中國(guó)北方電力工業(yè)能耗調(diào)查研究

馬秀琴?張秋生?黃超?張萬鵬?李偉

摘要：我國(guó)是一個(gè)主要以火力發(fā)電為主的國(guó)家，每年火力發(fā)電量占總發(fā)電量的80%以上，大量煤炭的燃燒必然導(dǎo)致了污染物的大量排放。因此，針對(duì)我國(guó)電力工業(yè)的現(xiàn)狀，特此進(jìn)行了調(diào)查研究。調(diào)查研究?jī)?nèi)容主要針對(duì)電力工業(yè)在能源消耗、使用的主要設(shè)備、污染物排放、采用的節(jié)能技術(shù)、節(jié)能計(jì)劃以及電力工業(yè)面臨的融資、法律方面的障礙等。此次調(diào)研分析的目的在于了解電力工業(yè)的能源消耗情況，找到適合我國(guó)電力工業(yè)節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展的新途徑。

關(guān)鍵詞：電力工業(yè)；污染物排放；能源消耗；節(jié)能減排；調(diào)查研究

作者簡(jiǎn)介：馬秀琴（1963-），女，天津人，河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院，教授；張秋生（1985-），男，河北三河人，河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院碩士研究生。（天津 300401）

中圖分類號(hào)：F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0214-03

“十一五”前四年，中國(guó)依靠能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和能效提高，累計(jì)節(jié)約3.91億噸標(biāo)煤，減少二氧化碳排放9.69億噸，減少二氧化硫排放837萬噸。供電煤耗進(jìn)一步下降。2009年平均供電煤耗較2005年下降30克/千瓦時(shí)，達(dá)到340克/千瓦時(shí)，提前完成了“十一五”355克/千瓦時(shí)的目標(biāo)，位居世界先進(jìn)水平之列。線損顯著下降，2009年全國(guó)電網(wǎng)線損率6.72%，比2005年下降了0.49個(gè)百分點(diǎn)，累計(jì)節(jié)約電量399億千瓦時(shí)。[1]

中國(guó)電力工業(yè)“十二五”規(guī)劃：與2010年相比，2015年電力工業(yè)年節(jié)約標(biāo)煤2.70億噸，減排二氧化碳6.69億噸，減排二氧化硫578萬噸，減排氮氧化物254萬噸，2015年電力工業(yè)單位GDP能耗降低0.061噸標(biāo)煤/萬元，對(duì)實(shí)現(xiàn)2015年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降16%目標(biāo)的貢獻(xiàn)率達(dá)到37.03%。[2]

為了解中國(guó)北方電力工業(yè)的能耗現(xiàn)狀，指導(dǎo)電力工業(yè)更加有效地采取措施節(jié)能減排，按時(shí)完成國(guó)家制定的“十二五”規(guī)劃指標(biāo)，本文針對(duì)中國(guó)北方五個(gè)典型的電力企業(yè)進(jìn)行了能耗調(diào)研。本次主要對(duì)企業(yè)的能源利用情況、企業(yè)的主要設(shè)備使用情況、污染物排放、節(jié)能技術(shù)、節(jié)能計(jì)劃以及電力行業(yè)面臨的障礙等問題進(jìn)行了調(diào)研。

一、能源利用情況及主要設(shè)備

本次調(diào)研了五家典型的電力企業(yè)（簡(jiǎn)稱A、B、C、D、E公司）。調(diào)研的5家企業(yè)在能源利用方面，以燃燒煤炭為主，在設(shè)備大修時(shí)使用一些外購(gòu)電、在點(diǎn)火時(shí)使用成品油作為助燃劑。據(jù)調(diào)查，5家企業(yè)均使用了煤，有3家企業(yè)使用成品油，2家企業(yè)使用外購(gòu)電?？梢钥闯?，各企業(yè)主要使用的能源還是以煤、油為主的傳統(tǒng)性能源。

所調(diào)研的五家企業(yè)主要利用煤發(fā)電。根據(jù)調(diào)查顯示，五家企業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備為鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、燃煤供熱發(fā)電機(jī)組。

