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肖创英:煤基分布式能源是大气治理重要途径

来源: 中国电力报      日期:16.10.14      

  煤基分布式能源是大气污染治理重要途径

  神华国华电力公司董事长肖创英

  近年来,随着人民生活水平的提高,社会对能源的需求包括热、电、冷、气等越来越丰富,且对能源生产消费过程中的大气污染高度关注,而现有大型能源点的集中供应不能充分满足能源供应分散、多样化且经济环保的迫切要求,分布式能源由此而备受关注。当前的分布式能源主要以天然气为主,而我国的能源禀赋是富煤贫油少气,随着技术的不断进步,以煤为主的煤基分布式能源项目逐渐走进了人们的视野。

  煤基分布式能源是大气污染治理的有效途径

  (一)散烧煤是大气污染的主要因素散烧煤分布零散,总量巨大、污染严重、治理困难。2015年全国煤炭消费总量约为36.5亿吨,其中约20%是散烧煤(约7亿吨)。据统计,仅华北地区每年的散烧煤用量就在2亿吨以上;另据环保部统计,每年冬季5个月全国采暖用煤量会达到4.2亿吨。目前我国在运行的中小型锅炉(含窑炉)为47万台,每年耗煤量是约5亿吨,占全国煤炭总消费量的14%左右,此外,还有农民生产生活用散烧煤。这些煤炭燃烧排放的烟尘占全国排放总量的44.8%,排放的二氧化硫占全国排放总量的36.7%。约占全部煤炭消费总量20%的散烧煤,目前实际排放的大气污染物占比超过40%,真正成为了我国环境保护的“心肺之患”。

  (二)发展分布式能源可有效治理散烧煤尽管国家对京津冀鲁地区的燃煤锅炉严格管控,受用户成本承受力和地方政府工作力度等多方面的因素影响,替代散烧煤的措施仍难以落地。

  分布式能源以其能源的阶梯利用(能源利用率可以达80%以上)、“三废”(废气、废水、废渣)集中处理、近距离输送、布局灵活、价格较低的特点,成为提高能源利用效率和大气污染治理的有效解决方案。发展分布式能源是能源企业推进供给侧改革的重要阵地。

  (三)分布式能源逐步成为全球能源发展的新趋势1.分布式能源在主要发达国家市场份额已经不低欧洲的分布式能源发展水平居世界领先地位。以德国为例,目前分布式能源总装机已超过75吉瓦,约占总装机容量的47%,其高效煤粉炉已经具备了煤基分布式能源的雏形。美国目前的分布式能源发电量约占全国总电量的14%,计划到2030年实现分布式能源装机占全美发电机组总装机容量的20%。日本的水平与美国差不多。

  2.我国分布式能源起步较晚,占比不高,潜力巨大我国目前已建成了40多个天然气分布式能源项目,分布式能源站总装机容量约500万千瓦,其规模和占比与发达国家   相距甚远。“十三五”规划全国分布式能源装机规模达到5000万千瓦,预计分布式能源会有更大的发展空间、更快的发展速度。

  当前,能源行业经过长期集中式为主的发展,正逐步进入到一个集中式与分布式相结合的阶段。今年以来,国家能源局陆续出台多个文件,鼓励通过分布式能源和能源智能微网等方式实现多能互补和协同供应,为用户提供高效智能的能源供应和相关增值服务,同时实施能源需求侧管理,推动能源就地清洁生产和就近消纳,提高能源综合利用效率。

  (四)发展煤基分布式能源是大气污染治理的有效途径“十三五”期间能源电力行业的发展机会,重点是分布式能源项目,尤其是煤基分布式能源项目。

  1.能源企业和地方政府存在合作发展分布式能源的共同愿望根据中电联公布的数据,今年1~8月份全国火电设备利用小时2727小时,同比降低228小时,为近10年来的同期最低水平。预计全年发电设备利用小时3750小时左右(其中火电设备利用小时将降至4050小时左右),比上年降低300小时左右。

