“后煤电时代”正逐步走来

煤电高质量发展迎多层挑战

“当前煤电在数量上已不可能有大的发展，而必须着重在质量上提高。煤电的高质量发展，需要坚持淘汰低效落后机组，大力改造提升大量亚临界机组的性能，推动、鼓励和示范最先进的技术、设计和工程。”在近日由中国电力科技网举办的第十三届超超临界机组技术交流年会上，中国工程院院士、清华大学原副校长倪维斗表示。

在倪维斗看来，现在，我国的煤电总装机容量已经超过10亿千瓦，年的年发电利用小时数为小时，如果按照火电合理利用小时数小时计算，目前火电机组的富余容量达到29.5%。

“在一个时期内我们还提煤电机组的‘上大压小’，现在‘压小机组’还要继续做，‘上大机组’要受到严格控制。在某种意义上讲，在跨过了‘大干快上’的时代和近年的深度调整后，我们已进入高质量发展的‘后煤电时代’。”中国电力科技网CEO魏毓璞在接受《中国电力报》记者采访时表示。

当前，煤电在我国的电源结构和发电量中仍然是主导者，煤电的高质量发展将面临如何对待存量和增量、如何处理技术和经济等多层挑战。煤电发展或将迎来新一轮“蜕变”。

“低碳煤电”成高频词

“现在中国煤电遇到的最大挑战，就是如何实现‘低碳发展’，也就是‘减煤发展’，以应对气候变化的挑战,这首先就是最大限度地提高效率、降低煤耗。”清华大学教授毛健雄在上述会议上谈道。

记者了解到，亚临界机组目前已经成为我国煤电机组中效率相对最低、煤耗相对最高的类型，成为我国煤电行业碳减排的“短板”。

“煤电行业碳减排，亚临界机组大幅提效改造势在必行，通过改造达到高效，将会是我国煤电行业对全世界碳减排的巨大贡献。”上海外高桥第三发电有限责任公司副董事长、上海申能电力科技有限公司总经理、淮北申能发电有限责任公司董事长冯伟忠接受《中国电力报》记者采访时谈道。

徐州华润电力有限公司3号机组采用上海申能电力科技有限公司的高温亚临界技术改造后，额定工况下的供电煤耗可降至克/千瓦时。这被众多院士专家看作是火电技术进步的里程碑。

“下一步煤电主要工作是降碳，以高参数大容量机组代替亚临界机组、大型燃煤锅炉生物质耦合燃烧、万千瓦超超临界机组区域供热、节能改造与火电灵活性改造将是‘十四五’的主线。”中国能源建设集团规划设计有限公司副总工程师龙辉在上述会议上谈道。

龙辉认为，随着我国各种高效、低碳发电技术的发展，超超临界燃煤机组+生物质耦合燃烧+区域供热等各种模块组合将逐渐成为新建燃煤火电机组二氧化碳深度减排的主要技术路线。

在毛健雄看来，我国煤电的低碳发展方向包括继续关闭淘汰约1亿千瓦的落后低效机组；进一步大幅度提高现有超临界机组的效率，示范更先进的超超临界技术；对约3.5亿千瓦的亚临界机组升级改造，使之达到超/超超临界的煤耗水平；生物质与煤混烧直至燃煤电厂的生物质转换。“最大限度提高煤电的净效率、混烧生物质、生物质转换或CCS是煤电最终实现二氧化碳接近零排放的可能技术方向。”毛健雄认为。

记者注意到，已于年启动的全国碳市场首批仅纳入发电行业。目前，大部分电力集团成立了碳排放管理机构。今年5月27日，生态环境部发布通知，要求各省组织发电行业重点排放单位做好系统开户准备工作。

“企业如不合理考虑降碳，高额的履约成本将影响企业生产经营，需分阶段实施数据精益管理降碳和技术降碳。”华电国际电力股份有限公司向丽华在上述会议上讲道。

煤电也需“精雕细琢”

“精雕细琢，做精煤电”是华润电力控股有限公司副总裁赵后昌在上述会议上发言主题。据赵后昌介绍，随着可再生能源的快速发展，新建燃煤发电厂愈来愈少，华润电力重新调整发展战略，煤电采取“做优增量，做精存量”战略。

