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    熱電行業如何挖掘降碳空間?

    2023-3-13 16:09 來源: 中國能源報

    熱電行業是我國基礎性能源產業,規模大、碳排放量最大,節煤降耗、降本增效、減少碳排已經成為企業生存和發展的關鍵。

    “十四五”是實現“雙碳”目標的關鍵時期,熱電行業作為能源領域的重要組成部分,面臨轉型發展的重大任務。這一行業是我國基礎性能源產業,規模大、碳排放量最大,節煤降耗、降本增效、減少碳排已經成為企業生存和發展的關鍵。

    作為電力生產和消費大省,山東省的“雙碳”之路任重道遠,找到有效的降碳路徑是關鍵。山東省節能協會副會長、山東省熱電設計院院長劉博在日前召開的第十五屆熱電行業發展論壇上表示,熱電行業是工業領域最重要的組成部分之一,同時也是經濟社會高質量發展的重要支撐,“雙碳”目標對我國熱電行業的發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,煤電裝機規模達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9.36億噸,約占全國碳排放總量的9%。其中,該省電力行業碳排放總量達4.13億噸,占全省碳排放總量的44%。因此,山東省熱電行業面臨著高碳排放壓力。

    今年初,山東省印發《山東省建設綠色低碳高質量發展先行區三年行動計劃(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”?!白黾臃ň褪窃黾有履茉?,比如發展海上風電和光伏發電,增加裝機量。到‘十四五’末,山東省的新能源裝機量將達到9000萬千瓦?!眲⒉┱f,做“減法”則是淘汰現有的落后產能,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“穩中向好、進中提質”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停并轉,對2022—2025年關停退出小煤電機組的企業,每千瓦分別給予50元、40元、20元、10元的財政資金獎勵。

    科學適度建設分布式機組

    截至2022年底,我國電力裝機規模達25.6億千瓦,其中煤電裝機規模達11.2億千瓦,可再生能源裝機規模達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,煤電行業特別是熱電行業的轉型,不能一味做減法,要有更高要求,想辦法提升效率和優化結構?!?/div>

    劉博建議在山東省科學適度地建設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”模式基礎上逐步過渡為提供熱、電、冷、氣等多聯供、多能互補的綜合能源供應商。

    “由于定位不同,大型熱電大多建設在離城市或用能中心較遠的位置,其布局無法全部覆蓋所有供熱區域,如實施長輸供暖,則經濟性極差。分布式熱電點多面廣,靠近用能負荷中心,減少了長距離輸送能源的損失,具有較好的經濟性?!眲⒉┲赋?,山東省分布式熱電中燃煤熱電廠為296家,生物質熱電廠為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園區、工礦企業和城市周邊,廣泛服務造紙、印染、紡織、橡膠、化工、鋼鐵等行業,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?!眲⒉┍硎?,近期國家一系列政策文件鼓勵煤電企業向“發電+綜合能源服務型企業和多能互補企業”轉型。山東省分布式熱電企業大部分以煤電為主,生物質、垃圾、燃氣為輔,同時分布式熱電企業點多面廣量大,具備能源利用效率高、靠近用能側布置、人才儲備和硬件設施配套健全等先天優勢,因此,可以積極引導分布式熱電向綜合能源供應商轉型。

    智能化升級是必然趨勢

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

    在上海全應科技有限公司技術副總裁熊杰看來,熱電產業碳排放量大,亟需朝著清潔化方向轉型升級。利用先進數字技術賦能生產過程提升熱電生產效率,節煤降耗、減少碳排放已成為熱電行業的熱門話題,熱電行業的智能化轉型升級成為必然趨勢。

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

    “值得關注的是,當燃料清潔化利用水平已相對固定、設備改造已到一定程度時,智能化轉型升級將為熱電生產在運行、參數等方面帶來更大的技術突破?!毙芙鼙硎?,以熱電工業機理為基礎,以工業大數據和人工智能為核心,與熱電生產過程緊密結合,構建熱電生產過程端到端數字孿生模型,能實時計算出更優的生產控制參數,為熱電生產企業提供實時在線的全局生產過程優化與控制,有效提升熱電企業的生產效率。

    對熱電生產企業各個生產環節的數據采集、建模從而實現生產流程的全局優化,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2%-5%的能效提升?!叭绻患移髽I燃煤成本約2億元,能效提升1%就可節省200萬元。同時,除了節省燃煤成本,還會帶來水、電等其他環節的成本下降?!毙芙鼙硎?。

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