多維約束下煤電企業發展思路探討
當前，全球能源轉型往縱深推進，多個國家陸續更新并發布了“棄煤”時間表。已有諸多學者論證了中國燃煤電廠退出的可行性，同時政策層面也明確了下一步煤電行業的發展方向。今年3月，中央財經委員會第九次會議提出“要構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統”。煤電企業是能源轉型的關鍵核心環節，面臨著多維約束，進一步發展需最大可能地實現能源系統清潔、可靠、經濟三個目標。
（來源：微信公眾號“能源研究俱樂部” ID：nyqbyj 作者：孫祥棟 董光磊 張勃 北京化工大學）
1
煤電行業發展及排放現狀
裝機及發電量整體規模大。中國電力企業聯合會數據顯示，截至2020年底，全國共有1000多家燃煤電廠，全口徑煤電裝機容量10.8億千瓦，占總裝機容量的49.1%；2020年全國煤電發電量為4.6萬億千瓦時，占總發電量的比重高達60.8%。
低碳減排潛力廣受關注。當前我國煤炭行業清潔發展成效顯著，火電全行業超低排放改造比例達到80%以上，煙塵、二氧化硫和氮氧化物排放完全達到了國際上最嚴環保標準的要求，燃煤火電大氣污染物控制已經走到世界前列。與此同時，行業發展的客觀特征決定了煤電行業碳排放總量較大，電力行業碳排放占我國碳排放總量的四成左右。
2
煤電行業發展面臨的多維約束
煤電行業發展需順應經濟社會的清潔轉型。煤電裝機容量預計在2025年前出現峰值，其后進入總量遞減階段，定位由“電量供應主體”逐步轉變為“容量供應主體”。2030年后，煤電裝機呈總量遞減趨勢，2050年減少至4億千瓦以下。與此同時，煤電行業污染物排放治理將進一步強化，需要進一步提高廢棄物資源化利用水平，持續探索碳減排途徑。電力行業在助力能源行業實現碳減排目標的過程中扮演著特殊角色，承擔著更多責任。我國能源結構及消費特點，決定了電力行業在助力能源行業盡早達峰的同時，其自身碳排放峰值很可能晚于整體能源行業。
煤電行業發展需保障能源系統的可靠運行。新能源上網需要煤電托底，一是煤電的快速爬坡能力優于新能源，電網消納風能、太陽能等新能源后，系統穩定性受自然條件影響較大，需要通過煤電提供調節服務實現其穩定出力，當電網出現短時出力不足可以快速提供爬坡服務，保證電網可靠運行；二是煤電可以提供季節性容量備用，在新能源容量出現季節性波動和出力不足時，煤電作為穩定出力的典型代表，其作用是無可替代的。
兼顧清潔轉型和可靠運行，煤電行業運行成本將大幅提升。一是減排技術改造成本高，煤電企業減排技改主要集中在超低排放改造、污水和無組織粉塵治理以及機組參數優化升級等方面，前期資金投入大，投資回收周期長，對企業經營造成影響；二是煤電靈活性改造成本高，地區特點、機組運行特性、現有技術手段和調峰目標都會影響最終煤電靈活性改造后的安全穩定經濟運行，而靈活性調整過程中的頻繁啟停機不僅會使設備加速折舊，更會帶來發電小時數的減少，整體供電效率的下降，使得本就經營困難的煤電企業雪上加霜。
3
煤電企業下一步發展思路
一是進一步提升污染物及碳排放治理能力。污染物及碳排放治理將重點關注煙塵、二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳等排放，可通過研發高效清潔燃燒技術，從源頭上實現污染物和二氧化碳減排或不排。比如，研發700℃超超臨界發電機組鍋爐、汽輪機及關鍵輔機和閥門國產化制造技術；研究新型煤電技術，重點探索研究基于富氧燃燒的超臨界二氧化碳布雷頓循環發電及碳捕集技術、整體煤氣化燃料電池聯合循環（IGFC-CC）發電技術，以及磁流體發電聯合循環（MHD-CC）發電技術。還應重點研發具有自主知識產權的多污染物（SO2、NOx、Hg等）一體化脫除技術，包括研發具有同時吸附多污染物的新型高效吸附劑及高效、低成本氧化劑、氧化工藝與設備以及高效催化劑等，研發多污染物一體化脫除技術工藝關鍵裝置設計與制造技術，研究工藝流程優化技術等。
二是進一步優化內部裝機結構。煤電企業主要集中于中央能源企業和地方國有能源企業。一方面需充分利用資源優勢，主動引導內部老舊小機組有序退出并引入高參數、高效率的燃煤火電機組發電技術，如因地制宜研究600MW及以上容量機組褐煤預干燥及水回收高效褐煤發電集成及設備開發技術，實現在600MW等級或以上容量機組褐煤高效發電集成技術的工程應用；研發1000MW等級超超臨界褐煤鍋爐配套風扇磨煤機設計制造技術；研究并掌握全燃準東煤鍋爐燃燒技術，建設示范工程。發展熱電聯產、煤電一體、港電一體項目，同步配套發展清潔能源，發展風、光、水、火、儲一體化項目，提高內部產業清潔能源占比。另一方面應有序推進煤電機組靈活性改造，提升運行靈活性，為全面提高電力系統調峰和新能源消納作出積極貢獻。
三是進一步提升企業經濟效益。一方面應加強精益管理，主動創造價值增長點。提高煤炭供應鏈效率，降低內部設備耗電率，降低單位供電煤耗。推行生產現場的可視化、看板管理，持續提高生產過程精益水平。另一方面推動煤基循環產業，拓展產業鏈。如以大宗粉煤灰和脫硫石膏高附加值利用為主，示范粉煤灰分離提取碳粉、玻璃微珠等有價組分和高附加值產品技術，開發超高強α石膏粉、石膏晶須、預鑄式玻璃纖維增強石膏成型品、高檔模具石膏粉等高附加值產品生產技術。利用產業鏈延伸，逐步形成區域循環經濟，如開展固體廢棄物綜合利用、城市垃圾焚燒等增值業務。
|
