤为主的基本国情,抓好煤炭清洁高效利用,推动煤炭和新能源优化组合。在3月22日召开的煤炭清洁高效利用工作专题座谈会上,中共中央政治局常委、国务院副总理韩正再次强调,要坚持从国情实际出发推进煤炭清洁高效利用,切实发挥煤炭的兜底保障作用,确保国家能源电力安全保供。要加强统筹谋划,聚焦重点领域,整合各方面资源,形成推进煤炭清洁高效利用的合力。中国作为世界上最大的能源消费国,要有力保障能源安全,推动经济社会可持续发展,同样必须高质量做好煤炭这篇大文章。 我国能源禀赋具有“富煤贫油少气”的特点,已探明煤炭储量占我国化石能源的90%以上,占世界煤炭储量的33.8%。同时,我国煤炭产量连续多年位居世界第一,煤炭在一次能源结构中仍处主导地位。考虑到煤炭生产消费数量大、比重高,大规模替代并不容易。因此,在相当长一段时间内,如何利用好煤炭这一稳定、经济且自主保障程度较高的能源,对我国能源转型、经济发展具有重要意义。 站在向着全面建成社会主义现代化强国的第二个百年奋斗目标迈进的重大历史关头,用好煤炭至少能发挥三大效用:其一,助力实现“双碳”目标,保持经济高质量可持续增长。目前,我国处于工业化、城镇化快速发展阶段,能源需求仍将保持增长。从目前的技术路线、资源禀赋、成本收益等方面综合来看,清洁能源尚无法在短时间内满足较高的电力消费增长。大幅压减煤炭消费虽能快速减碳,但对能源供需关系和经济发展影响较大。在控制煤炭退出节奏的同时,提升煤炭清洁高效利用水平,有助于保持国民经济高质量发展。 其二,为能源安全兜底。我国能源安全突出表现为油气安全,石油、天然气对外依存度分别高达70%、40%以上。受国际局势影响,2021年国际能源供应反复收紧、能源价格大幅波动,让我们深刻感受到,保障国家能源安全刻不容缓。煤炭既是燃料也是工业原料,在今后较长时期内,煤炭仍是我国自主可控、具备储量优势的一次能源,也是我国确保能源安全稳定供应和国际能源市场话语权的根基,作为兜底保障能源的作用不可替代。 其三,保障新能源大规模发展。煤炭和新能源既是替代关系,也是辅助关系,关键看如何推动二者优化组合。新能源发电需要“看天吃饭”,大规模并网存在一定难度。未来,风电、光伏大规模入网消纳和电网稳定运行都离不开煤电的调峰匹配。 煤炭的主体地位短期内无法动摇,但并不能高枕无忧,煤炭的未来必须走出一条清洁高效利用的新路。煤炭本质上是高碳能源,实现低碳化利用需要变革性技术创新。要依靠科技进步,着力推进煤炭安全、高效、绿色、智能化开采,清洁、高效、低碳、集约化利用。 从利用环节来看,减少排放的一种方式是提高电厂效率,即用较少的燃料产生同样多的电力。应推动煤电机组节能提效升级和清洁化利用、开展煤电机组供热改造,以及加快实施煤电机组灵活性制造和改造。未来,CCUS(碳捕集、利用和封存)技术的突破,能够从根本上解决煤电的排放问题,帮助煤电摆脱碳排放目标的约束。 同时,对于冶金焦化、水泥建材和散煤燃烧等高耗煤领域,也应加大政策支持力度。鼓励开展煤炭清洁高效利用基础理论与关键技术攻关,推动煤炭清洁高效利用示范工程建设,促进煤炭消费转型升级。 推动煤炭向原料利用转变也是一大思路。中央经济工作会议明确,原料用能不纳入能源消费总量控制。近10多年来,随着煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等现代煤化工技术快速发展,煤炭作为工业原料属性越来越突出。将煤炭转化为工业原料,一般只有20%的二氧化碳排放到空气中。因此,要在水资源有保障、生态环境可承受的地区,开展煤制油、煤制天然气、低阶煤分质利用、煤制化学品等通用技术装备升级示范,支持在主要产煤地区建设大型煤化工产业园区,加强先进技术攻关和产业化,充分发挥煤炭的原料功能,进一步拓宽煤炭利用方向、途径和范围。