近年我國煤電技術(shù)創(chuàng)新取得哪些成效,對推動煤電行業(yè)減污降碳發(fā)揮了哪些作用?
高虎(中國宏觀經(jīng)濟研究院能源研究所研究員):我國以煤為主的資源稟賦形成了煤電為主體的電力生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)。作為我國的基礎(chǔ)性電源,煤電為支撐經(jīng)濟社會發(fā)展提供了堅強電力保障,但煤電曾是導(dǎo)致大氣污染問題頻發(fā)的重要來源。為推動煤電清潔高效發(fā)展,減少煤炭消耗和污染物排放、改善空氣質(zhì)量,《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014—2020年)》和《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》先后印發(fā)實施。經(jīng)過多年努力,我國煤電節(jié)能減排工作取得顯著成效。
從清潔利用水平看,截至2021年底,我國達到超低排放限值的煤電機組約10.3億千瓦,占全國煤電總裝機容量93%。2021年,全國電力煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放量分別約為12.3萬噸、54.7萬噸、86.2萬噸,較2015年分別下降69%、73%、52%。
從節(jié)能降碳水平看,2021年全國6000千瓦及以上火電廠供電煤耗為301.5克標準煤/千瓦時,較2015年下降13.5克標準煤/千瓦時,相當于2021年全年減少電煤消費9500萬噸;全國單位火電發(fā)電量二氧化碳排放約828克/千瓦時,較2015年下降22克/千瓦時。據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計,以2005年為基準年,2006年至2021年通過供電煤耗降低減少二氧化碳排放約89億噸,對電力部門碳減排貢獻度達41%,有效減緩了電力行業(yè)二氧化碳排放量增長。
煤電清潔高效利用的成就離不開煤電技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。目前,我國已實現(xiàn)高參數(shù)、大容量超超臨界燃煤機組自主研發(fā)和制造,主要參數(shù)達到世界先進水平,建成全球發(fā)電能效最高、在建單機容量最大的燃煤機組,供電煤耗最低降至260克/千瓦時以下;百萬千瓦空冷發(fā)電機組、二次再熱技術(shù)、大型循環(huán)流化床發(fā)電等技術(shù)均世界領(lǐng)先。2021年底,我國自主研發(fā)建造的國內(nèi)首座大型二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗機組完成72小時試運行,額定功率達到5000千瓦,是世界容量最大的超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電機組,為進一步提高火電機組效率打下堅實基礎(chǔ)。隨著建設(shè)應(yīng)用先進煤電技術(shù)、關(guān)停淘汰落后煤電機組,我國煤電結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,大容量、高參數(shù)、低排放的高效煤電機組比重持續(xù)提升。當前,我國超臨界和超超臨界先進煤電機組超過860臺,在全國煤電總裝機中占比超過一半。
隨著具有波動性特點的風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源大規(guī)模發(fā)展,電力供應(yīng)不確定性大幅增加,配置充足的靈活調(diào)節(jié)電源對于保障電力供需平衡、維護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。當前,我國抽水蓄能裝機在電力系統(tǒng)中占比只有1.5%,電化學(xué)等新型儲能技術(shù)還在起步階段,要求煤電機組具有靈活的上下調(diào)節(jié)能力,為新能源發(fā)展和新型電力系統(tǒng)建設(shè)保駕護航。“十三五”以來,我國啟動煤電靈活性改造工作,推動煤電企業(yè)開展深度調(diào)峰、熱電解耦等多種技術(shù)路線探索,煤電機組最小發(fā)電出力從50%至60%額定容量可降至30%到35%,部分機組甚至可低至20%到25%,可調(diào)節(jié)范圍大大增加。2021年底,我國煤電靈活性改造規(guī)模超過1億千瓦,有效提高了電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力,也更好促進了可再生能源發(fā)展。
我國能源資源稟賦決定了煤電在相當長時間內(nèi)仍將承擔保障電力安全供應(yīng)的重要作用。2021年,全國煤電裝機占比46.7%,發(fā)電量占比約60%,發(fā)電用煤占全國煤炭總消費的比重超過一半,盡管我國煤電行業(yè)在節(jié)能降耗、碳減排等方面已取得顯著成效,但煤電仍是全國二氧化碳排放量最大的行業(yè),亞臨界及以下機組還有4億多千瓦,部分機組存在能耗偏高、靈活調(diào)節(jié)能力不足等問題。
隨著碳達峰碳中和工作持續(xù)推進、新型電力系統(tǒng)逐步建立,煤電清潔、高效、靈活、低碳轉(zhuǎn)型步伐還需進一步加快。要大力推動煤電節(jié)能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯(lián)動”,明確煤電要加快由主體性電源向提供可靠容量、調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)的基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源轉(zhuǎn)型。2021年10月,國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《全國煤電機組改造升級實施方案》,明確提出“十四五”期間,煤電節(jié)能降碳改造規(guī)模不低于3.5億千瓦、供熱改造規(guī)模力爭達到5000萬千瓦、靈活性改造完成2億千瓦。按此規(guī)模測算,預(yù)計可節(jié)約煤炭消費5000萬噸以上,提升新能源消納能力5000萬千瓦以上,更好地推動煤炭和新能源優(yōu)化組合。
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