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火电行业如何推动减污降碳协同增效?

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火电行业的超低排放改造虽然明显降低了二氧化硫、氮氧化物和颗粒物,但是火电行业新增装机和发电量的继续增加,带来了电煤的增长,造成碳排放总量上升态势。

火电行业的超低排放改造虽然明显降低了二氧化硫、氮氧化物和颗粒物,但是火电行业新增装机和发电量的继续增加,带来了电煤的增长,造成碳排放总量上升态势。能源基金会环境管理项目主任刘欣在一次沙龙上表示,“十三五”期间,电力供热部门PM2.5等常规污染物排放下降了59%,但CO2排放增长了22%,呈现出显著的负效应。

下一步,火电行业应如何推动减污降碳协同增效?记者梳理了多位专家观点,从不同角度对协同路径进行了分析。

开展综合整治,优化煤电结构

“目前,我国90%以上煤电装机已实现超低排放,建成了世界最大规模的清洁煤电供应体系。然而,电力行业大气污染物排放量在工业行业中的占比,以及二氧化碳排放在能源行业中的占比依然较高。”生态环境部环境规划院大气所副所长宁淼指出。

针对影响火电行业减污降碳的关键环节,宁淼表示,有六个方面需要注意。

从空间上看,大气污染防治三大重点区域布局了全国将近55%的煤电机组;从结构来看,目前还有一定比重的低效高排放煤电机组,这些小机组大部分都是自备机组,不承担公共发电机组的社会责任,污染物排放强度比较大;从燃料消费使用上看,火电行业使用低碳或者零碳燃料比例相对较低;从运输方式上看,火电行业大宗物料清洁方式运输比例达到70%左右,其它物料包括粉煤灰、石膏、石灰石、氨水等还是以非清洁方式运输;从末端治理上看,治理设施能效水平、灵活性水平均有待提升,以确保满足最低技术出力以上全负荷范围达到超低排放要求;此外,CCUS技术尚未实现产业化、规模化应用也是影响因素之一。

宁淼认为,新阶段下,火电行业减污降碳协同增效更加注重统筹协调减排和降碳、全过程控制、系统施治。“具体来讲,要持续优化煤电行业的布局和结构,打破就地平衡,加快淘汰煤电落后产能;强化源头管控,推进火电行业燃料低碳化改造,加强机组灵活性改造,促进新能源消纳;推进煤电行业实施节能降耗改造和供热改造;全面实施自备燃煤机组综合整治,分类施策,确保自备电厂平等的承担社会责任;全面完成超低排放改造;开展综合能源基地一体化集成技术应用示范。”宁淼说。

分类分区施策,推动“三改联动”

“基于我国资源禀赋特点、能源安全和环境形势,超低排放是我国大气改善和能源安全的重大战略需求。事实证明,其实施也为打赢蓝天保卫战作出了重大贡献,提前超额完成了减排目标。在此过程中超低排放技术持续取得突破。”国家能源集团科学技术研究院有限公司研究员级高工许月阳介绍道。

许月阳表示,围绕“电”和“袋”,本体构造改进和工艺优化、高频脉冲等新型技术发展及高精材料的开发,使烟尘治理从最早的简易除尘发展到基于电除尘、袋式除尘、电袋除尘的主流烟尘超低技术。同时,还介绍了其他超低技术成果。例如,在SO2治理方面,目前主要采用双pH值分区、一塔双区、旋汇耦合等复合塔技术,未来重点要加强智能控制、低碳运行、灵活调整等方面的研究。在NOX治理方面,主要采用低氮燃烧、SCR、SNCR及其组合。在碳捕集方面,矿化、吸附再生、吸收再生、膜分离是当前的主流技术。

“‘双碳’目标、碳排放‘双控’以及保障能源安全要求的提出,标志着煤电从超低排放时代向‘双碳’时代过渡。煤电在能源体系发展地位也将从主导型转向调节型、保障型,支撑新能源为主的新型电力系统的安全可靠运行,煤电减排的重心也从减污转向降碳。”许月阳说。

在此背景下,许月阳认为,煤电机组的“三改联动”中,节能降碳改造应实施一体化综合节能降碳技术改造方案,满足深调前提下的安全节能;灵活性改造必须满足全工况综合能源供给的安全可靠,兼顾提升提负荷运行经济性;供热改造应兼顾可靠性、经济性、灵活性。

许月阳建议,未来,开展“三改联动”应注重分类分区实施——“一机一策”,不能一刀切。可以按照区域协同、调度调节,进行有重点方向的改造实施。应积极推进污染物资源化减排,鼓励跨行业资源整合的循环经济治理模式。要深入研究燃煤电厂的粉煤灰、石膏等固废的高值利用问题,以应对煤电未来可能面临的灰、渣、石膏等传统利用途径滞销问题。应不断拓展多元化煤电功能,探索源头降碳、统筹储能配置。

加强技术改造,实现减污降碳

围绕减污降碳协同增效,近年来,很多企业也在积极探索绿色发展。

以汾渭平原的临汾为例,其拥有丰富的煤炭资源,很多焦化厂、洗煤厂建设于此,但其盆地地貌不利于污染物扩散。

“我们必须立足实际、遵循减污降碳的内在规律、强化源头治理、系统治理、综合治理。”山西大唐国际临汾热点有限责任公司环保高级主管郭万海表示。

“这几年,我们在减污降碳方面进行了一些技术改造,取得了很多成效。”郭万海说。

“2015年和2016年分别完成了2台30万亚临界机组的超低排放改造,实现年削减二氧化硫排放量1095吨,氮氧化物排放量507吨,粉尘类排放量228.5吨。”郭万海介绍,“根据国家节能减排规划和节能降耗的要求,2017年,我们对1号机组进行高背压改造,使机组供热能力提高了120兆瓦,可以接带供热面积1650万平方米,年节约标煤量2.42万吨,年减少二氧化碳排放量6.2万吨、二氧化硫排放74吨、氮氧化物排放量35吨、烟尘排放量5.8吨,包括灰渣排放减少了1.6万吨。”

据了解,2019年,该公司还对2号机组进行了机组供热增容的改造,主要采用低压缸切缸的方式,节能减排效果较为显著。

郭万海表示,通过改造,在供热量不变的情况下,机组调峰能力显著增加。根据测算,每年可以增加供热量约75万GJ,电厂供热能力增加了110兆瓦,新增供热能力相对热电分产的机组每年可以减少标煤9千多吨。采暖季的发电标煤耗,每千瓦时能降低10克左右,年减少二氧化硫排放量54.3吨,氮氧化物的排放量减少54.3吨,烟尘排放量减少12.6吨。

通过一系列节能改造,该公司的绿色转型低碳发展之路不断加深踏实。“未来,我们还将积极开展对碳市场的政策研究,并积极参与,针对能源管理、能源计量、人员能力方面加强培训,从而稳步推进各项工作。”郭万海说。