報告｜中電聯(lián)王志軒：中國電力行業(yè)節(jié)能現(xiàn)狀及展望

2017-10-20 11:31:08 電力節(jié)能　點(diǎn)擊量：評論 (0)

導(dǎo)讀：從廣義上講，電力節(jié)能包括電力生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)環(huán)節(jié)，在電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)包括可再生能源發(fā)電對節(jié)能的貢獻(xiàn)。由于我國《節(jié)約能源法》和《可再生能源法》分別對節(jié)約能源和可再生能源發(fā)展進(jìn)行了規(guī)范，同時，基于

電力節(jié)能取得新成效

1. 電力節(jié)能措施有新突破

電力行業(yè)是能源轉(zhuǎn)換和加工行業(yè)，在化石能源向電能轉(zhuǎn)換過程中，雖然散失了一部分低品質(zhì)的熱能但換來的是高品質(zhì)的電能，即根據(jù)熱力學(xué)第二定律，能量質(zhì)量的提高(由熱能變?yōu)殡娔?必然會帶來部分熱能的散失，發(fā)電轉(zhuǎn)換過程就是由量多的低品位能源換來量少的高品位電能的過程。在電能轉(zhuǎn)換過程中電廠通過廠用電方式消耗的能源則是電廠創(chuàng)造價值所消費(fèi)的能源。對電廠節(jié)能評價，不能僅看消耗了多少發(fā)電能源，而更重要是要看產(chǎn)生了多少電能。單位發(fā)電能源產(chǎn)生的商品電能越多，說明電廠電能轉(zhuǎn)換效率越高，節(jié)能貢獻(xiàn)越大。在化石能源轉(zhuǎn)型電能過程中，通過熱電聯(lián)產(chǎn)方式對熱能梯級利用是提高能源效率的重要措施，電力系統(tǒng)一般將熱電聯(lián)產(chǎn)中利用的熱能也計算到電能轉(zhuǎn)換效率中。因此，正確評價電力行業(yè)的節(jié)能效果，主要體現(xiàn)在發(fā)電環(huán)節(jié)電能轉(zhuǎn)換效率以及輸電環(huán)節(jié)的電能損失率(線損)方面;另外，電網(wǎng)通過優(yōu)化電源調(diào)度和參與、支持電力需求側(cè)管理，對于電能生產(chǎn)端和消費(fèi)側(cè)的提效和節(jié)約也發(fā)揮著不可替代的重要作用。

在發(fā)電環(huán)節(jié)，我國持續(xù)采用大容量、高參數(shù)機(jī)組，不斷進(jìn)行現(xiàn)役機(jī)組節(jié)能技術(shù)改造。新建機(jī)組基本上是60萬kW及以上超超臨界參數(shù)的大機(jī)組，截至2016年年底，已投入運(yùn)行的600℃、1000MW超超臨界機(jī)組達(dá)96臺，其發(fā)展速度、裝機(jī)容量和機(jī)組數(shù)量均居世界首位。尤其是2015年以來，火電二次再熱技術(shù)獲得重大突破，多臺超超臨界二次再熱機(jī)組投運(yùn)，其中華能萊蕪電廠單機(jī)1000MW6號機(jī)組的設(shè)計參數(shù)為31MPa/600℃/620℃/620℃，半年試生產(chǎn)性能考核試驗(yàn)的發(fā)電效率48.12%，發(fā)電煤耗255.29gce/kWh，供電煤耗為266.18gce/kWh，我國煤電機(jī)組效率再次刷新能效世界記錄。

熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組比重不斷提高，并以供熱機(jī)組替代了大量的散燒供熱鍋爐。供熱機(jī)組的比例由2000年的13.3%提高至2015年的37.3%。不僅有效提高了電力自身的總體熱效率，對全社會節(jié)能減排也做出了貢獻(xiàn)。

