■ 文/中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng) 周鶴良

截至2013年底，全國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到12.47 億kW，其中火電裝機(jī)容量為8.6 億kW，占69%，而火電機(jī)組的發(fā)電量為3.9 萬億kW·h，占全國發(fā)電量的80%。專家預(yù)測(cè)到2020年國內(nèi)發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到19~20 億kW，其中燃煤發(fā)電機(jī)組所占比例將從目前的70%降低到60%，清潔能源的機(jī)組容量比例到2020年將達(dá)到40%左右。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，煤炭作為主體能源的地位不會(huì)大幅度改變，到2013年底，我國水電裝機(jī)容量累計(jì)為2.8 億kW，占全國發(fā)電裝機(jī)容量的22%，而發(fā)電量?jī)H占全國發(fā)電量的16%左右，因?yàn)榭菟谒姲l(fā)電量最大約為豐水期的1/3，嚴(yán)重影響供電能力。風(fēng)電發(fā)電量?jī)H為火電發(fā)電量的30%左右，因?yàn)橛袝r(shí)候風(fēng)量小和棄風(fēng)原因，加上晚上風(fēng)量大的時(shí)候，卻負(fù)荷需求量小的緣故。

大容量火電機(jī)組技術(shù)不斷提升

經(jīng)過改革開放30 多年的今天，大容量火電機(jī)組得到迅猛發(fā)展，從2006年以來，全國30 萬kW 等級(jí)以上的大型火電機(jī)組占火電機(jī)組的比重已經(jīng)達(dá)到75%以上，其中60 萬kW 級(jí)以上清潔能源機(jī)組占火電機(jī)組比重已經(jīng)達(dá)到40%左右，到2013年底，已經(jīng)投入運(yùn)行的百萬千瓦超超臨界火電機(jī)組已超過60 臺(tái)，累計(jì)生產(chǎn)量超80 臺(tái)。我國已成為世界上百萬千瓦級(jí)超超臨界機(jī)組投運(yùn)最多的國家，成為世界領(lǐng)先。

大容量火電機(jī)組供電煤耗不斷下降，從2007年的356g/kW·h 下降到現(xiàn)在330g/kW·h，每年下降的能耗，相當(dāng)于年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1 億t 左右。值得一提的是，上海外交橋第三發(fā)電廠的百萬千瓦超超臨界火電機(jī)組，將發(fā)電凈效率提高到全球領(lǐng)先的46%，供電煤耗達(dá)到276g/kW·h，為世界發(fā)電行業(yè)樹立了中國標(biāo)桿。

到2013年底，全國10 萬千瓦以上火電機(jī)組平均供電煤耗約在330g/kW·h，我國80年代初引進(jìn)美國西屋、CE 燃燒工程公司30 萬、60 萬kW 亞臨界火電機(jī)組制造技術(shù)，平均供電煤耗分別為330g 和312g/kW·h，這是80年代世界平均先進(jìn)水平，我們現(xiàn)在制造的百萬千瓦超超臨界火電機(jī)組平均供電煤耗在286g/kW·h 左右，跨入了世界先進(jìn)行列。

我國已成功批量生產(chǎn)60 萬kW 超臨界、百萬千瓦超超臨界火電機(jī)組，通過20世紀(jì)80年代引進(jìn)、消化吸收、優(yōu)化和再創(chuàng)新，提高自主創(chuàng)新能力。至今，形成擁有自主品牌的大容量火電機(jī)組先進(jìn)技術(shù)，它的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)電效率、供電煤耗、掌握核心技術(shù)的成熟度、機(jī)組運(yùn)行的可靠性等技術(shù)性能指標(biāo)，已達(dá)到國際先進(jìn)水平。

東方鍋爐廠研制的具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國際上最大容量——60 萬kW 級(jí)超臨界循環(huán)流化床鍋爐（CFB）已于2013年6月在四川白馬電廠投運(yùn)發(fā)電，運(yùn)行性能良好。

上述情況可以充分說明，目前中國70%以上電能依靠煤電供給，如何利用先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)，以更少的煤發(fā)更多的電，這是一個(gè)大問題，更確切的說，我們應(yīng)該通過先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，還有很大的發(fā)展空間，這是滿足未來能源需求的必由之路。新疆有豐富的煤炭資源、石油資源、天然氣、風(fēng)能、太陽能光伏等清潔資源優(yōu)勢(shì)，特別是煤炭資源，加上內(nèi)蒙、山西、貴州的煤炭資源優(yōu)勢(shì)，可以得到充分開發(fā)利用。擺在我們面前的戰(zhàn)略任務(wù)就是重點(diǎn)加快建設(shè)特高壓骨干網(wǎng)架，遠(yuǎn)距離向華中、華北、華東負(fù)荷中心輸電，實(shí)現(xiàn)全國統(tǒng)一電力市場(chǎng)，促進(jìn)大煤電能源發(fā)電基地集成化開發(fā)，又大幅度提高煤炭一次能源開發(fā)配置效率，加快推進(jìn)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

加快推進(jìn)燃煤電廠的清潔高效利用

火電廠的燃煤鍋爐會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化硫及氧化物等大氣污染物，但要看到，這幾年來由于國家的高度重視，大部分電廠在控制污染方面投入很大，經(jīng)過脫硫、脫硝一體化的改造，成績(jī)很大。

