穹頂之下，如何突圍?

雖然霧霾的成因尚難有定論，但燃煤無疑成為眾矢之的，而目前關(guān)閉煤電廠也似是一個(gè)重要的解決出路。但現(xiàn)實(shí)總是殘酷的。中國的能源稟賦和國情決定了未來相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)，煤炭作為我國能源支柱的地位不可撼動(dòng)，因此倘若不在煤的清潔利用上做文章，霧霾治理只是空談。

圖為上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司外景圖。

在今年的兩會上，關(guān)于推廣清潔能源的議案、建議成為兩會代表、委員特別關(guān)注的內(nèi)容。全國人大代表、天津市工業(yè)和信息化委員會主任李朝興建言發(fā)改委、環(huán)保局制定鼓勵(lì)煤炭清潔利用的政策，對國內(nèi)達(dá)到燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn)的新建燃煤機(jī)組耗煤量不納入新增煤炭消耗指標(biāo);對改造后達(dá)到燃?xì)馀欧艠?biāo)準(zhǔn)的燃煤機(jī)組和鍋爐，其煤炭消費(fèi)量等同于削減量。

3月6日，工信部與財(cái)政部聯(lián)合編制的《工業(yè)領(lǐng)域煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃》正式發(fā)布，實(shí)施期為2015~2020年，主要目標(biāo)為：到2017年，實(shí)現(xiàn)節(jié)約煤炭消耗8000萬噸以上，減少煙塵排放50萬噸、二氧化硫排放60萬噸、氮氧化物排放40萬噸。

事實(shí)上，近年來我國大容量火電機(jī)組的技術(shù)不斷提升，燃煤電廠的污染排放和供電煤耗也都在逐漸下降，而在上海，還誕生了世界上最高效和最清潔的燃煤發(fā)電廠。可見，我國煤炭的清潔高效利用還有很大的空間。

能源革命不是去煤化

據(jù)中電聯(lián)數(shù)據(jù)，截至2014年底，我國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到13.6億千瓦，其中火電裝機(jī)容量為9.16億千瓦，占全部裝機(jī)容量的67.4%;水電裝機(jī)容量達(dá)到3億千瓦，占發(fā)電裝機(jī)容量的22%，而水電由于枯水期發(fā)電量驟減，其全部發(fā)電量占19.2%;風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到9600萬千瓦，占火電裝機(jī)容量的10%左右，而受風(fēng)電間歇性和棄風(fēng)率居高不下等影響，其風(fēng)電發(fā)電量僅為火電總發(fā)電量的3%左右;光伏發(fā)電量僅占火電總發(fā)電量的0.5%。

“核電在建規(guī)模很大，但其所占比重還很小。我國天然氣開采量雖然逐年增加，但2013年進(jìn)口量為530億立方米，對外依存度約占30%，而且其價(jià)格相對較高。”中國電工技術(shù)學(xué)會名譽(yù)理事長周鶴良表示，由于資源稟賦的特點(diǎn)和能源成本的制約，在未來相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，煤炭作為主體能源的地位不會有大幅改變。

去年6月，習(xí)近平總書記曾強(qiáng)調(diào)，面對能源供需格局新變化、國際能源發(fā)展新趨勢，保障國家能源安全，必須推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。按照習(xí)近平對能源革命提出的要求，我們必須立足國內(nèi)多元供應(yīng)保安全，大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用，著力發(fā)展非煤能源，形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動(dòng)的能源供應(yīng)體系等。

“所謂能源革命，并不是要革煤炭的命，更不是要去煤化。”清華大學(xué)熱能工程系教授毛健雄告訴記者說，從全世界來看，煤電仍是主力電源。

當(dāng)前，我國一次能源消費(fèi)煤炭占65.8%，煤電在煤炭的消費(fèi)中占比50%左右，而在美國則達(dá)到93%。

事實(shí)上，煤炭并不是污染的代名詞。通過脫硫脫硝和除塵的環(huán)保處理，以及清潔技術(shù)改造、電力科技創(chuàng)新等，煤炭的清潔利用還有很大空間。

近幾年來，大容量、高參數(shù)、高效率、低排放逐漸成為火電設(shè)備發(fā)展的主流。我國大容量火電機(jī)組的供電煤耗正不斷下降，而通過技術(shù)創(chuàng)新，現(xiàn)有的環(huán)保技術(shù)也已經(jīng)可以把煤電做到接近天然氣發(fā)電的排放標(biāo)準(zhǔn)。2014年底，我國6000千瓦及以上電廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為318克/千瓦時(shí)。特別是，上海外高橋第三發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡稱“外三”)的實(shí)踐，已經(jīng)證明了煤電的清潔高效利用可以走出一條節(jié)能減排的可行性道路。

外三豎起煤電能耗的“中國標(biāo)桿”

