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电力工业能效及节能问题分析研发
电力工业能效及节能问题研究
(研究单位:
中国社科院财贸所)
电力是国家的能源基础产业,火电企业作为清洁能源的制造者,同时又是煤炭的主要消费者。
我国发电装机构成中,火电占比高,每年消费的煤炭约占全国煤炭消费总量的一半。
电力工业已成为我国节能减排的重点领域。
本章先介绍我国电力工业发展及其能耗状况,然后概述近年来我国电力工业主要节能措施、说明其成效、分析其节能潜力,最后针对我国电力工业节能工作面临的主要困难,提出促进电力工业进一步节能的政策建议。
一、我国电力工业能耗状况
我国电力工业能源消耗总量持续增加。
多年来,随着我国经济持续快速增长,电力生产和消费量不断提高,在此过程中,由于我国发电装机容量中火电比重一直较高,因此电力工业消耗的化石能源总量持续增加。
以电煤消耗为例,1994年,我国电煤消费量为4.03亿吨,2009年已增加至15.46亿吨,15年内增加了近3倍,年均增长9.5%(参见表1),既低于同期全国总发电装机容量年均10.34%的增长速度,也低于同期火电装机容量10.27%的年均增速1。
我国电煤消费量占全部煤炭消费量的比重呈上升趋势。
20世纪90年代中期以来,我国电煤占全部煤炭消费比重基本呈上升趋势。
1994年,我国电煤占全部煤炭消费量比重为31.36%,此后逐年上升,到2002年已达49.54%。
虽然此后3年,该比重有所下降,但从2006年开始又连续3年上升,2008年攀升至53.13%的最高点。
2009年,电煤消费占比略有降低,但仍然高达51.2%。
电煤消费占比逐步提高,意味着电煤消费增速高于全部煤炭消费量增速。
一方面,这意味着在我国能源终端消费中,电能的比重在提高,煤炭的比重在降低。
进一步的,由于燃煤发电机组的热利用效率通常高于居民或工业用户的中小型燃煤锅炉的热利用效率,所以能源终端消费结构的变化在一定程度上提高了社会的整体能效。
另一方面,电煤消费占比提高带来了巨大的温室气体减排压力。
当前我国正处于工业化、城镇化加速发展阶段,发电装机容量在一段时期内仍将持续增加,因此电力工业节能工作显得十分重要。
表1我国煤炭消费总量与电煤消费量(1994~2009)
注:
1994~2007年电煤消费量是指电力、煤气及水生产和供应业煤炭消耗量;2008~2009年电煤消费量指电力和供热煤炭消耗量。
资料来源:
1994~2007年数据取自中国统计数据应用系统;2008~2009年煤炭消费总量数据取自国家统计局发布的《2009年国民经济和社会发展统计公报》,电力和供热煤炭消耗量数据取自中国电力企业联合会发布的《2009年电力统计基本数据一览表》。
图2我国电煤占全部煤炭消费比重(1994~2009)
二、我国电力工业节能进展与潜力
(一)电力工业节能进展
1.大力发展清洁能源,降低火电比重
火电尤其是煤电比例高,是我国电力工业能源消耗总量大、增速快的重要原因。
在风电等清洁能源利用技术趋于成熟的条件下,近年来我国大力发展风电等清洁、可再生能源发电,降低煤电比重。
针对可再生能源发电存在上网难的问题,2007年7月,国家电监会发布了《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》(国家电力监管委员会第25号令),编制了《关于贯彻落实〈电网企业全额收购可再生能源电量监管办法〉的工作方案》,对电网企业全额收购其电网覆盖范围内可再生能源并网发电项目上网电量的情况实施监管,以促进可再生能源并网发电,规范电网企业全额收购可再生能源电量行为。
2007年9月4日,国家发展改革委公布了《可再生能源中长期发展规划》,该规划提出了可再生能源发展的指导思想、基本原则、发展目标、重点领域和保障措施等。
为保证可再生能源发电价格和费用合理分摊调配,国家发展改革委商国家电监会制订了《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》。