  预计全年全国新增发电装机1.2亿千瓦左右,年底全国发电装机容量将达16.4亿千瓦,同比增长7.8%左右,高于预计的全年全社会用电量同比增长2.5%的增速。

  根据我国能源主管部门对2020年电力装机总量与结构的初步预测,整个“十三五”期间只有约1亿千瓦的煤电发展空间,而2015年年底在建及核准规模已经达到3亿千瓦。今年1~8月已投产火电装机容量2875万千瓦。

  发电装机的持续增长与发电设备利用小时的不断下滑让电力企业特别是火电企业经营艰难,必须寻求新的突破。而终端用户对能源的多样需求,也促使地方政府谋求更环保、更廉价、更便捷的能源解决方案。双方存有合作发展分布式能源的共同愿望。

  2.煤基分布式能源优势明显当前的分布式能源中一次能源以天然气为主,但我国的天然气供应不足,不少大力发展“煤改气”的城市,最后都因天然气   供应不足,运营难以为继。据统计,到2020年,即使签约各国的天然气实现全额供应,加上我国自采,也仅能占全国能源结构的10%,远低于25%的国际水平。

  煤炭长期作为我国的主要能源服务于经济社会发展,而随着煤炭的大规模利用,特别是直燃直排的中小锅炉和散烧煤,造成我国多个区域的雾霾,让人们“谈煤色变”。

  当前,技术不断进步,燃煤锅炉通过超低排放改造可以大幅减排(1吨散烧煤的大气污染物排放总量大约等同于20吨超低排放燃煤锅炉的排放量),燃料集中研磨,罐车配送,运输环节无污染且更加灵活;加之煤炭资源丰富、价格低廉,使煤基分布式能源相对天然气分布式能源优势明显。煤基分布式能源有望通过示范引领,改变人们对煤炭污染环境的旧有认识,进而快速推广,推动大气污染有效治理。

  煤基分布式能源治理大气污染的技术路径

  替代中小锅炉、治理散烧煤最大的难点在于被替代的市场都是价格极其敏感的中小企业和消费社会群体,所以发展分布式能源必须通过技术创新,降低成本、减少排放、提高效率来突显竞争力。

  (一)煤基分布式能源技术攻关的重点中小燃煤锅炉技术创新重点主要包括4方面:高效环保煤粉锅炉本体研究;中小高效环保煤粉锅炉超低排放研究;全厂自动控制研究;分布式燃煤多联供能源效率管理系统。

  将先进、成熟的高效煤粉炉技术、能源动力中心多联供技术、煤粉炉尾气减排技术等集成到一起,形成国际领先的煤基分布式能源总体解决方案;优化工程设计,采用紧凑型、小型化、一体化布局,可以实现煤基分布式能源系统厂房与民用建筑物的完美融合。

  (二)煤基分布式能源要实现“三不一去两集中”,达到高效环保目标“三不一去”是指现场不见煤、不见烟、不   见灰,去工业化。通过集中制粉、供粉、自动上煤,实现全过程煤粉密闭运行,现场不见煤;通过除尘、脱硫、脱硝,全厂排放不见烟、实现超低排放;粉煤灰经密闭系统排出,就地综合利用、变废为宝,产灰不见灰;通过厂房的去工业化设计,外观如写字楼。

  “两集中”是指集中制备并散装车配送煤粉,集中远程智能控制。系统将采用集中制备与配送煤粉的方式,尽量利用现有燃煤电厂的燃料进、储、输系统,既可从源头上保证使用优质煤、保证煤粉的质量,又可取消分散的堆煤场,减少占地和地面污染,规模化后还能降低成本。同时系统要采用集中远程智能控制技术,对多锅炉进行远程监控,做到全自动、智能化启动和运行,达到无人值班要求。

  通过“三不一去两集中”的煤基分布式能源技术路线,可实现高效环保的目标。煤粉炉系统总热效率要达到92%或更高。替换传统中小型锅炉系统,供热煤耗要下降20~30%;

  与高效背压机能源转换系统相结合,供热煤耗还要下降25~35%;采用模块化的炉后烟气处理技术要达到超低排放要求:烟尘<10毫克/立方米、二氧化硫(SO2)<35毫克/立方米、氮氧化物(NOx)<50毫克/立方米。