二、能源消耗及節(jié)能情況

1.綜合能耗及污染物排放情況

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，五家企業(yè)的綜合能耗差異很大，原因在于各企業(yè)的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)技術(shù)方面存在差異。因此以調(diào)研結(jié)果中綜合能耗最大的D公司為例進(jìn)行介紹。D公司年生產(chǎn)能力為1200MW，主要產(chǎn)品為電力。該企業(yè)只有一條主耗能生產(chǎn)線，其綜合能耗見圖1。

本次調(diào)查的主要污染物包括CO2（二氧化碳）、SO2（二氧化硫）和COD（化學(xué)需氧量）。根據(jù)收集的調(diào)查表資料顯示，2006年至2010年各企業(yè)CO2、SO2和COD的排放總量均有逐年下降趨勢(shì)。特此，以A公司為例進(jìn)行介紹，數(shù)據(jù)顯示2010年SO2排放總量比2006年下降了95.33%，CO2及COD排放總量也有所下降，詳細(xì)數(shù)據(jù)見圖2、圖3。

2.調(diào)研企業(yè)節(jié)能技術(shù)

為了響應(yīng)“十二五”規(guī)劃的相關(guān)號(hào)召，被調(diào)研企業(yè)采取了一些節(jié)能減排的技術(shù)。在此介紹五家企業(yè)中的兩家。

（1）D公司。采取的節(jié)能減排改造：一次風(fēng)機(jī)4臺(tái)、凝結(jié)水泵2臺(tái)（一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用）加裝變頻器；汽輪機(jī)插管改造；循環(huán)泵高低速改造；循環(huán)水系統(tǒng)兩機(jī)三泵運(yùn)行方式改造；電除塵智能控制系統(tǒng)改造。下一步改造計(jì)劃：兩臺(tái)汽輪機(jī)通流改造。

（2）B公司。2010-2011年先后完成了一號(hào)、二號(hào)機(jī)引風(fēng)機(jī)變頻改造，改造后節(jié)電率達(dá)30%以上；2010年完成了一號(hào)爐除塵器高頻電源改造，改造后廠用電率下降0.15個(gè)百分點(diǎn)；2011年對(duì)二號(hào)機(jī)進(jìn)行了葉頂汽封改造，機(jī)組熱耗比修前下降147千焦/千瓦時(shí)；目前正進(jìn)行熱網(wǎng)疏水泵變頻改造；2012年計(jì)劃完成一號(hào)機(jī)葉頂汽封改造、二號(hào)爐除塵器高頻電源改造、一號(hào)爐煙氣余熱回收利用等節(jié)能技術(shù)改造。

三、能耗分析

1.單位產(chǎn)量綜合能耗

2006年至2010年五家企業(yè)單位產(chǎn)量綜合能耗趨勢(shì)對(duì)比見圖4。

根據(jù)圖4可以看出，五家企業(yè)的單位產(chǎn)量綜合能耗都有不同程度地下降，整體處于下降趨勢(shì)。其中C公司于2009年投產(chǎn)，且沒有供熱，主要產(chǎn)品只是電力，因此運(yùn)行不是很穩(wěn)定，單位產(chǎn)量綜合能耗偏高且不是很穩(wěn)定。

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，依據(jù)各企業(yè)2010年單位產(chǎn)量綜合能耗數(shù)據(jù)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，其中2010年國(guó)家單位產(chǎn)量綜合能耗為335克/千瓦時(shí)，[3]見圖5。

根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)，五家電力企業(yè)2010年單位產(chǎn)量綜合能耗與國(guó)內(nèi)先進(jìn)電廠單位產(chǎn)量綜合能耗進(jìn)行對(duì)比分析，其中上海外高橋第三發(fā)電廠在節(jié)能環(huán)保方面處為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，其2010年單位產(chǎn)量綜合能耗為279.39克/千瓦時(shí)，[4]特此與其進(jìn)行比較，見圖6。

依據(jù)圖5、圖6不難看出，熱電聯(lián)產(chǎn)電廠存在著發(fā)電效率低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重等一系列問題。從分析數(shù)據(jù)中可以看出，該城市熱電聯(lián)產(chǎn)廠的能耗標(biāo)準(zhǔn)普遍高于全國(guó)平均水平，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。但是，和國(guó)內(nèi)先進(jìn)的發(fā)電廠能耗標(biāo)準(zhǔn)相比還有很大的不足，在節(jié)能減排方面還有很大的提升空間。

