電力行業(yè)的節(jié)能減排與低碳經(jīng)濟(jì)

楊 卓,毛應(yīng)淮

(中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院,河北秦皇島 066004)

電力行業(yè)的節(jié)能減排與低碳經(jīng)濟(jì)

楊 卓,毛應(yīng)淮

(中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院,河北秦皇島 066004)

中國(guó)能源結(jié)構(gòu)以煤為主,火電行業(yè)是碳排放量的主體,面對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式,電力行業(yè)勢(shì)必將成為CO2減排的主力軍。目前,火電行業(yè)通過(guò)“上大壓小”政策,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減排;通過(guò)提高電力工業(yè)的煙氣脫硫,實(shí)現(xiàn)工程減排;通過(guò)擴(kuò)大清潔能源的比例,減少煤炭消耗總量,實(shí)現(xiàn)總量減排。使用清潔能源是實(shí)現(xiàn)碳減排的有效途徑。指出了電力行業(yè)“節(jié)能減排”的現(xiàn)狀和措施,分析了電力行業(yè)在“低碳經(jīng)濟(jì)”中所面臨的新形勢(shì),并對(duì)低碳電力技術(shù)的研究與運(yùn)用進(jìn)行了展望,闡述了通過(guò)利用清潔能源促進(jìn)碳減排的迫切性和必要性。

節(jié)能減排;低碳經(jīng)濟(jì);電力;能源消費(fèi);可持續(xù)發(fā)展

全球氣候變暖是當(dāng)前人類(lèi)社會(huì)所面臨的最大挑戰(zhàn)之一。根據(jù)聯(lián)合國(guó)最新的全球氣候變化科學(xué)評(píng)估報(bào)告,氣候變化所導(dǎo)致的總代價(jià)將引起全球GDP損失約5%[1];而世界銀行前首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家斯特恩指出,在考慮更廣泛的風(fēng)險(xiǎn)和影響的情況下,估計(jì)損失將上升到GDP的20%或者更多[2]。

在引起全球氣候變暖的諸多因素中,人類(lèi)活動(dòng)所排放的溫室氣體不斷增加是最主要原因。在溫室氣體引致的全球氣候變暖效應(yīng)中,CO2的作用高達(dá)77%。因此,減少CO2的排放對(duì)于控制溫室效應(yīng)、減緩全球變暖至關(guān)重要[3]。

哥本哈根會(huì)議使“低碳經(jīng)濟(jì)”的理念再次引起全球關(guān)注,低碳經(jīng)濟(jì)成為新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,并終將演變成為規(guī)制全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展格局的新規(guī)則[5]。中國(guó)政府在2010年2月的哥本哈根氣候變化峰會(huì)上首次宣布溫室氣體減排清晰量化目標(biāo),到2020年單位GDPCO2排放比2005年下降40%～45%。據(jù)國(guó)家發(fā)改委數(shù)據(jù),截至今年上半年,中國(guó)單位GDP能耗在2005年基礎(chǔ)上累計(jì)降低了13%,“十一五”規(guī)劃中的單位GDP能耗降低20%的約束性指標(biāo)有望實(shí)現(xiàn),這相當(dāng)于中國(guó)在5年內(nèi)至少減排15億t CO2。

中國(guó)能源結(jié)構(gòu)以煤為主,當(dāng)前CO2的排放主要來(lái)自于能源部門(mén),而火電行業(yè)是總排放量的主體。因此,面對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式,電力行業(yè)勢(shì)必將成為CO2減排的主力軍。中國(guó)有選擇低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的必要性和迫切性,實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力行業(yè)的低碳化發(fā)展,是我國(guó)電力行業(yè)所面臨的時(shí)代議題。《BP世界能源統(tǒng)計(jì)2009》報(bào)告所提供的數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中煤炭占70.2%,位居世界首位,由此引發(fā)的CO2過(guò)量排放問(wèn)題不容忽視。

表1 2008年世界一次能源消費(fèi)量及結(jié)構(gòu)百萬(wàn)噸標(biāo)煤量

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的2008年統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示,2008年全國(guó)6000kW及以下電廠發(fā)電消耗原煤13.4億t,火電耗煤量占全國(guó)原煤總產(chǎn)量的53%。2007年全國(guó)供電煤耗為342g/kWh,2008年全國(guó)平均供電煤耗為349g/kWh,2009年1～8月份,全國(guó)供電煤耗率為341g/kWh(中國(guó)電力網(wǎng))。工業(yè)鍋爐每燃燒一噸標(biāo)準(zhǔn)煤就產(chǎn)生CO22620kg,SO212kg,NOx 7.4kg,因此燃煤鍋爐排放廢氣成為大氣的主要污染源之一。