環(huán)保排放都基本上達(dá)標(biāo)，因此講，火電廠是目前最安全、最可靠的發(fā)電方式之一，從電網(wǎng)角度看，火電機(jī)組發(fā)電更安全，這就證明，火電廠有必要存在和繼續(xù)發(fā)展的必要。輸電和輸煤必須并舉發(fā)展，要從社會(huì)效益來充分論證考慮。

在今后一個(gè)時(shí)期，電力行業(yè)仍然是我國最大的煤炭消費(fèi)行業(yè)，2013年電力火電機(jī)組耗煤將近20 億t 標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國煤炭消費(fèi)總量50%左右。有資料充分說明，煤炭支撐全國火電裝機(jī)由1978年4000 萬kW 增加到2013年8.6 億kW，這是提供火電機(jī)組燃料——煤炭行業(yè)作出很大的貢獻(xiàn)。

煤改電以北京為例，主要集中建設(shè)四大熱電中心，計(jì)劃于2015年可以全部投入運(yùn)行，據(jù)了解，目前位于北京東南、西南的熱電中心已經(jīng)并網(wǎng)投入運(yùn)行，東北、西北熱電中心預(yù)計(jì)分別在2014年、2015年投入運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)北京地區(qū)的高井電廠、石景山電廠、一熱電廠、華能電廠等四大燃煤機(jī)組替代改造。

上述四大熱電中心可以支撐北京的電力裝機(jī)容量將達(dá)到1100 萬kW，北京的能源結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步得到優(yōu)化，為煤改電提供安全、清潔、可靠電源支撐。

預(yù)計(jì)到2017年北京以天然氣為燃料的發(fā)電成為北京市能源發(fā)電的主體。燃煤電廠的比重將會(huì)逐漸下降。

2013年，北京每年燃煤量約2300萬t，其中1000 萬t 集中在四大火電廠，雖然北京市將逐漸采用天然氣作為燃料來替代煤電，但火電機(jī)組作為就地平衡和作為備用機(jī)組仍然有存在的必要。

但要看到，雖然我國天然氣開采量逐年增加，2013年國內(nèi)天然氣消費(fèi)量達(dá)到1680 億m3，但其中進(jìn)口量為530 億m3，對(duì)外依存度約占30%，因此，全國的大中型城市發(fā)電量不可能都仿效北京采用天然氣燃料來替代發(fā)電。天然氣消費(fèi)量既要用于工業(yè)領(lǐng)域，更重要是確保民用，保障民生包括城市老百姓每天做飯都要逐漸增加天然氣的用氣量。

另外，還要講一下，許多省市還有不少鋼鐵及石油化工企業(yè)的自備電廠，還要不斷提高中小城鎮(zhèn)老百姓的生活品質(zhì)，仍然要發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，以熱定電，既可以發(fā)電，又可供熱，一舉兩得。

有些中等城市，在20世紀(jì)60、70年代都采用中小供熱機(jī)組，現(xiàn)在人口增長(zhǎng)了，住房面積增加了，城市功能增多了，就可以采用以大代小辦法。如遼寧撫順熱電廠原有一臺(tái)10 萬kW和2 臺(tái)2.5 萬kW 小容量供熱機(jī)組，最近他們準(zhǔn)備投資新建2 臺(tái)30 萬kW容量，采用亞臨界雙抽氣供熱機(jī)組，2013年已經(jīng)開工建設(shè)。實(shí)行公開、公正、公平競(jìng)爭(zhēng)，設(shè)備進(jìn)行招投標(biāo)，哈爾濱電氣集團(tuán)按照EPC 模式中標(biāo)。

燃煤電廠只要按照中央、國務(wù)院?jiǎn)?dòng)環(huán)保升級(jí)改造要求，就會(huì)取得較好成果。北疆電廠一位總工程師向我介紹，京津冀最大電廠之一——天津國投北疆電廠2014年實(shí)施燃煤機(jī)組環(huán)保升級(jí)。規(guī)劃分二期工程進(jìn)行建設(shè)，一期工程安裝兩臺(tái)世界最先進(jìn)的高參數(shù)、高效率、大容量、低污染的百萬千瓦等級(jí)的超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組正在緊張施工建設(shè)，建成后每年發(fā)電量為110 億kW·h，并入華北電網(wǎng)，統(tǒng)一供電。電廠改造之后，北疆電廠就可實(shí)現(xiàn)燃煤機(jī)組燃?xì)馀欧?，達(dá)到天然氣排放標(biāo)準(zhǔn)。這一改造試點(diǎn)，有望成為國內(nèi)燃煤電廠環(huán)保改造的“標(biāo)桿”。

因此說，燃煤電廠通過脫硫、脫硝和除塵的環(huán)保設(shè)施，煤炭的清潔利用有很大空間。煤電廠的煙塵排放濃度、二氧化硫排放濃度、氮氧化物排放濃度，電廠污染物排放水平一定可以達(dá)到國家規(guī)定的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的排放指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)“燃煤機(jī)組燃?xì)饣迸欧诺哪繕?biāo)。污染排放物大幅下降，煤炭清潔高效利用水平就會(huì)大幅度提高。在這方面，今后的任務(wù)就是要加快推進(jìn)煤炭的清潔、高效利用。■