2.萬元產(chǎn)值綜合能耗

根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)，2010年該五家電力行業(yè)企業(yè)萬元產(chǎn)值綜合能耗對(duì)比見圖7。

根據(jù)五家電力企業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2010年萬元產(chǎn)值綜合能耗最高的為D公司，其值為9.7噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，較2007年相比下降了10.47%。其中最低的為A公司，其值為5.81噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，較2006年相比下降了6.6%。

四、國(guó)內(nèi)電力工業(yè)節(jié)能最佳實(shí)例

1.上海外高橋第三發(fā)電有限公司

上海外高橋第三發(fā)電有限公司隨著技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)推進(jìn)，2009年和2010年在同等負(fù)荷率下供電煤耗實(shí)現(xiàn)282.16克/千瓦時(shí)和279.39克/千瓦時(shí)，先后大幅刷新了自身創(chuàng)造的世界紀(jì)錄，成為世界上第一個(gè)突破280克/千瓦時(shí)最低煤耗整數(shù)關(guān)口的電廠。

主要節(jié)能技術(shù)：第一類是鍋爐及相關(guān)系統(tǒng)效率提升技術(shù)，如鍋爐的節(jié)能啟動(dòng)系列技術(shù)、零能耗脫硫技術(shù)。第二類是汽輪機(jī)及相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行效率提升技術(shù)，如設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行調(diào)節(jié)方式的優(yōu)化、廣義回?zé)峒夹g(shù)。第三類是防止機(jī)組效率下降的系列技術(shù)，如超超臨界機(jī)組蒸汽氧化及固體顆粒侵蝕預(yù)防系列技術(shù)的應(yīng)用等。[5]

2.天津IGCC（整體煤氣化燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組）示范工程

本工程項(xiàng)目是我國(guó)首臺(tái)25萬千瓦級(jí)整體煤氣化燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組（簡(jiǎn)稱 IGCC），采用中國(guó)華能集團(tuán)自主研發(fā)的2000噸/天級(jí)氣化爐。本工程的主要技術(shù)指標(biāo)：全廠功率26.5萬千瓦；發(fā)電效率48%；供電效率41%；發(fā)電標(biāo)煤耗255.19克/千瓦時(shí)；氣化爐熱效率95%；冷煤氣效率84%；碳轉(zhuǎn)化率99.2%。工程2009年開工，2012年建成投產(chǎn)。

IGCC是將煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)，發(fā)電效率高，且環(huán)保性能極好，污染物的排放量?jī)H為常規(guī)燃煤電站的1/10，脫硫效率可達(dá)99%，氮氧化物排放只有常規(guī)電站的15%～20%，耗水只有常規(guī)電站的1/2～1/3。在IGCC系統(tǒng)中，煤經(jīng)氣化產(chǎn)生合成煤氣（主要成分為一氧化碳、氫氣），經(jīng)除塵、水洗、脫硫等凈化處理后，凈煤氣到燃?xì)廨啓C(jī)燃燒驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，燃機(jī)的高溫排氣在余熱鍋爐中產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。IGCC具有發(fā)電效率高、污染物排放低等特點(diǎn)，并在捕集二氧化碳方面具有成本優(yōu)勢(shì)，被公認(rèn)為是未來最具發(fā)展前景的清潔煤發(fā)電技術(shù)之一。[6]

五、電力行業(yè)現(xiàn)存法律法規(guī)及融資方面的障礙

電力行業(yè)現(xiàn)存的主要法律法規(guī)：《中華人民共和國(guó)電力法》《電網(wǎng)調(diào)度管理?xiàng)l例》《電力供應(yīng)與使用條例》《電力設(shè)施保護(hù)條例》 和《電力設(shè)施保護(hù)條例實(shí)施細(xì)則》。

