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我國(guó)煤電發(fā)展路在何方新年伊始,《中國(guó)電力報(bào)》記者就“十四五”期間中國(guó)電力發(fā)展規(guī)劃等有關(guān)問(wèn)題,再次訪(fǎng)談了清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系教授毛健雄,就在“十四五”和以后一個(gè)較長(zhǎng)期間中國(guó)煤電應(yīng)當(dāng)怎樣高質(zhì)量發(fā)展的問(wèn)題進(jìn)行了討論. 《中國(guó)電力報(bào)》:為了應(yīng)對(duì)氣候變化的挑戰(zhàn),中國(guó)電力的電源結(jié)構(gòu)將加快升級(jí)向低碳的方向發(fā)展,但是中國(guó)目前還是“以煤為主”的能源結(jié)構(gòu)稟賦的現(xiàn)實(shí),還難以在較短期間內(nèi)實(shí)現(xiàn)煤電大幅度地實(shí)現(xiàn)“低碳發(fā)展”。請(qǐng)問(wèn)您對(duì)今后煤電的發(fā)展方向有什么看法? 毛健雄:根據(jù)國(guó)網(wǎng)能源研究院的研究結(jié)果,如果按照《巴黎協(xié)定》要將全球平均溫升控制主在2oC以?xún)?nèi)的要求,則2050年世界能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)中,煤炭的占比只能是4%。這就意味著到2050年中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中必須基本上將煤炭完全淘汰,而且煤電將必須完全退出。但從中國(guó)的能源資源以煤為主的稟賦現(xiàn)實(shí)看,到2050年中國(guó)實(shí)現(xiàn)完全的“去煤化”,將煤電發(fā)電量降低到零的建議是不可能的,也是不現(xiàn)實(shí)的。由于現(xiàn)在中國(guó)煤電的裝機(jī)容量的體量已經(jīng)是如此的巨大,2018年的煤電總裝機(jī)容量超過(guò)了10億千瓦,煤電的發(fā)電量占全國(guó)發(fā)電量的65%。2019年,中國(guó)正在建設(shè)的燃煤火電機(jī)組總?cè)萘繛?.21 億千瓦。這意味著即使不再增加新建的煤電機(jī)組,在近幾年內(nèi),中國(guó)的煤電裝機(jī)總?cè)萘繉?huì)超過(guò)12億千瓦。試問(wèn),將如此巨大的煤電裝機(jī)容量全部關(guān)停,有什么電源可以安全、穩(wěn)定、可靠和靈活地替代煤電。對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō),能源安全戰(zhàn)略事關(guān)國(guó)家安全發(fā)展的全局,能源的發(fā)展是支持國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此,煤炭的定位一定要從能源安全、低碳能源和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)聯(lián),處理好化石能源和非化石能源之間的關(guān)系。從能源安全的角度,以總裝機(jī)容量超過(guò)10億千瓦的中國(guó)煤電,作為中國(guó)電力的“壓艙石”,煤電在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)必須繼續(xù)進(jìn)行可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā)展。 此外,燃煤發(fā)電是清潔高效的用煤方式,2018年,我國(guó)原煤產(chǎn)量36.8億噸,消費(fèi)量39億噸,分別占一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)的69.6%和59%,但中國(guó)煤電的用煤比重只占全國(guó)煤炭消費(fèi)總量的50.6%,不但遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)(煤電用煤比重占91%)、經(jīng)合組織國(guó)家(占80.2%)、歐盟國(guó)家(占76.2%),而且低于世界平均比重(67.2%)。