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中国宏观经济研究院高虎:技术创新促煤电节能减排
2022-08-22 浏览:34164人
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2022年1月份,国务院印发《“十四五”节能减排综合工作方案》,提出实施煤炭清洁高效利用工程。6月份,国家发展改革委等部门发布《煤炭清洁高效利用重点领域标杆水平和基准水平(2022年版)》的通知,指出对标实现碳达峰碳中和目标任务,推动煤炭清洁高效利用,促进煤炭消费转型升级。

近年我国煤电技术创新取得哪些成效,对推动煤电行业减污降碳发挥了哪些作用?

我国以煤为主的资源禀赋形成了煤电为主体的电力生产和消费结构。作为我国的基础性电源,煤电为支撑经济社会发展提供了坚强电力保障,但煤电曾是导致大气污染问题频发的重要来源。为推动煤电清洁高效发展,减少煤炭消耗和污染物排放、改善空气质量,《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》和《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》先后印发实施。经过多年努力,我国煤电节能减排工作取得显著成效。

从清洁利用水平看,截至2021年底,我国达到超低排放限值的煤电机组约10.3亿千瓦,占全国煤电总装机容量93%。2021年,全国电力烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量分别约为12.3万吨、54.7万吨、86.2万吨,较2015年分别下降69%、73%、52%。

从节能降碳水平看,2021年全国6000千瓦及以上火电厂供电煤耗为301.5克标准煤/千瓦时,较2015年下降13.5克标准煤/千瓦时,相当于2021年全年减少电煤消费9500万吨;全国单位火电发电量二氧化碳排放约828克/千瓦时,较2015年下降22克/千瓦时。据中国电力企业联合会统计,以2005年为基准年,2006年至2021年通过供电煤耗降低减少二氧化碳排放约89亿吨,对电力部门碳减排贡献度达41%,有效减缓了电力行业二氧化碳排放量增长。

煤电清洁高效利用的成就离不开煤电技术创新发展。目前,我国已实现高参数、大容量超超临界燃煤机组自主研发和制造,主要参数达到世界先进水平,建成全球发电能效最高、在建单机容量最大的燃煤机组,供电煤耗最低降至260克/千瓦时以下;百万千瓦空冷发电机组、二次再热技术、大型循环流化床发电等技术均世界领先。2021年底,我国自主研发建造的国内首座大型二氧化碳循环发电试验机组完成72小时试运行,额定功率达到5000千瓦,是世界容量最大的超临界二氧化碳循环发电机组,为进一步提高火电机组效率打下坚实基础。随着建设应用先进煤电技术、关停淘汰落后煤电机组,我国煤电结构不断优化,大容量、高参数、低排放的高效煤电机组比重持续提升。当前,我国超临界和超超临界先进煤电机组超过860台,在全国煤电总装机中占比超过一半。

随着具有波动性特点的风电、光伏发电等新能源大规模发展,电力供应不确定性大幅增加,配置充足的灵活调节电源对于保障电力供需平衡、维护电力系统安全稳定运行至关重要。当前,我国抽水蓄能装机在电力系统中占比只有1.5%,电化学等新型储能技术还在起步阶段,要求煤电机组具有灵活的上下调节能力,为新能源发展和新型电力系统建设保驾护航。“十三五”以来,我国启动煤电灵活性改造工作,推动煤电企业开展深度调峰、热电解耦等多种技术路线探索,煤电机组最小发电出力从50%至60%额定容量可降至30%到35%,部分机组甚至可低至20%到25%,可调节范围大大增加。2021年底,我国煤电灵活性改造规模超过1亿千瓦,有效提高了电力系统灵活调节能力,也更好促进了可再生能源发展。

我国能源资源禀赋决定了煤电在相当长时间内仍将承担保障电力安全供应的重要作用。2021年,全国煤电装机占比46.7%,发电量占比约60%,发电用煤占全国煤炭总消费的比重超过一半,尽管我国煤电行业在节能降耗、碳减排等方面已取得显著成效,但煤电仍是全国二氧化碳排放量最大的行业,亚临界及以下机组还有4亿多千瓦,部分机组存在能耗偏高、灵活调节能力不足等问题。

随着碳达峰碳中和工作持续推进、新型电力系统逐步建立,煤电清洁、高效、灵活、低碳转型步伐还需进一步加快。要大力推动煤电节能降碳改造、灵活性改造、供热改造“三改联动”,明确煤电要加快由主体性电源向提供可靠容量、调峰调频等辅助服务的基础保障性和系统调节性电源转型。2021年10月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《全国煤电机组改造升级实施方案》,明确提出“十四五”期间,煤电节能降碳改造规模不低于3.5亿千瓦、供热改造规模力争达到5000万千瓦、灵活性改造完成2亿千瓦。按此规模测算,预计可节约煤炭消费5000万吨以上,提升新能源消纳能力5000万千瓦以上,更好地推动煤炭和新能源优化组合。

(本文选自经济日报邀请专家围绕推动煤炭清洁高效利用相关问题进行的研讨)

高虎系中国宏观经济研究院能源研究所研究员)

编辑:程维嘉

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