基于環(huán)?？萍颊叩碾娏ζ髽I(yè)發(fā)展策略研究

臧英杰，孫婧文，劉延博

（1.沈陽工程學(xué)院 圖書館 遼寧 沈陽110136；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限 公司沈陽供電公司 營銷部遼寧 沈陽110004；3.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司 調(diào)度控制處 遼寧 沈陽110000）

一、發(fā)展電力環(huán)?？萍嫉谋尘凹耙饬x

在國家《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》和《關(guān)于推進綠色“一帶一路”建設(shè)的指導(dǎo)意見》的指引下，我國環(huán)保事業(yè)迅猛發(fā)展，相對應(yīng)的，環(huán)?？萍妓揭苍诓粩嗵嵘?。對于電力行業(yè)而言，污染氣體的排放、廢物殘渣等有毒有害物質(zhì)含量以及相關(guān)環(huán)境指標(biāo)正在受到“嚴(yán)格量化、管理深化”。國家宏觀政策的要求以及“綠色發(fā)展”理念的普及，已經(jīng)成為電力服務(wù)企業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。生態(tài)環(huán)保科技已經(jīng)成為我國綠色發(fā)展的根本需求［1］。

目前，我國清潔能源發(fā)展迅猛，風(fēng)電、光伏裝機容量迅速上升。但是由于其發(fā)電隨機性較強，可調(diào)節(jié)性不如傳統(tǒng)發(fā)電形式好，因此，目前我國依舊以傳統(tǒng)的燃煤火力發(fā)電作為主要發(fā)電形式，并形成了以火力發(fā)電形式為主、綠色能源發(fā)電作為輔助和調(diào)節(jié)的總體布局。

2016年11月24日，國務(wù)院發(fā)布《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》，明確了“十三五”時期，電力環(huán)保作為重要的環(huán)保項目，應(yīng)加大對電力各個環(huán)節(jié)污染的治理。隨后，有關(guān)部門也出臺了煤炭發(fā)電及減排、清潔能源利用的若干戰(zhàn)略部署。一系列規(guī)章制度的實行，為我國煤炭電力的改造等工程指明了方向并給予了支撐，同時為電力環(huán)?？萍嫉某砷L提供了政策保證［2］。

2017年，在環(huán)保科技戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，新投產(chǎn)的火電廠煙氣脫硫機組數(shù)量有了明顯的增加，其新裝機容量大約有4×104MW。到2017年底，各省、市范圍內(nèi)火力發(fā)電廠中投入運行的煙氣脫硫機組容量約為9.2×104MW，占國家火電機組裝機容量的近94%。2017年當(dāng)年的煙氣脫硝機組容量約0.5×104MW［3］。其相關(guān)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 2015～2017年脫硫裝機容量發(fā)展數(shù)據(jù)表 單位：億KW

二、電力行業(yè)環(huán)境保護研究現(xiàn)狀及存在的問題

在大力發(fā)展環(huán)?？萍急尘跋?，電力行業(yè)對環(huán)境保護已經(jīng)做出了很大的貢獻。目前，在對電力行業(yè)環(huán)境保護研究方面，龍輝、黃飛等［4］介紹了目前歐洲、日本等發(fā)達國家對于火電脫硫工藝的研究重視情況，及采取的煙氣脫硫等工藝技術(shù)路線，以及低NOx 燃燒器與SCR 煙氣脫硝工藝和電除塵器，加之濕式石灰石-石膏混合的方式，對環(huán)境所采取的保護措施。左薇、田禹［5］介紹了通過傳統(tǒng)處理技術(shù)與先進的膜過濾工藝共同結(jié)合，研究開發(fā)2 級過濾膜生物反應(yīng)器（DF-MBR）技術(shù)，驗證了其具有的面積節(jié)約、適應(yīng)性強等優(yōu)點，對于水處理有著較強的實際應(yīng)用能力。