因此,如果能夠大大提高電煤在全國(guó)煤炭總消耗中的比重,在供給側(cè)較大限度地將煤炭用于高效清潔發(fā)電,在需求側(cè)將電力較大限度地用于交通(火車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)等)、工業(yè)和民用等一切可能的領(lǐng)域,真正實(shí)現(xiàn)中國(guó)的全面“電氣化”,這將會(huì)大大促進(jìn)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和改善人民的生活水平及環(huán)境空氣質(zhì)量。如果中國(guó)電煤在全國(guó)煤炭總消耗中的比重能夠達(dá)到世界平均水平的67.2%或更高,不但能夠有效地解決煤炭產(chǎn)生的污染,而且可以顯著降低由于使用煤炭而產(chǎn)生的碳排放。所以,從對(duì)整個(gè)煤炭更高效清潔利用而需大幅度提高煤炭用于發(fā)電比重的角度,也不應(yīng)該也不可能大幅度減退乃至完全停用煤電。 基于以上理由,預(yù)計(jì)到2050年,為了支撐中國(guó)在“第二個(gè)100年”達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家目標(biāo)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力的更大需求,全國(guó)電力總裝機(jī)容量有可能需要達(dá)到30億千瓦,而且,即使在能源轉(zhuǎn)型需要持續(xù)消減煤炭消費(fèi)總量的情況下,中國(guó)仍然需要在電力系統(tǒng)中維持13-14億千瓦的煤電裝機(jī)容量。 《中國(guó)電力報(bào)》:今年是“十三五”收官之年,也是從明年開(kāi)始的“十四五”進(jìn)行規(guī)劃準(zhǔn)備之年,因此,請(qǐng)問(wèn)在“十四五”期間和以后,對(duì)煤電高質(zhì)量發(fā)展的問(wèn)題,您的設(shè)想是什么? 毛健雄:我想首先談?wù)勎覍?duì)中國(guó)煤電高質(zhì)量發(fā)展的一些看法。首先,什么是“煤電的高質(zhì)量發(fā)展”,我的看法是,煤電的高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)容可以包括很多, 如發(fā)展“數(shù)字化、智慧化、物聯(lián)網(wǎng)化”等等,但是,我認(rèn)為,煤電高質(zhì)量發(fā)展,重點(diǎn)應(yīng)該是對(duì)應(yīng)于煤電所面臨的主要挑戰(zhàn)并加以解決的發(fā)展,也就是: 應(yīng)對(duì)氣候變化的“低碳發(fā)展”; 應(yīng)對(duì)更高質(zhì)量環(huán)境要求的“清潔發(fā)展”; 應(yīng)對(duì)可有效消納正在大力發(fā)展的可再生能源電力需求的安全、穩(wěn)定、高效、低排放地大幅度調(diào)節(jié)負(fù)荷的“靈活性發(fā)展”。 面對(duì)我國(guó)超過(guò)10億千瓦在役煤電機(jī)組的這“三大挑戰(zhàn)”,煤電應(yīng)該把牢高質(zhì)量發(fā)展的定力,通過(guò)創(chuàng)新技術(shù),對(duì)所有在役煤電機(jī)組進(jìn)行實(shí)現(xiàn)上述“三個(gè)發(fā)展”的技術(shù)改造,達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn),這就是煤電的高質(zhì)量發(fā)展。 《中國(guó)電力報(bào)》:您所談到的煤電高質(zhì)量發(fā)展的三大目標(biāo),即“低碳發(fā)展”、“清潔發(fā)展”和“靈活性發(fā)展”,特別是其中的“低碳發(fā)展”,您有沒(méi)有更加具體的設(shè)想和建議? 毛健雄:煤炭是高碳能源,要達(dá)到煤電像可再生能源發(fā)電那樣的低碳排放,現(xiàn)在除了采用大比例的生物質(zhì)混燒或生物質(zhì)轉(zhuǎn)換,或采用“碳捕獲與埋存(CCS)”技術(shù)外,將煤電的碳排放強(qiáng)度降低到小于100克CO2/千瓦時(shí)的低碳水平是不可能的,而在“十四五”期間,大規(guī)模采用生物質(zhì)混燒或采用CCS來(lái)大幅度降低煤電二氧化碳排放也是不現(xiàn)實(shí)的。