记者注意到，华润电力从科技创新、技术改造、管理优化、模式创新等多维度提升煤电运营质量，不断加大火电厂节能环保升级改造投入，能耗和排放指标持续改善，供电标准煤耗已低于.5克/千瓦时，98%运营权益装机容量达到了超低排放。

“超超临界技术已经是当前火电技术蒸汽参数最高和性能最好的技术，要在现有超超临界技术的基础上进一步提高质量，也就是发展更高效率、更低煤耗、更低排放、更加低碳、更加灵活、更加智慧的超超临界技术，就必须推动创新发展，用创新来引领质量的提高。”倪维斗展望道。

据龙辉分析，在目前新的能源技术没有全面发展的条件下我们国家有一段时间将是以电能发展平衡为主，就是火电机组在减少，核电、太阳能、生物质能还在不断增加。将来电能发展平衡被打破，变成能源发展平衡阶段，氢能会在未来的能源发展中占据更为重要的地位。

华东电力设计院副院长叶勇健用“高效、绿色、智慧、美丽”这几个关键词来描述煤电的未来。在叶勇健看来，需要对于近0吉瓦的煤电存量机组的技术提升，以满足未来15年煤电定位的变化。因此，对煤电新技术的研究是十分必要的。

“今后煤电的发展不宜一味追求高参数、大容量，而是因地制宜结合地理环境、气候条件、燃料供应、老机组特点选择最佳可行技术。”叶勇健认为。

“未来电厂发电不仅是设备的升级换代，也是制造商、电厂和电网的深层次交流、融合、合作，全生命周期服务将助力超超临界机组更上一层楼。”东方电气集团东方汽轮机有限公司侯明军如此表示。

“高效超超临界”时代来临

“我国成为世界上超超临界煤粉炉机组容量最大和台数最多的国家，我们已经进入了高效超超临界燃煤火电时代。”毛健雄在上述会议上表示。

年11月，华能玉环电厂1号百万千瓦机组投运，标志着我国百万千瓦超超临界发电技术的重大突破。十多年来，超超临界发电技术不断创新，达到世界领先水平，“高效”已成为当前超超临界发电技术的显著特征。

“曹妃甸二期引进上海申能电力科技最先进的综合节能减排技术和系列技术创新成果，优化系统设计，深挖设备系统每0.1克煤耗，致力于建成‘中国最好，世界一流’的绿色高效、环境友好的标杆工程。”华润电力(唐山曹妃甸)有限公司总经理李桂芳在上述会议上表示。

曹妃甸二期是河北省首个百万发电机组工程，3号机组已于今年7月正式转入商业化运营，4号机组正在进行深度调试，预计年底可投入商业化运营。该工程采用一系列国际先进的高效清洁燃煤发电技术，并完成多项核心技术创新突破，刷新全球行业数据，被业内专家称作“外三的升级版”。

“烟气中的水蒸汽回收成为北方缺水地区燃煤火电机组节水技术的新突破口。我们电厂自今年5月15日到8月31日，实现累计天发电零取水。”京能（锡林郭勒）发电有限公司总经理助理兼安全总监修立杰谈道。

资料显示，预计“十三五”末期，全国将有5.27亿千瓦煤电装机量位于缺水地区。而烟气提水技术规模化应用后，将有效突破富煤缺水地区煤炭清洁发电可持续发展限制。

“高效超超临界循环流化床发电技术目前已经核准建设，发展该技术面临的高温受热面壁温偏差和低成本（宽负荷）实现超低排放等关键性问题，均可通过技术开发进一步攻克。”国家能源集团循环流化床技术研发中心辛胜伟在上述会议上介绍道。

在相关专家看来，我国从年正式起步研发世界首台超临界60万千瓦循环流化床锅炉，在60万千瓦和35万千瓦超临界循环流化床锅炉设计制造的基础上，开发高效超超临界循环流化床锅炉的技术难度及技术风险较小。

在面对气候变化的严峻挑战，能源正在快速进行清洁低碳转型的大背景下，至今仍未能改变“煤为基础，煤电为主，油气进口”这一我国能源的基本格局。记者注意到，《电力发展“十三五”规划》中明确指出：“坚持发展非煤能源发电与煤电清洁高效有序利用并举。”根据我国以煤为主的能源资源禀赋，推动煤电清洁高效发展任重道远。（作者：冯义军）