熱電行業(yè)如何挖掘降碳空間？

熱電行業(yè)是我國基礎(chǔ)性能源產(chǎn)業(yè)，規(guī)模大、碳排放量最大，節(jié)煤降耗、降本增效、減少碳排已經(jīng)成為企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵。

 

“十四五”是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵時期，熱電行業(yè)作為能源領(lǐng)域的重要組成部分，面臨轉(zhuǎn)型發(fā)展的重大任務(wù)。這一行業(yè)是我國基礎(chǔ)性能源產(chǎn)業(yè)，規(guī)模大、碳排放量最大，節(jié)煤降耗、降本增效、減少碳排已經(jīng)成為企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵。

 

作為電力生產(chǎn)和消費大省，山東省的“雙碳”之路任重道遠(yuǎn)，找到有效的降碳路徑是關(guān)鍵。山東省節(jié)能協(xié)會副會長、山東省熱電設(shè)計院院長劉博在日前召開的第十五屆熱電行業(yè)發(fā)展論壇上表示，熱電行業(yè)是工業(yè)領(lǐng)域最重要的組成部分之一，同時也是經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐,“雙碳”目標(biāo)對我國熱電行業(yè)的發(fā)展提出了新的更高要求。

 

“加法”“減法”互相配合

 

山東省是全國第一煤電大省，煤電裝機規(guī)模達(dá)1.1億千瓦，裝機容量占全國的9.5%，其中熱電裝機比重超過3/4，全省熱電供熱量達(dá)14.4億噸，居全國第一位。山東同時也是全國第一碳排放大省，2020年全省碳排放量達(dá)9.36億噸，約占全國碳排放總量的9%。其中，該省電力行業(yè)碳排放總量達(dá)4.13億噸，占全省碳排放總量的44%。因此，山東省熱電行業(yè)面臨著高碳排放壓力。

 

今年初，山東省印發(fā)《山東省建設(shè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)三年行動計劃（2023——2025 年）》，提出到 2025年，全省非化石能源消費占比提高到13%左右。

 

對此，山東采取的措施主要有兩個，一個是做“加法”，另一個則是做“減法”。“做加法就是增加新能源，比如發(fā)展海上風(fēng)電和光伏發(fā)電，增加裝機量。到‘十四五’末，山東省的新能源裝機量將達(dá)到9000萬千瓦。”劉博說，做“減法”則是淘汰現(xiàn)有的落后產(chǎn)能，主要圍繞30萬千瓦以下的煤電機組。

 

值得注意的是，山東省日前出臺的《2023年“穩(wěn)中向好、進中提質(zhì)”政策清單（第一批）》還明確，鼓勵加快推動30萬千瓦以下煤電機組關(guān)停并轉(zhuǎn)，對2022—2025年關(guān)停退出小煤電機組的企業(yè)，每千瓦分別給予50元、40元、20元、10元的財政資金獎勵。

 

科學(xué)適度建設(shè)分布式機組

 

截至2022年底，我國電力裝機規(guī)模達(dá)25.6億千瓦，其中煤電裝機規(guī)模達(dá)11.2億千瓦，可再生能源裝機規(guī)模達(dá)12.13億千瓦，可再生能源裝機量首次超過煤電。劉博指出：“這意味著，煤電行業(yè)特別是熱電行業(yè)的轉(zhuǎn)型，不能一味做減法，要有更高要求，想辦法提升效率和優(yōu)化結(jié)構(gòu)。”

 

劉博建議在山東省科學(xué)適度地建設(shè)分布式燃煤背壓機組。與大型供熱機組不同，分布式熱電將在“以熱定電”模式基礎(chǔ)上逐步過渡為提供熱、電、冷、氣等多聯(lián)供、多能互補的綜合能源供應(yīng)商。

 