因此,在“十四五”乃至“十五五”和“十六五”的未來(lái)十五年期內(nèi),煤電可能的“低碳發(fā)展”路徑無(wú)非是兩條:一是如某些人建議的那樣,從“十四五”開(kāi)始就大幅度地逐步關(guān)停退出煤電容量,直至2050年將煤電全部關(guān)停。二是在當(dāng)前十五年期內(nèi),首先通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤電高質(zhì)量改造,以達(dá)到較大限度地提高煤電效率和降低供電煤耗,以后,再逐步輔以生物質(zhì)混燒以減少煤炭用量。特別是,到2050年,努力通過(guò)30年的奮斗,加大研發(fā)“碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術(shù)的力度,如果能夠做到大幅度降低碳捕獲的成本,同時(shí)采用創(chuàng)新催化技術(shù),能夠大規(guī)模利用捕獲的CO2作為原料,制造高價(jià)值的化學(xué)品,如甲醇、烯烴、芳烴、汽油、甲酸、可降解塑料等。這樣,煤電廠捕獲的二氧化碳,就不需大規(guī)模埋存而可直接有價(jià)值地利用,則煤電的近零碳排放就有實(shí)現(xiàn)的可能。因此,在中國(guó)依然是“以煤為主”的能源結(jié)構(gòu)形勢(shì)下,除了少數(shù)小容量、高排放、低效率的老機(jī)組必須而且應(yīng)該退出并關(guān)停外,激進(jìn)的“完全去煤電化”絕對(duì)不是煤電“低碳發(fā)展”的選項(xiàng)?偨Y(jié)以上,在當(dāng)前,只有一條出路,就是以現(xiàn)有已經(jīng)經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)過(guò)的各種煤電提效和靈活性的創(chuàng)新技術(shù)為基礎(chǔ),針對(duì)各種不同類(lèi)型和容量等級(jí)的煤電機(jī)組,提出“低碳”、“清潔”、“靈活性”的升級(jí)改造的具體“量化”政策要求, 通過(guò)政策驅(qū)動(dòng),推進(jìn)我國(guó)超過(guò)10億千瓦容量的煤電機(jī)組,從“十四五”開(kāi)始的一個(gè)10-15年的期間進(jìn)行高質(zhì)量升級(jí)改造。根據(jù)輕重緩急,從“十四五”起,立即啟動(dòng)亞臨界機(jī)組的改造;從“十五五”起,全面啟動(dòng)超臨界機(jī)組,包括低效超超臨界機(jī)組的改造;從“十六五”起全面啟動(dòng)超超臨界機(jī)組的改造。 《中國(guó)電力報(bào)》:您的建議是,從“十四五”開(kāi)始,經(jīng)過(guò)三個(gè)五年計(jì)劃的15年期,完成中國(guó)的全部煤電容量的高質(zhì)量升級(jí)改造。您有沒(méi)有中國(guó)煤電高質(zhì)量升級(jí)改造具體量化目標(biāo),以使其能夠體現(xiàn)出是“高質(zhì)量發(fā)展”? 毛健雄:根據(jù)我所了解的現(xiàn)在中國(guó)各類(lèi)煤電機(jī)組實(shí)際的供電煤耗水平,以及現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的各種煤電提效、減排和靈活性的創(chuàng)新技術(shù)能夠達(dá)到的煤耗水平,以此為基礎(chǔ),我有以下的具體設(shè)想和建議供您參考: 對(duì)于在役亞臨界機(jī)組: 。1)對(duì)30萬(wàn)等級(jí)的亞臨界機(jī)組,升級(jí)改造后的額定工況下供電煤耗需低于285克標(biāo)煤/千瓦時(shí),年平均供電煤耗須低于295克標(biāo)煤/千瓦時(shí),污染物排放達(dá)到近零排放;不用油安全穩(wěn)定高效低排放的負(fù)荷調(diào)峰“靈活性”能力須達(dá)到20%-100%的負(fù)荷范圍。 。2)對(duì)60萬(wàn)等級(jí)的亞臨界機(jī)組,升級(jí)改造后的額定工況下供電煤耗需低于280克標(biāo)煤/千瓦時(shí),年平均供電煤耗須低于290克標(biāo)煤/千瓦時(shí),污染物排放達(dá)到近零排放;不用油安全穩(wěn)定高效低排放的負(fù)荷調(diào)峰的“靈活性”能力須達(dá)到20%-100%的負(fù)荷范圍。 