以大機(jī)組替代小機(jī)組，煤電結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化。“十一五”時期以來累計關(guān)停小火電約1.1億kW，30萬kW及以上火電機(jī)組比例由1995年的27.8%提高至2015的年85.1%。汽輪機(jī)組容量等級變化情況見圖3。

圖3 汽輪機(jī)組容量等級變化情況

劣質(zhì)煤清潔高效利用水平達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前約有近100臺30萬kW級的循環(huán)流化床(CFB)鍋爐投運(yùn)，2013年我國自主研發(fā)的世界首臺單機(jī)容量最大的60萬kW的超臨界CFB鍋爐在四川白馬電廠投運(yùn)，CFB鍋爐的效率和環(huán)保水平已達(dá)到世界先進(jìn)和領(lǐng)先水平。

在輸電環(huán)節(jié)，加強(qiáng)線損管理，降低線損率。國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司通過不斷深化線損管理，加強(qiáng)基礎(chǔ)管理，優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)技術(shù)改革力度，廣泛推廣節(jié)能型變壓器、金具、導(dǎo)線等節(jié)能裝備，廣泛采用無功補(bǔ)償、提高負(fù)荷功率因素、治理三相不平衡、控制電壓多級協(xié)調(diào)等節(jié)能運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)。

積極推進(jìn)發(fā)電權(quán)交易，提高高效機(jī)組利用效率。通過開展關(guān)停機(jī)組指標(biāo)替代和現(xiàn)役機(jī)組發(fā)電權(quán)交易，提高高效機(jī)組替代高能耗機(jī)組的電量比例。2015年國家電網(wǎng)公司完成發(fā)電權(quán)交易電量1131.54億kWh，實(shí)現(xiàn)節(jié)煤741萬tce。

另外，電網(wǎng)持續(xù)推進(jìn)電力需求側(cè)管理工作。國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司通過需求側(cè)管理，引導(dǎo)用戶節(jié)約電力電量，創(chuàng)新平臺應(yīng)用，大力實(shí)施電能替代，僅2015年，兩個電網(wǎng)公司共節(jié)約電量142.7億kWh，節(jié)約電力327.3萬kW。

2. 電力節(jié)能取得新成效

通過結(jié)構(gòu)調(diào)整、技術(shù)創(chuàng)新、科學(xué)管理等多方面的措施，2016年，全國6000kW及以上火電機(jī)組供電煤耗312gce/kWh，比1978年的471gce/kWh下降了159gce/kWh，降幅達(dá)到33.8%。1978—2016年火電供電煤耗下降情況見圖4。

圖4 1978—2016 年火電供電煤耗下降情況

由于中國火電長期以煤電為主，2015年火電發(fā)電量中92%為燃煤機(jī)組發(fā)電，因此火電廠平均效率基本上代表了燃煤電廠的平均效率。與世界其他主要燃煤發(fā)電國家平均效率相比，日本煤電機(jī)組效率最高，2014年達(dá)到43.3%，中國煤電發(fā)電效率目前僅略低于日本(我國2014年為40.6%，2016年提高至41.4%)，高于德國、美國等其他國家。在此特別指出的是，煤電的負(fù)荷對機(jī)組煤耗影響很大，如根據(jù)國標(biāo)GB21258—2013，當(dāng)負(fù)荷降低10%時，對煤耗影響在3~5gce/kWh。日本的核電機(jī)組帶基本負(fù)荷，燃煤機(jī)組帶基本負(fù)荷和中間負(fù)荷，燃油及燃?xì)鈾C(jī)組帶中間負(fù)荷和尖峰負(fù)荷，抽水蓄能、部分氣電機(jī)組等帶尖峰負(fù)荷，實(shí)際上日本的大容量機(jī)組一般都是滿負(fù)荷發(fā)電，而我國30萬kW及以上機(jī)組多數(shù)負(fù)荷率在60%~75%。如考慮負(fù)荷因素對效率降低的作用，我國燃煤電廠的效率將與日本持平。部分國家煤電發(fā)電效率變化情況見圖5。