電力行業(yè)的融資問題：一是電價(jià)可接受性及收入保證問題。在電力融資項(xiàng)目建設(shè)投入運(yùn)營(yíng)后完全由市場(chǎng)調(diào)節(jié)，國(guó)家不再進(jìn)行價(jià)格補(bǔ)貼，導(dǎo)致投資者必須準(zhǔn)確核算成本和利潤(rùn)才能保證合理的利潤(rùn)水平，使實(shí)際電價(jià)水平與用戶可接受度之間存在一定的差異，妨礙了項(xiàng)目融資的成功實(shí)施。二是相關(guān)法規(guī)還不夠完善。近年來，我國(guó)相繼出臺(tái)一系列法律，對(duì)引導(dǎo)、規(guī)范和促進(jìn)我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了積極作用，為開展項(xiàng)目融資提供了必要的法律保證。但到目前為止，我國(guó)還沒有一個(gè)專門針對(duì)項(xiàng)目融資的法律文件，在實(shí)施過程中的一些具體問題還處在無法可依的狀態(tài)。此外，目前還沒有一個(gè)機(jī)構(gòu)對(duì)項(xiàng)目融資中的相關(guān)問題進(jìn)行統(tǒng)一管理，使投資者和貸款銀行不能得到正確的政策信號(hào)，影響其對(duì)項(xiàng)目融資的興趣和信心。

六、結(jié)論

我國(guó)能源資源的基本特點(diǎn)是富煤、貧油、少氣，探明的資源儲(chǔ)量折算為標(biāo)準(zhǔn)煤，煤炭資源占85%以上。根據(jù)此次調(diào)研的結(jié)果分析得之，北方電力工業(yè)主要以燃煤電廠為主，煤炭資源消耗巨大，隨著我國(guó)發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)電設(shè)備的不斷更新，北方電力工業(yè)積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，在技術(shù)方面進(jìn)行了更新改善，主要包括汽輪機(jī)、除塵器、水泵以及余熱回收裝置的改造，大大減小了能源消耗。此外，在污染物減排方面五家企業(yè)的年均CO2、SO2、COD排放量均呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，環(huán)保成績(jī)突出。

被調(diào)研的五家電廠 2010年單位產(chǎn)量綜合能耗普遍低于國(guó)家2010年規(guī)定的335克/千瓦時(shí)，超標(biāo)完成了國(guó)家“十一五”規(guī)劃要求，同時(shí)，企業(yè)的萬元產(chǎn)值綜合能耗也呈逐年下降趨勢(shì)，但是，與國(guó)內(nèi)先進(jìn)的節(jié)能減排企業(yè)的單位產(chǎn)量綜合能耗279.39克/千瓦時(shí)相比，還有很大的不足，擁有很大的提升空間。因此，進(jìn)一步改善發(fā)電技術(shù)，提高能源利用效率，國(guó)家及時(shí)完善電力工業(yè)的相關(guān)法律法規(guī)，解決電力工業(yè)一系列的融資障礙，才能使我國(guó)電力工業(yè)更快、更好地實(shí)現(xiàn)國(guó)家“十二五”規(guī)劃的相關(guān)要求。

參考文獻(xiàn)：

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[2]電力工業(yè)“十二五”規(guī)劃研究綜述報(bào)告研究分析 [EB/OL].（2012-03-20）[2012-10-21].http：//www.chinairn.com/print/news866977.html.

[3]中國(guó)火電機(jī)組破最低煤耗世界紀(jì)錄 [EB/OL].[2012-10-21].http：//www.ndrc.gov.cn/xxfw/hyyw/t20110221_396022.htm.

[4]靖遠(yuǎn)煤業(yè)集團(tuán)有限公司.中國(guó)再次刷新火電機(jī)組最低煤耗世界紀(jì)錄 [EB/OL]. （2011-03-22）[2012-10-21].http：//www.jycoal.com/3000/display2008.asp？SearchID=1300785272.

[5]馮偉忠.堅(jiān)持自主創(chuàng)新 [EB/OL].（2011-10-25）[2012-10-21].http：//www.cpnn.com.cn/cpnn_zt/125jnjp/qycs/201110/t20111026_382165.html.

[6]中國(guó)華能集團(tuán).天津IGCC示范工程介紹 [EB/OL].（2012-03-02）[2012-10-21].http：//www.chng.com.cn/n31539/n808901/n808904/n808911/c814915/content.html.

（責(zé)任編輯：宋秀麗）