盡早啟動(dòng)超臨界機(jī)組及低效超超臨界機(jī)組的高效化改造試點(diǎn),在“十五五”前完成鑒定及確立目標(biāo): (1)對(duì)35萬(wàn)等級(jí)的超臨界機(jī)組,原則上升級(jí)改造后純凝工況下的額定工況供電煤耗需低于275克標(biāo)煤/千瓦時(shí),年平均供電煤耗須低于285克標(biāo)煤/千瓦時(shí),污染物排放達(dá)到近零排放;不用油安全穩(wěn)定高效低排放的負(fù)荷調(diào)峰“靈活性”能力須達(dá)到20%-100%的負(fù)荷范圍。 。2)對(duì)60萬(wàn)等級(jí)的超臨界機(jī)組,原則上升級(jí)改造后的額定工況下供電煤耗需低于270克標(biāo)煤/千瓦時(shí),年平均供電煤耗須低于280克標(biāo)煤/千瓦時(shí),污染物排放達(dá)到近零排放;不用油安全穩(wěn)定高效低排放的負(fù)荷調(diào)峰“靈活性”能力須達(dá)到20%-100%的負(fù)荷范圍。 對(duì)于在役一次再熱超超臨界機(jī)組,原則上升級(jí)改造后額定工況下供電煤耗需低于263克標(biāo)煤/千瓦時(shí),年平均供電煤耗須低于273克標(biāo)煤/千瓦時(shí);污染物排放達(dá)到近零排放;不用油安全穩(wěn)定高效低排放的負(fù)荷調(diào)峰“靈活性”能力須達(dá)到20%-100%的負(fù)荷范圍。 對(duì)于在役二次再熱超超臨界機(jī)組,原則上升級(jí)改造后的額定工況供電煤耗需低于255克標(biāo)煤/千瓦時(shí),年平均供電煤耗須低于265克標(biāo)煤/千瓦時(shí);污染物排放達(dá)到近零排放;不用油安全穩(wěn)定高效低排放的負(fù)荷調(diào)峰“靈活性”能力須達(dá)到20%-100%的范圍。 對(duì)于少量新建煤電機(jī)組:必須采用較的二次再熱超超臨界技術(shù),采用的技術(shù)要必須能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)供電效率接近或達(dá)到50%,設(shè)計(jì)供電煤耗低于250克標(biāo)煤/千瓦時(shí),污染物排放達(dá)到近零排放;不用油安全穩(wěn)定高效低排放的負(fù)荷調(diào)峰的“靈活性”能力須達(dá)到20%-100%的負(fù)荷范圍。 對(duì)所有煤電在役機(jī)組,在“十四五”期間須完成污染物排放升級(jí)改造,從“高效管束除霧器超低排放”升級(jí)到“近零排放”,即 1)粉塵:0 - 1毫克/標(biāo)米 2)二氧化硫:低于10毫克/標(biāo)米 3)氮氧化物:低于20毫克/標(biāo)米 《中國(guó)電力報(bào)》:您的上述煤電高質(zhì)量升級(jí)改造建議的具體目標(biāo)看來(lái)門(mén)檻非常高,對(duì)于現(xiàn)有在役的各種類(lèi)型和容量的燃煤機(jī)組的各種要求有可能實(shí)現(xiàn)嗎? 毛健雄:根據(jù)我了解的情況,實(shí)現(xiàn)上述高質(zhì)量升級(jí)改造的煤耗、排放和調(diào)節(jié)性具體目標(biāo)要求,是有一定根據(jù)的。實(shí)際上,上述所有對(duì)于各種類(lèi)型和容量煤電機(jī)組的煤耗、排放和調(diào)節(jié)性要求的升級(jí)改造目標(biāo),已有各種相關(guān)創(chuàng)新技術(shù)和思路,并已經(jīng)有成功的案例。有的案例的結(jié)果已經(jīng)過(guò)有第三方授權(quán)機(jī)構(gòu)正式測(cè)試數(shù)據(jù)或?qū)<以u(píng)審和鑒定結(jié)果,具備了可以在全國(guó)相關(guān)煤電機(jī)組中進(jìn)行推廣的條件?梢栽O(shè)想,如果上述建議能夠得以實(shí)施,超過(guò)10億千瓦的煤電可以降低的供電煤耗,將是一個(gè)巨大的減煤數(shù)字,也是一個(gè)巨大的二氧化碳減排數(shù)字,這是在以中國(guó)的現(xiàn)實(shí)國(guó)情為基礎(chǔ),保證中國(guó)能源安全和實(shí)現(xiàn)我國(guó)以煤為主的化石能源與太陽(yáng)能及風(fēng)電為主的非化石能源協(xié)調(diào)發(fā)展,相互補(bǔ)充,相得益彰,走向?qū)崿F(xiàn)“巴黎協(xié)定”碳減排目標(biāo)現(xiàn)實(shí)可行的煤電高質(zhì)量發(fā)展道路。 上述對(duì)超過(guò)10億千瓦的中國(guó)在役煤電高質(zhì)量發(fā)展升級(jí)改造,是一個(gè)巨大的系統(tǒng)工程,預(yù)計(jì)需要經(jīng)過(guò)2至3個(gè)五年計(jì)劃期間能夠?qū)崿F(xiàn),因此,必須按照輕重緩急,分批分期,通過(guò)試點(diǎn),逐步完成。