2 火電行業(yè)節(jié)能減排的措施

2008年,我國(guó)火電裝機(jī)已突破6億kW,在建規(guī)模仍然巨大。目前,電煤消耗約占全國(guó)煤炭產(chǎn)量的一半以上,SO2排放量約占全國(guó)排放量的52%,煙塵排放量占全國(guó)排放量的20%,產(chǎn)生的灰渣占全國(guó)的70%,電力工業(yè)成為我國(guó)節(jié)能降耗和污染物減排的重點(diǎn)領(lǐng)域?！笆晃濉逼陂g我國(guó)采取以下措施進(jìn)行節(jié)能減排：

2.1 通過(guò)“上大壓小”政策,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減排

逐步淘汰小火電機(jī)組,分期分批淘汰高能耗、重污染的各類(lèi)生產(chǎn)設(shè)備和落后工藝作為減排的基礎(chǔ)保障。通過(guò)淘汰小火電機(jī)組,可以提高煤炭利用率和熱效率,使發(fā)電耗煤系數(shù)大大降低。力求用最少的煤生產(chǎn)出最多的電是我們的發(fā)展目標(biāo)。通過(guò)“上大壓小”政策可以達(dá)到一定的節(jié)能減排效果,但隨著火電裝機(jī)總量的增加,煤炭用量也在增加,無(wú)法從根本上實(shí)現(xiàn)碳減排的任務(wù)。

2.2 提高電力工業(yè)的煙氣脫硫,實(shí)現(xiàn)工程減排

提高電力工業(yè)的煙氣脫硫,提高現(xiàn)役燃煤機(jī)組脫硫排放的比例,對(duì)新建項(xiàng)目要求全部上脫硫裝置,實(shí)現(xiàn)工程減排。

表2 2002-2008年我國(guó)火電廠已建脫硫設(shè)施的狀況

預(yù)計(jì)到2010年,脫硫裝機(jī)比例將達(dá)80%以上?！笆晃濉逼陂g,在電力以外的SO2排放不增加或少量增加的情況下,僅經(jīng)過(guò)火電煙氣脫硫以及關(guān)停小火電的減排作用,其凈消減量就可以滿足全國(guó)SO2減排10%的約束性指標(biāo)的需要。工程減排將依賴(lài)大量的污染治理投資,是個(gè)治標(biāo)不治本的措施。

2.3 擴(kuò)大清潔能源的比例,減少煤炭消耗總量

電力企業(yè)在“上大壓小”、工程減排的同時(shí),積極研究開(kāi)發(fā)清潔能源發(fā)電技術(shù),擴(kuò)大核電和水電在總能源中的比例,積極推進(jìn)風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電和生物質(zhì)能等能源利用技術(shù),通過(guò)大力發(fā)展清潔能源發(fā)電,實(shí)現(xiàn)管理減排。

3 使用清潔能源是實(shí)現(xiàn)碳減排的有效途徑

由上述可知,目前的“節(jié)能減排”對(duì)策已經(jīng)有效減少了SO2的排放,“上大壓小”和SO2工程減排只能在一定程度上減少SO2減排的壓力。隨著GDP的增加,我國(guó)一次能源消耗的煤炭總量依然會(huì)增加,還解決不了NOx和CO2的減排問(wèn)題,使火電能源利用的環(huán)境成本大大提高。

世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式正面臨變革,低碳經(jīng)濟(jì)成為未來(lái)各國(guó)發(fā)展的共同選擇,新能源成為拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的支柱性產(chǎn)業(yè)。我國(guó)各種形式的新能源也呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的局面,預(yù)計(jì)到2020年,水電、核電、風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)合計(jì)將達(dá)到430GW(其中水電300GW、核電40GW),占當(dāng)時(shí)總發(fā)電裝機(jī)容量的36%,較2005年上升14%。我國(guó)應(yīng)該在“壓小”火電機(jī)組的同時(shí),嚴(yán)格控制“上大”火電機(jī)組,盡快加大清潔能源占電力能源的比例。在經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí),嚴(yán)格控制能源消耗的煤炭總量,才能在減排SO2的同時(shí),減排NOx和CO2。

