能源消耗强度年度降低目标方面,能耗大户燃煤发电企业面临着节能发展的诸多瓶颈

近年来,我国钢铁企业虽在节能减排、绿色发展方面取得了巨大成就,但资源能源消耗和排放总量仍居高不下。今年,我国将对185家钢铁企业开展能耗限额达标及阶梯电价执行情况专项监察。推进技术节能,是开展工业节能的重要路径之一——近日,工信部发布《关于下达2018年国家重大工业专项节能监察任务的函》。该函显示,2018年国家重大工业专项节能监察任务总量为5330家,其中钢铁企业能耗限额达标及阶梯电价执行情况专项监察185家。作为“两高”行业,钢铁业节能减排工作进展颇受关注。冶金工业规划研究院院长、中国节能协会冶金专委会主任委员李新创介绍,近年来我国钢铁企业在节能减排、绿色发展方面取得了巨大成就,钢铁企业吨钢能源消耗和污染物排放持续下降,能源管理水平逐步提高,二次能源回收利用水平不断提升。伴随高温超高压机组、超高温超高压机组快速普及,企业自发电水平逐年提高。2017年,我国钢铁行业自发电率已接近50%,合计年发电量约为1900亿千瓦时。但与此同时,我国钢铁企业资源能源消耗和排放总量仍然居高不下,企业之间绿色发展水平不充分不平衡的问题仍然十分突出,行业面临的环保、减排压力仍然巨大。这两年,我国钢铁业去产能成效明显,企业效益显著好转。“越是在企业形势好的情况下,越是要居安思危、考虑长远,要充分重视企业节能环保、绿色发展工作。”李新创提醒企业,在二次能源回收利用方面,钢铁行业自发电领域过去十几年普遍存在粗放式增长、自有发电机组运行不经济、能耗较高的状况。推进技术节能,是开展工业节能的重要路径之一。为促进先进节能经验和优秀节能技术在冶金企业中的应用,由冶金工业规划研究院、中国节能协会冶金工业节能专业委员会主办的“汽轮机冷端优化节能创新专项技术现场推广会”日前在河北省邯郸市召开。据介绍,2017年河钢集团邯钢公司通过实施“汽轮机冷端优化节能技术”(简称CES节能技术),邯钢1#60兆瓦发电机组平均提升发电功率7%以上,每年多发电1600万千瓦时,创造经济效益800万元,节约标煤5100吨,减排二氧化碳1.33万吨。河钢集团邯钢公司副总经理贾广如表示,下一步邯钢将继续致力于环保提升和创新发展,降低能耗,提高效率,不断提升企业综合竞争力。据了解,与现代大型汽轮机机组相比,高载能行业在役汽轮机在设计、工艺及自动化程度方面都存在较大差距,表现为热耗较高、运行控制比较粗放、运行经济性较差,汽轮机本体优化节能技术改造的需求十分突出。CES节能技术能降低汽轮机热耗和冷端系统设备用电率,实现汽轮机冷端系统的智能化运行控制,提高发电效率,提升钢铁企业自有电厂的整体运营水平,为企业带来显著的经济效益和节能减排效益。深圳世能科泰能源技术股份有限公司深入研究CES节能技术,已拥有多项发明和实用新型专利。专家表示,钢铁行业目前年总用电量约4000亿千瓦时,CES节能技术如能在钢铁行业全面应用,按照平均发电功率提升5%计算,每年可增加发电量约80亿千瓦时,创造经济效益约40亿元。