中國(guó)煤電高質(zhì)量升級(jí)改造的先后次序應(yīng)該是:①亞臨界機(jī)組;②超臨界機(jī)組;③一次再熱超超臨界機(jī)組;④二次再熱超超臨界機(jī)組,依次推進(jìn)。對(duì)于新建的較二次再熱超超臨界機(jī)組,則根據(jù)需要而定,當(dāng)前重點(diǎn)應(yīng)放在在役煤電機(jī)組的升級(jí)改造,從亞臨界機(jī)組開(kāi)始。 在“十四五”期間,中國(guó)煤電高質(zhì)量升級(jí)改造的重點(diǎn)應(yīng)該是在役的亞臨界機(jī)組,這是因?yàn),現(xiàn)有的約3.5億千瓦的亞臨界機(jī)組是當(dāng)前我國(guó)煤電機(jī)組中供電煤耗較高的機(jī)組,同時(shí)也是負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活性較差的機(jī)組,據(jù)了解,現(xiàn)在能夠安全穩(wěn)定達(dá)到35%的低負(fù)荷靈活性能力的亞臨界機(jī)組占比還很小。但相比于大容量的直流鍋爐超臨界和超超臨界機(jī)組,容量較小的汽包鍋爐亞臨界機(jī)組,更加適合于調(diào)峰靈活性運(yùn)行,因此,當(dāng)前煤電機(jī)組的高質(zhì)量升級(jí)改造,應(yīng)從亞臨界機(jī)組起步,同時(shí),有條件有需求的少量超臨界和超超臨界機(jī)組的升級(jí)改造也可試點(diǎn)進(jìn)行。如果在“十四五”期間有50%以上的亞臨界機(jī)組的升級(jí)改造得以實(shí)現(xiàn),那就是說(shuō),這些亞臨界機(jī)組從改造前的年平均供電煤耗330克/千瓦時(shí)(30萬(wàn)千瓦等級(jí))提升到改造后的295克/千瓦時(shí),則每度電可降低供電煤耗35克,也就是把這些亞臨界機(jī)組一下子提升到超超臨界機(jī)組的水平,不但可大幅度減少煤炭的使用和大幅度降低二氧化碳的排放,并可實(shí)現(xiàn)20%-100%的大范圍負(fù)荷調(diào)節(jié)的靈活性,從而可大大促進(jìn)可再生能源電力的消納能力。 但是,要能夠?qū)崿F(xiàn)上述煤電的低碳、清潔和靈活性高質(zhì)量發(fā)展升級(jí)改造的目標(biāo),不僅僅是技術(shù)問(wèn)題,國(guó)家的政策驅(qū)動(dòng)是關(guān)鍵。2014年,三部委發(fā)布的《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020)》,通過(guò)政策驅(qū)動(dòng),使中國(guó)煤電在約五年的時(shí)間內(nèi),基本實(shí)現(xiàn)了我國(guó)煤電的污染物超低排放,使中國(guó)成為世界上煤電排放清潔的國(guó)家。這是通過(guò)國(guó)家政策驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)中國(guó)煤電清潔發(fā)展的一個(gè)極好的案例。因此,“十四五”中國(guó)煤電在役機(jī)組高質(zhì)量發(fā)展升級(jí)改造也應(yīng)該像《行動(dòng)計(jì)劃》那樣,針對(duì)不同地區(qū),不同容量和類(lèi)型機(jī)組,提出具體不同的升級(jí)改造時(shí)限要求和“煤耗、排放、調(diào)節(jié)性”的具體改造目標(biāo)要求。按照時(shí)限要求完成升級(jí)改造的機(jī)組,其改造結(jié)果經(jīng)須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的驗(yàn)收考核,對(duì)于按時(shí)達(dá)標(biāo)的機(jī)組,要有激勵(lì)獎(jiǎng)勵(lì)政策的鼓勵(lì)。同時(shí)要采取政策手段,對(duì)于虛假的煤耗、排放和靈活性能力數(shù)據(jù)和不能完成升級(jí)改造或不能達(dá)標(biāo)的機(jī)組,也應(yīng)該有政策處理的要求。 本文為網(wǎng)文轉(zhuǎn)載,僅供行業(yè)學(xué)習(xí)參考,侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除! |