3.1 核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁

核電成為低碳能源供應(yīng)的支柱,世界核電快速發(fā)展。2006年世界核電發(fā)電量約2.7萬(wàn)億kWh,預(yù)計(jì)2030年將上升到3.8萬(wàn)億kWh。如果以核電代替煤電可減少18億t/a的碳排放量。發(fā)展核電可改善我國(guó)的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu),有利于保障國(guó)家能源安全和經(jīng)濟(jì)安全,也是電力工業(yè)減排污染物的有效途徑和減緩地球溫室效應(yīng)的重要措施。我國(guó)核電發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。2008年底,我國(guó)已建了浙江秦山、廣東大亞灣和江蘇田灣3個(gè)核電基地,擁有11臺(tái)運(yùn)行核電機(jī)組,9078萬(wàn)kW的裝機(jī)容量,占全國(guó)電力裝機(jī)總?cè)萘康?.15%。

我國(guó)核電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀是：擁有比較完整的核工業(yè)體系,核電站建設(shè)速度加快,實(shí)驗(yàn)快中子增殖堆和高溫氣能試驗(yàn)堆等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)取得了重要進(jìn)展。存在的問(wèn)題是：尚不具備獨(dú)立自主規(guī)模化生產(chǎn)核心設(shè)備的能力,對(duì)第三、第四代先進(jìn)堆的研究與國(guó)際先進(jìn)水平差距仍較大。我國(guó)核電裝備制造業(yè)已得到較大發(fā)展,目前我國(guó)30萬(wàn)kW、60萬(wàn)kW及百萬(wàn)千瓦級(jí)核電站的國(guó)產(chǎn)化率水平分別在90%、70%和50%左右。預(yù)計(jì)2012、2013年前后,我國(guó)百萬(wàn)千瓦級(jí)核電的裝備的自主化率將達(dá)到75%以上。

3.2 風(fēng)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)入大發(fā)展期

在全球能源趨緊和節(jié)能減排雙重壓力下,風(fēng)力發(fā)電成為發(fā)展最為迅速的綠色能源之一。中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量目前全球排名第四,以目前發(fā)展勢(shì)頭來(lái)看,未來(lái)3～5年,將有望達(dá)到世界第一。與太陽(yáng)能相比,風(fēng)力發(fā)電更具有現(xiàn)實(shí)性和可行性,發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)符合國(guó)際能源發(fā)展大趨勢(shì)。2006年第三次全國(guó)風(fēng)能資源普查工作初步探明我國(guó)陸地風(fēng)能資源總儲(chǔ)量42億kW,技術(shù)可開(kāi)發(fā)量3億kW,近海可開(kāi)發(fā)風(fēng)能資源7.5億kW。我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚有諸多瓶頸：風(fēng)電零部件,特別是軸承、電控系統(tǒng)等受制于人,影響企業(yè)規(guī)模發(fā)展;缺乏風(fēng)電設(shè)備制造專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才和復(fù)合型人才;需要建立風(fēng)電技術(shù)公共平臺(tái)、國(guó)家級(jí)產(chǎn)品檢測(cè)中心和質(zhì)量保證控制體系。

3.3 水電產(chǎn)業(yè)潛力空間仍然很大

水能是可再生能源,水電開(kāi)發(fā)具有綜合效益,且是減排溫室氣體的重要措施。我國(guó)水能資源理論蘊(yùn)藏量達(dá)6×1012kWh/a,技術(shù)可利用量達(dá)2.47×1012kWh/a,特別是我國(guó)已完全掌握大型水電開(kāi)發(fā)技術(shù),且已經(jīng)有了較為完備的保護(hù)生態(tài)的法規(guī)體系,使加快水電開(kāi)發(fā)具有現(xiàn)實(shí)可行性。

4 低碳經(jīng)濟(jì)下電力技術(shù)的研究展望

2007年,國(guó)務(wù)院下發(fā)了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法》。由于我國(guó)的電源結(jié)構(gòu)以火電為主,通過(guò)實(shí)施節(jié)能發(fā)電調(diào)度,將有利于降低電力的碳排放系數(shù),從而從整體上減少電力行業(yè)的CO2排放。在發(fā)改委制訂的《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》中提出,到2010年可再生能源在能源消費(fèi)中的比重由現(xiàn)有的不到1%增長(zhǎng)到10%。大力促進(jìn)可再生能源發(fā)展,有利于從發(fā)電結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)CO2的減排。為提高發(fā)電效率與環(huán)保效益,華能發(fā)電集團(tuán)實(shí)施了“綠色煤電”計(jì)劃,分階段研究與引入各種清潔發(fā)電技術(shù)與CO2排放技術(shù),尤其是碳捕捉與儲(chǔ)存技術(shù)(Carbon Capture and Storage,CCS),該計(jì)劃將對(duì)低碳技術(shù)的發(fā)展起到重要的促進(jìn)作用。清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)是當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)CO2減排義務(wù)的重要手段。我國(guó)是世界最大的CDM項(xiàng)目減排國(guó),核準(zhǔn)減排量(CERs)占全球的50%,大力發(fā)展CDM項(xiàng)目有利于獲得大量的CO2減排額度,并實(shí)現(xiàn)低碳技術(shù)與資金的引進(jìn)。