記者了解到，早在2008年建成投產(chǎn)時(shí)，外三的百萬千瓦超超臨界火電機(jī)組，就創(chuàng)造了287克/千瓦時(shí)這一全世界最低的時(shí)間運(yùn)行供電煤耗，在全球電力行業(yè)樹立了中國標(biāo)桿。

此后，在持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)下，外三不斷刷新紀(jì)錄。目前，其綜合排放水平遠(yuǎn)優(yōu)于號稱史上最嚴(yán)的新版國家標(biāo)準(zhǔn)，甚至優(yōu)于燃?xì)廨啓C(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)水平。

作為惟一一家“國家煤電節(jié)能減排示范基地”，外三——這家近年來頻頻見諸報(bào)端、屢屢被能源局提及、被業(yè)內(nèi)專家推介、還被外媒評為“世界最高效的燃煤發(fā)電廠”，究竟掌握著怎樣的秘訣?

外三是上海申能公司旗下的股份制發(fā)電企業(yè)，裝有2臺百萬千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組，是中國首批四個(gè)國產(chǎn)百萬千瓦火力發(fā)電工程之一，同步建設(shè)脫硫，于2008年3月和6月先后建成投產(chǎn)，兩臺機(jī)組均配置了脫硝裝備。

以清潔高效利用煤電資源為理念的外三工程建成后，全年年均供電煤耗僅為我國火電廠平均煤耗的82%，這就相當(dāng)于該電廠18%的發(fā)電量是“零能耗”和“零排放”。

與全國平均水平相比，外三機(jī)組投運(yùn)6年多來，節(jié)約標(biāo)煤300多萬噸，意味著節(jié)約了2臺1000兆瓦級燃煤機(jī)組的全年煤炭消耗量，減排萬余噸的二氧化硫、氮氧化物等。

日前記者在外三實(shí)地采訪時(shí)，公司大廳實(shí)時(shí)監(jiān)測的大屏幕顯示8號機(jī)組的累計(jì)供電煤耗276克/千瓦時(shí)，較機(jī)組2008年投產(chǎn)時(shí)下降了11克/千瓦時(shí)——而10克/千瓦時(shí)就是煤電行業(yè)一代技術(shù)的差距。

外三總經(jīng)理馮偉忠在接受記者采訪時(shí)笑稱，“外三的一些主要指標(biāo)到了看上去很假的程度，曾經(jīng)讓一些國內(nèi)外同行百思不得其解，覺得非常離譜”。

但更讓人吃驚的是來自國外媒體和同行的高度評價(jià)。

《華爾街日報(bào)》曾報(bào)道說，“世界最高效的燃煤發(fā)電廠在上海”。國際能源署清潔煤中心總裁稱外三為“世界上最清潔的電廠”;而西門子火電部首席執(zhí)行官羅蘭費(fèi)舍爾博士甚至表示，外三新研發(fā)的“高低位分軸布置的汽輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)，是改革高污染發(fā)電行業(yè)為低排放綠色產(chǎn)業(yè)的惟一機(jī)遇，是引領(lǐng)世界煤電繼續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新技術(shù)，如果能實(shí)踐到工程中，它將使中國成為世界火力發(fā)電技術(shù)的權(quán)威”。

節(jié)能就是最大的減排

“節(jié)能就是最大的減排。”馮偉忠不斷向記者強(qiáng)調(diào)這一理念。環(huán)保的成本，是不能以犧牲能耗和加大碳排放為代價(jià)的。

早在前期工程策劃、電廠設(shè)計(jì)時(shí)，外三就未雨綢繆提出了“節(jié)能就是環(huán)保”的理念，并在投產(chǎn)后持續(xù)研發(fā)了包括超超臨界機(jī)組蒸汽氧化及固體顆粒侵蝕綜合防治系列技術(shù)、大型汽動(dòng)給水泵組低速啟動(dòng)及全程調(diào)速運(yùn)行技術(shù)等12項(xiàng)世界首創(chuàng)的重大節(jié)能減排技術(shù)，及機(jī)組再熱系統(tǒng)壓降優(yōu)化、汽輪機(jī)凝結(jié)水調(diào)頻技術(shù)等6項(xiàng)國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)。

據(jù)介紹，在外三，盡管做了大量的技術(shù)改造，但其“用于減排技術(shù)改造的錢，不但完全可以收回來，而且還跟滾雪球似的越滾越多”，完全打破了傳統(tǒng)的越高環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)就意味著越高投資、越高能耗、越高運(yùn)行成本的環(huán)保困局，走出了一條節(jié)能型“超低排放”環(huán)保之路，也將一座發(fā)電廠變成了一個(gè)創(chuàng)新型的高科技企業(yè)。