2007年9月19日,国家发展改革委、国家电监会联合下发了《关于2006年度可再生能源电价补贴和配额交易方案的通知》(发改价格[2007]2446号),要求电网企业认真落实2006年度可再生能源电价补贴和配额交易的实施方案。
国家电监会各派出机构积极采取行动,督促电网企业限时结清可再生能源发电项目电费。
这些措施的实施产生了较好的效果。
2006~2009年,我国并网风电装机和发电量连续四年翻倍增长。
2009年,全国并网风电装机容量达1760万千瓦,风电发电量276.15亿kWh。
生物质能、垃圾能、余热余压能等资源循环利用发电装机比重也在逐渐加大。
在非化石能源发电装机容量占比不断提高的情况下,我国火电装机比重从2008年开始连续两年下降。
2.实施上大压小政策,调整火电结构
从煤炭消耗看,大型高效火力发电机组每千瓦时供电煤耗为290~340克,中小机组则达到380~500克,高出100~200克。
因此,在火电装机比重短期内无法大幅度降低的情况下,增加大型火电机组,减少小型火电机组,能较好地推进电力工业节能。
早在1999年5月,原国家计委就下发了《关于在常规火电项目审批中贯彻电源结构调整实行“上大压小”政策的通知》(计基础[1999]538号),明确要求须在1999年底之前关停已退役的2.5万千瓦及以下的凝汽式机组,2000年底前关停单机容量在5万千瓦以下的中、低压常规燃煤、燃油机组,2003年底前关停单机容量在5万千瓦及以下的高压常规燃煤、燃油机组。
出于节能减排、减轻环境保护压力等方面的考虑,2007年1月国务院颁发了《国务院批转发展改革委、能源办<关于加快关停小火电机组若干意见>的通知》(国发[2007]2号)文件,要求“十一五”期间,在大电网覆盖范围内逐步关停单机容量5万千瓦以下的常规火电机组,运行满20年、单机10万千瓦级以下的常规火电机组,按照设计寿命服役期满、单机20万千瓦以下的各类机组,供电标准煤耗高出2005年本省(区、市)平均水平10%或全国平均水平15%的各类燃煤机组,以及未达到环保排放标准的各类机组。
2008年初,国家发展改革委召开全国电力工业关停小火电机组工作会议,安排部署小火电机组关停工作。
由于《国务院批转发展改革委、能源办关于加快关停小火电机组若干意见的通知》(国发〔2007〕2号)对淘汰小火电工作的主要原则、职责分工、激励办法、保障措施等作出了明确的规定,具有较强的操作性,对小火电机组关停起到非常重要的作用。
截止2009年6月30日,全国已累计关停小火电机组7467台,总容量达到5407万kW。
“上大压小”政策实施后,新建火电机组单机容量基本上都达到30万kW以上,火电结构得到较好优化。
火电平均单机容量已从2001年的5.51万千瓦/台提高至2009年的10.31万千瓦/台,8年间提高了近1倍。
3.积极开展能效对标,推广清洁生产
在我国发电领域,国有企业占主导地位。
针对国有发电企业节能降耗的激励相对较弱这一情况,为指导国有发电企业节能降耗和同业对标,2007年4月23日,国家发展改革委公布了《火电行业清洁生产评价指标体系(试行)》(国家发展改革委2007年第24号公告),以促进企业采取综合措施,提高资源利用效率,从源头和生产过程削减污染,实现节能减排。
该评价体系根据清洁生产的原则要求和指标的可度量性分为定量评价和定性要求两大部分,明确了火电行业清洁生产评价指标体系的适用范围、体系结构、评价权重和基准值、考核评分计算方法等,为火电行业推行清洁生产提供技术指导。
指标体系的一级指标包括:
能源消耗指标、资源消耗指标、资源综合利用指标、污染物排放指标;二级指标为反映火电企业清洁生产特点的、具有代表性的技术考核指标。
2007年9月17日,国家发展改革委发布了《关于印发重点耗能企业能效水平对标活动实施方案的通知》(发改环资[2007]2429号)(以下简称《实施方案》)。
《实施方案》提出节能对标活动的开展要体现以政府为引导、行业协会为指导、企业为主体的原则。
根据《实施方案》,成立了电力行业火电厂能效水平对标工作指导小组。