電力行業(yè)的低碳經(jīng)濟(jì)之路還剛剛開(kāi)始,還依舊面臨很多挑戰(zhàn)。未來(lái)研究工作有望從以下方面進(jìn)行開(kāi)展：實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力行業(yè)低碳化發(fā)展的技術(shù)路線研究,實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力行業(yè)低碳化發(fā)展的制度研究,面向低碳經(jīng)濟(jì)的Energy Mix優(yōu)化研究,面向低碳經(jīng)濟(jì)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行特性研究,面向低碳經(jīng)濟(jì)的新型電力調(diào)度模式研究,面向低碳經(jīng)濟(jì)的新型電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行機(jī)制研究,面向低碳經(jīng)濟(jì)的電力企業(yè)應(yīng)對(duì)策略研究[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

低碳經(jīng)濟(jì)是一種由高碳能源向低碳能源過(guò)渡的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,是一種旨在修復(fù)地球生態(tài)圈碳失衡的人類(lèi)自救行為。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵在于改變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,降低經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭、石油、天然氣等化石能源的依賴(lài),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)體擺脫碳依賴(lài),擺脫工業(yè)化、城市化進(jìn)程的高碳能源依賴(lài)。電力在低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展中處于至關(guān)重要的位置。低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為下一輪經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的核心動(dòng)力,也成為我國(guó)提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,擺脫經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響的重要手段。電力行業(yè)要從這種時(shí)代大背景下積極尋找突破口,為碳減排做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[1]IPCC.Intergovernmental panel for climate change fourth assess mentreport[M].Cambridge University Press,2007.

[2]Stern N.The economics of climate change：The stern review[M].Cambridge University Press,2007.

[3]康重慶,陳啟鑫,夏清.低碳電力技術(shù)的研究展望[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(2)：1—7.

[4]林伯強(qiáng).低碳經(jīng)濟(jì)下的電力發(fā)展思路[J].中國(guó)電力企業(yè)管理,2009,(11)：10—14.

[5]李俊峰,馬玲娟.低碳經(jīng)濟(jì)是規(guī)制世界發(fā)展格局的新規(guī)則[J].世界環(huán)境,2008,2(2)：17—20.

[6]朱四海.低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式與中國(guó)的選擇[J].發(fā)展研究,2009,(5)：10—14.

[7]莊貴陽(yáng).低碳經(jīng)濟(jì)引領(lǐng)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向[J].世界環(huán)境,2008,2(2)：34—36.

Thinking of Energy-Saving and Emission Reduction in Electric Power Industry and Low Carbon Economy

Yang Zhuo, Mao Yinghuai
(Environmental Management College of China,Qinhuangdao Hebei066004)

Coal takes an important place in energy structure of China.Fire electricity industry is the most important part of carbon discharges.During the development of the low carbon economy pattern,electric power industry definitely will become the main part of carbon discharges.At present,fire electricity industry takes some policies of constructing major projects and suppressing small projects to fulfill the goal of structure reduction,to fulfill the goal of project reduction by improving flue gas desulfurization,to fulfill the goal of total emissions by enlarging ratio of clean energy utilization and reducing total quantity of coal consumption.Clean energy utilization is an effective way to fulfill carbon discharges reduction.This paper pointed the current situation and measures for“energy-saving and emission reduction”on electric power industry,analyzed the new situation for electric power industry with the new idea of“economy in low carbon”,forecasted the research and application of low carbon electric power technology,expounded the urgency and necessity of promoting carbon discharges reduction by utilizing clean energy.

energy-saving and emission reduction;low carbon economy;electric power industry;energy consumption;sustainable development

X321

A

1008-813(2010)01-0001-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2010.01.001

2009-12-28

楊卓(1980-)女,河北省山海關(guān)人,畢業(yè)于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,博士,講師,現(xiàn)從事土壤污染修復(fù)、生態(tài)城市規(guī)劃等方面的工作。