初中畢業(yè)就進(jìn)入上海崇明島的一個(gè)小電廠，從學(xué)徒開始，搞過設(shè)備檢修、運(yùn)行，干過技術(shù)和企業(yè)管理等，最終走進(jìn)擁有兩臺百萬千瓦超超臨界機(jī)組的電廠并實(shí)施技術(shù)改造，馮偉忠對發(fā)電廠的熟悉度，可以說無人能出其右。

他把絕大部分的時(shí)間和精力都用在了學(xué)習(xí)研究創(chuàng)新上，一天到晚都在琢磨如何改進(jìn)機(jī)組提升效率。以超超臨界汽輪機(jī)管道蒸汽側(cè)氧化和固體顆粒侵蝕問題為例，馮偉忠從上世紀(jì)90年代初在石洞口二廠項(xiàng)目建設(shè)時(shí)就開始予以關(guān)注。它牽涉到電廠的各個(gè)主要專業(yè)及設(shè)備形式、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、控制方式，直至機(jī)組啟動(dòng)方式和運(yùn)行模式等諸多環(huán)節(jié)。在長達(dá)15年的研究后，馮偉忠逐步形成了一套完整理論及針對性綜合治理思路。

人才不可復(fù)制經(jīng)驗(yàn)可以推廣

清華大學(xué)倪維斗院士曾說，我們學(xué)校培養(yǎng)的都是鍋爐、汽輪機(jī)、電氣等方面的專家，馮偉忠則是全才，馮偉忠不可復(fù)制。

那么，外三經(jīng)驗(yàn)可以復(fù)制嗎?

據(jù)了解，在申能公司主導(dǎo)下，上海申能能源科技有限公司已宣告成立，并與大唐、神華、華潤等簽訂了全面合作協(xié)議，由外三原班人馬，為其下屬電廠提供菜單式的個(gè)性化改造方案。

在降低煤耗、污染排放的同時(shí)，提高發(fā)電效率、電廠利潤——外三的這種節(jié)能減排改造服務(wù)，正是在市場驅(qū)動(dòng)下我國能源技術(shù)的創(chuàng)新，應(yīng)屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，與國家所倡導(dǎo)的能源產(chǎn)業(yè)升級不謀而合。

當(dāng)前，從制造到運(yùn)行，全國火電行業(yè)都在進(jìn)行節(jié)能減排、超低排放及提高效率的改造。如果能夠進(jìn)一步推動(dòng)“上大壓小”，淘汰所有的小機(jī)組，新上超超臨界百萬千瓦機(jī)組，再把現(xiàn)有的亞臨界機(jī)組改造成超臨界水平，我國煤電行業(yè)就可以大幅降低平均煤耗。

周鶴良認(rèn)為，煤炭的清潔利用，在國內(nèi)外都有很大的市場空間，“可以利用外三的一系列創(chuàng)新技術(shù)，對傳統(tǒng)電廠、老舊機(jī)組進(jìn)行節(jié)能減排升級改造，實(shí)現(xiàn)火電最高效的利用，從改造里求生存，謀發(fā)展。”

原能源部總工程師秦中一向記者介紹說，日本的電廠改造周期很快，一些電廠設(shè)備一般7年就直接拆掉了。我們雖不能全盤復(fù)制，但也可以借鑒經(jīng)驗(yàn)，“集中三五年對老舊電廠改造，對設(shè)備制造行業(yè)來說，是件好事。”他分析說，現(xiàn)在發(fā)電設(shè)備制造商沒有訂貨，若有相當(dāng)一部分訂貨單，他們就會活起來了，鑄鍛件、配套件、水泥等關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)都會從中受益，將來我們還可以給國外的火電廠進(jìn)行節(jié)能減排改造。

數(shù)據(jù)顯示，相較燃煤電廠煤改燃的更新設(shè)備、大量投資，在役燃煤機(jī)組環(huán)保提標(biāo)改造成本僅為煤改燃成本的1/12，新建燃煤機(jī)組環(huán)保提標(biāo)改造成本僅為煤改燃成本的1/30，供熱燃煤鍋爐和工業(yè)燃煤鍋爐煤炭清潔利用改造成本大致與煤改燃成本持平。

“繼高鐵之后，我們還可以把火電產(chǎn)業(yè)打造成第二個(gè)出口產(chǎn)業(yè)。”毛健雄表示。我國從2006年就開始采用超超臨界技術(shù)，到2014年底，已經(jīng)投入運(yùn)行的百萬千瓦超超臨界火電機(jī)組超過60臺，累計(jì)生產(chǎn)量超80臺，已成為世界上百萬千瓦超超臨界機(jī)組投運(yùn)最多的國家。毛教授認(rèn)為，無論容量、效率、數(shù)量、水平，中國采用超超臨界的規(guī)模都是世界之最，依托最大的市場，最多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，再加上外三這個(gè)樣板，我們完全可以推動(dòng)火電的清潔燃燒技術(shù)出口。