大型燃煤發(fā)電廠的除塵工程始終是電力行業(yè)環(huán)?？萍佳芯康闹攸c方向之一。如何做到清潔發(fā)電，也是目前傳統(tǒng)發(fā)電形式所必需要面臨的問題。對于電廠排放造成的污染，國家要求要符合環(huán)境保護的新政策，同時加強了監(jiān)管力度，完善了管理機制，使之符合國家的相關(guān)規(guī)定。詹立勇、陳招妹、趙金達［6］主要介紹了濕式電除塵器的主要工作原理以及除塵器的相關(guān)運行特點。目前，由于實行出口零排放，這對于大型火力電廠來說，就必須進行技術(shù)改革。該研究就傳統(tǒng)火力發(fā)電清潔化，關(guān)于除塵器的改造以達到出口零排放提出了三種有效措施，其措施具有一定的實際可操作性和實際效果。新興技術(shù)的發(fā)展對于發(fā)電環(huán)節(jié)的綠色化是不可缺少的，如何在發(fā)電環(huán)節(jié)對污染進行有效控制，馬雙忱、馬京香、趙毅［7］介紹了目前火電廠鍋爐排放煙氣的治理技術(shù)、脫硫脫硝方法及現(xiàn)狀。目前，中國企業(yè)參與全球價值鏈（GVC），對其綠色技術(shù)的進步也具有促進作用，Song M、Wang S［8］利用中國企業(yè)大數(shù)據(jù)差異面板模型，測量了企業(yè)參與度、企業(yè)規(guī)模、企業(yè)所有權(quán)和研發(fā)（R＆D）投資等影響因素。指出民營中小型企業(yè)應(yīng)致力于環(huán)?？萍及l(fā)展、參與全球價值鏈，這對于推動環(huán)保科技具有重大意義。Sun Y、Lu Y、Wang T 等［9］分析了我國環(huán)境專利的時空分布，提出環(huán)境相關(guān)專利創(chuàng)新性仍然較弱；分析我國目前形勢，并對未來發(fā)展方向提出可參照性指導(dǎo)。

近年來我國總體環(huán)境污染治理的科學(xué)技術(shù)實力有了飛速增長，但在環(huán)保技術(shù)核心領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)能力等方面，與國外仍有較大差距。我國的環(huán)?？萍紕?chuàng)新水平以及能力還有待提高，對于創(chuàng)新型人才的需求也是與日俱增，但是在核心領(lǐng)域的科技創(chuàng)新方面，相對于發(fā)達國家和某些發(fā)展中國家來說還是相對落后的，環(huán)?？萍嫉膭?chuàng)新理念也有待于提升。

在企業(yè)方面，對環(huán)境保護的認識仍有待進一步加強，對于環(huán)?？萍纪度氩蛔?。由于大中型企業(yè)已經(jīng)形成固定經(jīng)營模式，對于新環(huán)保政策的落實以及環(huán)?？萍嫉耐度氤知q豫態(tài)度。環(huán)保投入看似是對企業(yè)盈利的一種消耗，但就長遠眼光看，其科技環(huán)保能力的上升對于企業(yè)的長遠發(fā)展，以及對周邊產(chǎn)業(yè)的刺激所帶來的利潤是長久不息的。應(yīng)用長遠的眼光考慮企業(yè)的發(fā)展［10］，建立基于環(huán)境導(dǎo)向的企業(yè)自主創(chuàng)新績效評價指標(biāo)體系［11］，促進環(huán)?？萍计髽I(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，提高自身科技創(chuàng)新能力。

通過政策的貫徹落實以及法律監(jiān)管，進而增強我國環(huán)?？萍嫉膭?chuàng)新能力是一種非常必要的手段。首先，應(yīng)加強環(huán)境執(zhí)法監(jiān)督，形成多渠道、多層次的監(jiān)管體系，使超量排放、隨意排放、違規(guī)排放現(xiàn)象降到最低。其次，完善法律監(jiān)管體系是一種有效手段。由于環(huán)保產(chǎn)業(yè)法律制度制定較晚，標(biāo)準(zhǔn)和制度缺乏改進，所以應(yīng)當(dāng)引起人們關(guān)注并加以改進。

法律制度和監(jiān)督制度的不完善不僅影響環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新，也直接降低了環(huán)保產(chǎn)業(yè)的效率和效益［12］。如何鼓勵企業(yè)加大投資與科研力度，完善產(chǎn)業(yè)機制，形成多元化環(huán)保產(chǎn)業(yè)投融資機制；如何推動企業(yè)營造良好環(huán)?？萍挤諊切枰紤]的因素。

三、電力服務(wù)行業(yè)在環(huán)?？萍枷碌陌l(fā)展趨勢

1.電力系統(tǒng)輸電環(huán)節(jié)環(huán)?？萍寂e措

輸配電方面的積極舉措，給電力系統(tǒng)綠色發(fā)電理念帶來積極效應(yīng)。由于我國線損率較高，造成電力系統(tǒng)的資源浪費，較高的線損率意味著占有較高的電力系統(tǒng)發(fā)電容量。減小線損率、降低電力系統(tǒng)損耗、提高傳輸效率可以間接減小有毒有害、CO2等氣體的排放。

直流輸電技術(shù)可減少輸電走廊，提高輸電效率，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，擴大輸電線路的可輸送功率，使其不受自然傳輸功率的限制。進一步提高電能質(zhì)量，控制方式較傳統(tǒng)控制方式更為靈活，系統(tǒng)的構(gòu)成方式也更加多樣化。高壓直流輸電技術(shù)與傳統(tǒng)交流輸電技術(shù)相比可降低線損至50%左右［13］。