节能减排在越来越重视环境保护的当下已是热点,与社会关注的清洁新能源开发、日常生活节能相比,做好传统能源企业节能这篇文章尤为重要。就浙江而言,每年的用能总量已达2亿吨标煤,其中燃煤发电机组用煤约1亿吨,是名副其实的能耗大户,每下降一个百分点的能耗,就能节煤百万吨。而一个投资上亿元、2万千瓦的大型光伏电站,按浙江的日照条件,年均节煤不过万余吨,从这个角度看,传统能源企业节能大有可为。
传统煤电企业降低能耗的难点。通常来说,传统煤电企业节能降低煤耗主要靠装备的技术改进和更新换代。如2000年以来,大容量、高效率、低煤耗的超临界、超超临界60万千瓦及百万千瓦燃煤火电机组成为发电主力,已经淘汰了12.5万千瓦以下中小燃煤机组。“十二五”期间,浙江省火电机组供电标煤耗累计下降14克/千瓦时,每年节约电煤超200万吨。但传统发电企业节能也面临着新挑战。特别是近十年来,随着环保要求的提高和用电市场的变化,能耗大户燃煤发电企业面临着节能发展的诸多瓶颈。
受煤炭市场的影响,燃煤机组发电成本不断攀升,发电用煤种类多变,对煤种适应性的控制问题严重制约了燃煤机组经济优化运行。2008年后,煤价飙升期,发电企业为节约成本,进行了大量的入炉煤炭的混烧、掺烧,使超临界发电机组更难满足电网负荷调节要求,更难控制在额定、经济的状态,造成了煤耗居高不下。
近十年来,全国特高压电网骨干网架建成,大量省外水电为主的清洁低价电源输入,清洁电能在浙江电量的占比已达四分之一。为保证电网安全稳定供电,处在特高压受电端的浙江省超临界燃煤发电机组还需低负荷运转备用,调频、调峰能力面临严峻挑战,常规控制方法已无法满足电网对于大型发电机组深度调频、调峰的灵活性提升的需求。省内燃煤机组承担了调峰压力,旋转备用容量增大,发电负荷率普遍偏低,经济性和节能效率难以发挥。新能源占比不断增加,风电、太阳能等新能源发电的不稳定供电特性,需要作为发电主力的超临界燃煤发电机组在频繁负荷调节下低负荷运转备用,机组很难达到额定参数的节能运行。同时,燃煤机组增加脱硝、脱硫装置,逐步全面实现超低排放,大幅提升了烟气排放物控制难度,也增加了发电煤耗。
突破传统能源企业节能发展的瓶颈。做好传统能源发电企业节能降耗的出路在于技术创新。如何解决超临界机组的节能、稳定运行和灵活调度这一矛盾体,使发电机组转化为精细化控制方式。国网浙江电科院主持研发的杭州市重大专项基金项目成果《超临界机组深度节能关键技术及应用》对这一难题有了创新突破。国网浙江电科院组织浙江大学和华能玉环、神华宁海等20余家发电集团大型发电厂共同组成产学研用的项目研发团队,首次通过获取煤燃烧的碱金属含量,对入炉煤种进行在线检测和辨识,调整锅炉燃烧,优化燃料分配,提升机组经济运行能力。目前,这项创新技术已在20余台大型超(超)临界机组上广泛应用和推广。机组平均降低煤耗2克/千瓦时以上,产生的经济效益总额超过9.43亿元,社会效益显著,已取得国家专利授权14项、国际专利公开1项,主编并颁布相关行业标准3部。
同时,在省内电源建设上要加快发展抽水蓄能项目。随着省外来电、风光核等新能源发电的增多,发展抽水蓄能调峰机组势在必行。我省抽水蓄能资源十分丰富,装机容量在30万千瓦以上的站址达37处,应充分加以利用。鉴于抽水蓄能电站前期工作慢、建设周期长的特点,应对抽水蓄能项目提前规划、大力推进,确保抽水蓄能调峰机组与电网调峰需求相匹配,避免煤电机组长期低效高能耗调峰。这是破解传统煤电企业降低能耗难点的又一重要路径。
(作者分别为浙江树人大学副教授徐建华、国网浙江电科院高工罗志浩)

根据《省政府关于印发江苏省“十三五”节能减排综合实施方案的通知》和《江苏省“十三五”市级人民政府能源消耗总量和强度“双控”考核体系实施方案》,在各市自查基础上,省工业和信息化厅会同省发改委、省统计局等16个部门对13个设区市政府开展2017年度能源消耗总量和强度“双控”目标责任考核,考核结果已经省政府审定,22日对外公告。对照考核指标和标准计分,各市考核等次具体为:徐州、连云港、盐城、镇江、宿迁5市为超额完成等级,南京、无锡、常州、苏州、扬州、泰州6市为完成等级,南通、淮安2市为基本完成等级。能源消耗强度年度降低目标方面,13个设区市全部完成我省下达的年度单位地区生产总值能耗降低率目标。在进度目标方面,2016-2017年,13个设区市单位地区生产总值能耗累计降低率完成进度全部达到“十三五”能耗强度降低目标进度40%的考核要求。能源消耗总量控制目标方面,徐州、连云港、盐城、镇江和宿迁5市2017年度能源消费增量符合省下达的控制目标要求,2016-2017年两年能耗累计增量达到“十三五”能耗总量控制目标进度要求,其他8市能源消费增量均未达到省下达的计划要求,也未达到进度控制目标要求。

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