“由于定位不同，大型熱電大多建設(shè)在離城市或用能中心較遠(yuǎn)的位置，其布局無法全部覆蓋所有供熱區(qū)域，如實施長輸供暖，則經(jīng)濟性極差。分布式熱電點多面廣，靠近用能負(fù)荷中心，減少了長距離輸送能源的損失，具有較好的經(jīng)濟性。”劉博指出，山東省分布式熱電中燃煤熱電廠為296家，生物質(zhì)熱電廠為130家，其他還有利用鋼鐵余氣熱電、新建分布式燃機熱電等。這些分布式熱電廠位于工業(yè)園區(qū)、工礦企業(yè)和城市周邊，廣泛服務(wù)造紙、印染、紡織、橡膠、化工、鋼鐵等行業(yè)，同時又是居民集中供熱的絕對主力。

 

“同時，分布式燃煤背壓機組效率高、煤耗低，有的供電煤耗甚至可以控制在200g/Wh以內(nèi)。”劉博表示，近期國家一系列政策文件鼓勵煤電企業(yè)向“發(fā)電＋綜合能源服務(wù)型企業(yè)和多能互補企業(yè)”轉(zhuǎn)型。山東省分布式熱電企業(yè)大部分以煤電為主，生物質(zhì)、垃圾、燃?xì)鉃檩o，同時分布式熱電企業(yè)點多面廣量大，具備能源利用效率高、靠近用能側(cè)布置、人才儲備和硬件設(shè)施配套健全等先天優(yōu)勢，因此，可以積極引導(dǎo)分布式熱電向綜合能源供應(yīng)商轉(zhuǎn)型。

 

智能化升級是必然趨勢

 

除了提高分布式熱電利用規(guī)模外，借助智能化手段將幫助熱電行業(yè)進一步突破效率天花板，拓寬節(jié)能降碳空間。

 

在上海全應(yīng)科技有限公司技術(shù)副總裁熊杰看來，熱電產(chǎn)業(yè)碳排放量大，亟需朝著清潔化方向轉(zhuǎn)型升級。利用先進數(shù)字技術(shù)賦能生產(chǎn)過程提升熱電生產(chǎn)效率，節(jié)煤降耗、減少碳排放已成為熱電行業(yè)的熱門話題，熱電行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型升級成為必然趨勢。

 

事實上，近年來，在熱電生產(chǎn)過程中，行業(yè)已開始從燃料的清潔化角度入手，提高生產(chǎn)效率，同時在鍋爐和余熱回收等設(shè)備上做了大量技術(shù)改造，進一步提升能效。目前，我國熱電鍋爐設(shè)備全球領(lǐng)先，且隨著熱電廠數(shù)年來的技術(shù)改造，鍋爐的燃燒效率平均已達(dá)90%以上。

 

“值得關(guān)注的是，當(dāng)燃料清潔化利用水平已相對固定、設(shè)備改造已到一定程度時，智能化轉(zhuǎn)型升級將為熱電生產(chǎn)在運行、參數(shù)等方面帶來更大的技術(shù)突破。”熊杰表示，以熱電工業(yè)機理為基礎(chǔ)，以工業(yè)大數(shù)據(jù)和人工智能為核心，與熱電生產(chǎn)過程緊密結(jié)合，構(gòu)建熱電生產(chǎn)過程端到端數(shù)字孿生模型，能實時計算出更優(yōu)的生產(chǎn)控制參數(shù)，為熱電生產(chǎn)企業(yè)提供實時在線的全局生產(chǎn)過程優(yōu)化與控制，有效提升熱電企業(yè)的生產(chǎn)效率。

 

對熱電生產(chǎn)企業(yè)各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集、建模從而實現(xiàn)生產(chǎn)流程的全局優(yōu)化，可彌補以往人工操作模式造成的浪費和損失，通過智能化手段實現(xiàn)2%-5%的能效提升。“如果一家企業(yè)燃煤成本約2億元，能效提升1%就可節(jié)省200萬元。同時，除了節(jié)省燃煤成本，還會帶來水、電等其他環(huán)節(jié)的成本下降。”熊杰表示。