  (三)加快试点示范,努力探索适合煤基分布式能源的实施路径发展煤基分布式能源必须走技术攻关、集成创新、示范项目建设、规模化发展的路径,并配套开展组织变革,以适应“点多面广、五脏俱全”的特点;通过产业战略联盟和企业战略合作等多种形式,采用市场化手段整合优势资源,形成一整套适合批量化发展的市场化、集约化、智能化管理模式和体系。

  按照国家能源局的部署,“十三五”期间,建成国家级终端一体化集成供能示范工程20项以上,国家级风光水火储多能互补示范工程3项以上。这为发展煤基分布式能源营造了良好的政策环境。

  对发展煤基分布式能源的政策建议

  散烧煤是大气污染防治的重点和难点,煤基分布式能源是替代散烧煤的主要途径。项目的经济性取决于热力市场和关停小锅炉等政策支持。替代与改造不仅意味着利益协调的复杂性,还存在着替代成本、治理成本的分担问题;散烧煤用户又主要分布在欠发达地区,价格承受能力有限;分散小项目缺乏规模效益和市场发展空间;很多还需要建设配套设施,需要更大力度的政策支持。政策的支持要着重放在散烧煤替代的强制性上,放在简化审批流程、提高效率,放在扶持龙头企业,通过批量化、集约化发展来降低造价和成本。

  建议一:进一步明确煤炭是可以清洁利用的,发展集中供热和煤基分布式能源是解决当前大气污染治理的有效途径煤炭是符合中国现阶段经济发展水平的优质能源,具有灵活、便捷、可规模化的特点,在未来相当长时间,能源供应的主体地位不会动摇,只要解决好清洁燃烧、烟气超低排放、碳捕集和利用等问题,一定会有相当强劲的竞争力,而不是简单的“去煤   化”。煤炭是可以清洁利用的。要全面解决北方地区冬季雾霾问题,发展煤基分布式能源是一条可行的便捷之路。同时政府也要出台政策,采取强制措施,加强监管,确保散烧煤治理政策执行到位。

  建议二:从规划、市场、审批等多方面为煤基分布式能源的规模化、集约化发展创造条件新城镇建设与城市改造规划,要统筹中小型锅炉改造、供暖、供水、供电、供气,规划好分布式、多联供的能源中心及管网建设。要简化审批流程,有效缩短分布式能源项目开发周期,为煤基分布式实现规模化发展创造条件。

  要支持行业龙头企业在重点地区开展试点,形成示范效应;要支持包括设备研制等在内的整个产业链条的配套和升级,保护好知识产权和创新引领的积极性,形成完整的产业链条和标准体系,促进健康发展。

  建议三:比照燃煤电厂的政策标准给予中小锅炉的超低排放改造项目补贴可以比照燃煤机组超低排放改造政策,出台支持煤基分布式能源发展的政策,鼓励   中小锅炉替代项目节能减排、超低排放。目前燃煤电厂除尘、脱硫、脱硝电价补贴是每千瓦时2.7分钱,实现超低排放每千瓦时再增加0.5至1分钱。比照超低排放电价补贴,则中小锅炉达到超低排放后至少每蒸吨的补贴价格约合25~30元。对于散烧煤的污染治理价格,其成本更高,补贴标准应该更高一些。

  通过国家、地方重大专项资金,落实对技术攻关、试点示范企业的扶持和补助,如河北省对清洁高效煤粉工业锅炉进行试点推广并给予资金支持;根据达标检测后实际供给用户的蒸吨量,补助投资运营商,鼓励企业用煤基分布式能源替代传统中小燃煤锅炉、治理散烧煤;根据实际带来的损失和给用户增加的负担,对率先按政策执行关停、改造的用户给予适当的补偿或补贴,形成通过采用煤基分布式能源替代散烧煤的正向激励。

  发展煤基分布式能源是大气污染防治的重要途径,既符合我国国情,又能明显提升能源利用效率,且布点灵活机动,技术成熟,只要政策配合到位,大力推广示范,一定会有广阔的发展前景。

  

责任编辑:李梁  投稿邮箱:网上投稿

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