傳統(tǒng)柔性直流（High Voltage Direct Current Transmission，HVDC）主要有三種構(gòu)成方式：單極系統(tǒng)、雙極系統(tǒng)、背靠背系統(tǒng)。交流系統(tǒng)通過換流站Ⅰ將交流電變換成直流電，將電能進行傳輸，再由換流站Ⅱ變換成交流電傳輸至交流系統(tǒng)B。而柔性直流（VSC-HVDC）輸電基于傳統(tǒng)直流傳輸原理，可單獨控制有功功率和無功功率，實現(xiàn)無源逆變形式工作相較于傳統(tǒng)直流輸電更具有靈活性。但由于其換流站造價昂貴，不能長距離傳輸，目前還沒有普及應(yīng)用［14］。

圖1 兩端HVDC結(jié)構(gòu)示意圖

在輸電環(huán)節(jié)方面，由于電力行業(yè)對輸電環(huán)節(jié)實行綠色清潔化，減少碳排量以及對有毒污染性氣體的限制，電力服務(wù)類企業(yè)也可根據(jù)電力行業(yè)做出的相應(yīng)改變，對相關(guān)直流輸電類基礎(chǔ)輔助業(yè)務(wù)進行拓展以及延伸。

2.“三型兩網(wǎng)”類輔助服務(wù)的開發(fā)

目前“三型兩網(wǎng)”的概念正在全面建立［15］，對于發(fā)電與用戶連接的樞紐，也是各種能源轉(zhuǎn)換利用的樞紐。風(fēng)電、光伏、溫室氣體排放量很低的燃料電池、微型燃氣輪機等分散電源與大電網(wǎng)聯(lián)接起來，充分發(fā)揮這些環(huán)保型發(fā)電形式與大電網(wǎng)的融合，也是目前電力行業(yè)的研究熱門。如何將可再生能源與電力系統(tǒng)有效融合，對于樞紐型、平臺型、共享型新電網(wǎng)，如何將電動汽車、儲能電池、電蓄熱裝置有效融入電網(wǎng)調(diào)節(jié)機制中去，作為電力服務(wù)類企業(yè)如何自發(fā)更好地通過電力行業(yè)做出的新部署，對自身相關(guān)業(yè)務(wù)進行調(diào)整，實時甚至超前去完善清潔能源、儲能類裝置的開發(fā)或基礎(chǔ)運維，也是電力服務(wù)類企業(yè)為保證自身活力與競爭力的有效運行手段與公司營銷戰(zhàn)略［16］。

3.建立電力環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)及智慧運用

應(yīng)對電力環(huán)保科技行業(yè)進行總體分析與設(shè)計，對環(huán)?？萍计脚_進行結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，包括脫硫設(shè)備、脫硝組件、能耗量的降低、故障判別等主要應(yīng)用菜單進行設(shè)計，對實現(xiàn)方法進行深入研究。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可應(yīng)用在該平臺中進行嘗試性應(yīng)用，對于火電廠安全生產(chǎn)水平的提高具有一定應(yīng)用價值［17］。

電力環(huán)保大數(shù)據(jù)集成應(yīng)用平臺主要由三部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、分布式計算環(huán)境、智能分析應(yīng)用系統(tǒng)［18］。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：采用火電廠（環(huán)保）的SCADA系統(tǒng)（遠程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)），對發(fā)電現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行采集和整合，存儲到實時歷史數(shù)據(jù)庫，部分二次統(tǒng)計數(shù)據(jù)存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫，構(gòu)成整個平臺的數(shù)據(jù)源。

分布式計算環(huán)境：對SCADA 系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進行導(dǎo)入操作，將篩選后的數(shù)據(jù)存入分布式計算環(huán)境，利用map/reduce 機制對大數(shù)據(jù)進行整理，以實現(xiàn)分布式計算。

圖2 大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)圖

智能分析系統(tǒng)：該模塊是平臺功能性最集中的地方，通過對數(shù)據(jù)進行處理，利用機器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等相應(yīng)的智能算法對數(shù)據(jù)進行分析，利用一定的控制機制得到平臺上相應(yīng)的控制功能。并對其進行實驗，證明其實際可操作性。在環(huán)?？萍颊呦码娏ο到y(tǒng)服務(wù)企業(yè)在科技創(chuàng)新方面以及業(yè)務(wù)開發(fā)方面面臨著很多的問題，也存在著很多挑戰(zhàn)和創(chuàng)新。如何在新的環(huán)?？萍颊呦赂鶕?jù)企業(yè)自身發(fā)展模式規(guī)劃新的電力服務(wù)戰(zhàn)略，是應(yīng)當(dāng)著重思考的問題。如何增強自身創(chuàng)造能力，為電力環(huán)保事業(yè)提出新想法、做出新貢獻，也是作為電力環(huán)保企業(yè)自身必須思考的一個課題。