銅山電廠勇“吃螃蟹”

目前，外三對發(fā)電設(shè)備的技術(shù)改造已不是個(gè)案，它的經(jīng)驗(yàn)推廣已有了“吃螃蟹”的人。

記者日前獲悉，華潤電力集團(tuán)下屬的銅山電廠，邀請申能能源科技公司外三電廠利用兩年的大修時(shí)間，對其1號百萬千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了包括防固體顆粒侵蝕、廣義回?zé)峒夹g(shù)應(yīng)用等6個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能減排升級改造，現(xiàn)在改造已經(jīng)完成。據(jù)了解，經(jīng)過正式性能測試，銅山電廠改造以后供電煤耗比改造前下降超過10克標(biāo)煤，成為外三經(jīng)驗(yàn)的第一次大規(guī)模復(fù)制。

銅山電廠此次改造的所有設(shè)備、采購、技術(shù)、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等工作，全由外三申能能源科技公司負(fù)責(zé)，并由于吸收了外三的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，每一個(gè)單項(xiàng)的改造效果都超過外三。

“改造共投資2.8億元，如果按照當(dāng)前的煤價(jià)，大約5年之內(nèi)就可以收回。”秦中一從銅山電廠回來的第二天就向記者透露，“這充分證明了外三的節(jié)能減排經(jīng)驗(yàn)可以復(fù)制，可以在其他電廠推廣應(yīng)用。”

秦中一告訴記者，由于沒有先例可循，銅山電廠改造的風(fēng)險(xiǎn)高、投資大，華潤電力集團(tuán)下這個(gè)決心很不容易，董事長周俊卿帶了管理層及大批專家及董事會成員三次走訪外三才得以敲定合作項(xiàng)目。

需由國家牽頭確立煤電清潔高效利用路徑

在此前的能源工作會議上，能源局也表示，要盡快擬訂出臺鼓勵(lì)煤電節(jié)能減排的配套政策措施，同時(shí)，重點(diǎn)抓好外三等煤電節(jié)能減排升級改造示范基地和示范電站創(chuàng)建工作。馮偉忠也向記者表示，對于新建電廠來說，復(fù)制外三經(jīng)驗(yàn)更容易。

但是,行業(yè)專家告訴記者，外三經(jīng)驗(yàn)的推廣很難。

那么癥結(jié)到底在哪里?電力體制，或是知識產(chǎn)權(quán)?

“很復(fù)雜。”不止一位被訪者如此回答。

“必須要有一個(gè)很好的商業(yè)模式，還需要一個(gè)合力協(xié)作的團(tuán)隊(duì)，因?yàn)樯婕暗街R產(chǎn)權(quán)保護(hù)等。”秦中一表示，最為重要的是，必須由國家牽頭，將之上升為國家意志，在各大電力集團(tuán)強(qiáng)力推廣。

“現(xiàn)在的關(guān)鍵在于能源局，政府要出臺相關(guān)的政策和指導(dǎo)意見，打破現(xiàn)在的體制束縛，從頂層入手推廣外三的創(chuàng)新技術(shù)。”周鶴良認(rèn)為，創(chuàng)新是能源革命的靈魂，我們必須要轉(zhuǎn)變理念，解放思想，更要尊重科學(xué),從機(jī)制上創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，既要加大投入改造老電廠的力度，推進(jìn)國內(nèi)燃煤電廠向清潔高效水平邁進(jìn);又要積極推進(jìn)，將優(yōu)勢產(chǎn)能技術(shù)輸出，走出國門，或到國外去投資辦廠，資本輸出。

在原北京重型電機(jī)廠總師高京生看來，外三的節(jié)能減排改造歸根結(jié)底是電廠的系統(tǒng)創(chuàng)新，最終也應(yīng)落實(shí)到負(fù)責(zé)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電力設(shè)計(jì)院，“因此，必須要說服設(shè)計(jì)院打破常規(guī)，最終這些經(jīng)驗(yàn)才能推廣開來。”

對此，全國電力技術(shù)市場協(xié)會顧問江哲生也強(qiáng)烈呼吁，應(yīng)跳出電力設(shè)計(jì)院的條框束縛，由電廠牽頭承包項(xiàng)目，統(tǒng)籌考慮機(jī)爐電統(tǒng)一的設(shè)計(jì)及主輔機(jī)的配套;同時(shí)，發(fā)電設(shè)備制造商必須要提高技術(shù)保證設(shè)計(jì)效率，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

記者還獲悉，華潤電力曹妃甸二期項(xiàng)目或?qū)凑胀馊Ｊ�，從機(jī)組選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電廠建設(shè)等就開始統(tǒng)籌規(guī)劃，打造又一個(gè)嶄新的、清潔高效的火電廠。

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