受国家发展改革委委托,中国电力企业联合会负责组织开展火电行业能效水平对标活动,制定了《火电企业能效水平活动对标工作方案》和《全国火电行业600MW级机组能效水平对标技术方案(试行)》,发布了2008年全国600MW级火电机组能效对标结果。
在这些政策措施的推动下,国有大型发电企业60万千瓦及以上机组供电标准煤耗下降。
2008年,华能集团、大唐集团、华电集团、国电集团和中电投集团等五家中央直属发电企业60万千瓦及以上机组供电标准煤耗分别为322克/千瓦时、323克/千瓦时、324克/千瓦时、319克/千瓦时和331克/千瓦时,与2007年相比分别降低了6克/千瓦时、5克/千瓦时、3克/千瓦时、9克/千瓦时和-11克/千瓦时。
大型发电机组供电标准煤耗大幅下降,使国有发电企业平均供电标准煤耗近两年加速下降(参见图6)。
华能集团的供电标准煤耗从2006年的345克/千瓦时,降低至2009年的328.11克/千瓦时,3年间降幅达16.79克/千瓦时;大唐集团的供电标准煤耗从2006年的350克/千瓦时,降低至2009年的328.41克/千瓦时,3年间下降20.59克/千瓦时;华电集团的供电标准煤耗从2006年的356克/千瓦时,降低至2009年的331.68克/千瓦时,3年间减少了23.31克/千瓦时;国电集团的供电标准煤耗从2006年的356克/千瓦时,降低至2009年的331.80克/千瓦时,3年间降低了24.2克/千瓦时,降幅居五大中央直属发电集团之首;中电投集团的供电标准煤耗从2006年的363克/千瓦时,降低至2009年的343.23克/千瓦时,3年间降低了19.77克/千瓦时。
图6我国五大中央直属发电集团供电标准煤耗(2006~2009年)
资料来源:
2006~2008年数据取自国家电力监管委员会、国家发展和改革委员会、国家能源局、环境保护部联合发布的《2007年电力企业节能减排情况通报》和《2008年电力企业节能减排情况通报》;2009年数据取自五大发电集团公司网站。
4.增加电力技术投资,实现技术节能
为提高电力工业能源利用效率,加大节能减排工作力度,国家能源局近年来进一步提高火电项目的准入门槛,引导企业加快技术进步,取得明显成效。
目前,我国60万千瓦超临界、百万千瓦超超临界燃煤火电技术装备实现了国产化和批量发展。
在成功突破60万千瓦空冷技术的基础上,2008年,国产百万千瓦空冷项目在宁东煤电基地正式开工。
目前我国已经掌握了30万千瓦循环流化床锅炉的设计、制造和运行技术,大幅提高了火电机组节能减排水平。
对于发电企业而言,对现有设备进行技术改造、加强管理,是电力企业提升机组效益、节能降耗的关键措施。
例如,通过采用和改进监控和优化运行手段、状态检修技术,提高电厂的生产自动化水平和管理现代化水平;推广机、电、炉一体化控制技术和厂级自动化系统;通过风粉监测、完善吹灰及在线经济分析系统,做到及时进行运行调整;对10~30万千瓦汽轮机组高、中、低压缸流通部分进行节能技术改造;采用变频调速等先进电机调整技术,降低厂用电2。
在电网企业中,国家电网公司从2008年开始全面推进“两型三新”线路和“两型一化”变电站建设3,改善无功配置,提高电网功率因数和输送能力,减少电能损耗。
南方电网公司积极优化配置电网结构,缩小供电半径,减少跨区域交叉供电,加大低压无功补偿设备投运,淘汰损耗大的变压器,加大高损耗配电变压器的改造力度。
此外,国家电网公司以提高电网输送能力、降低电网输电损耗为重点,推广应用节能型非晶合金配电变压器、10千伏单相供电方式,强制淘汰落后、低效、高耗设备,并大力加强技术改造,实现技术改造与基本建设、科技投入、检修维护有机结合,提高输电效率。
5.试行节能发电调度,鼓励节约能源
2007年8月2日,国务院办公厅下发《关于转发发展改革委等部门节能发电调度办法(试行)的通知》(国办发[2007]53号)(以下简称《节能发电调度办法(试行)》)。
该办法指出,要在保障电力可靠供应的
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