近年來,通過實施煤電結構優(yōu)化和轉型升級,我國鍋爐生產(chǎn)制造技術和節(jié)能環(huán)保運行水平顯著提高。但總體看,還存在部分鍋爐能源利用效率不高、碳排放和污染物排放控制水平低等問題,鍋爐節(jié)能降碳減污改造潛力較大。
“鍋爐是重要的能源轉換設備,廣泛應用于電力、供熱、石化、化工、鋼鐵、有色金屬等行業(yè)。目前,我國各類鍋爐年消耗能源約20億噸標準煤,碳排放量約占全國碳排放總量的40%,是我國能源消耗量大、碳排放量多的耗能設備?!苯冢瑖野l(fā)改委有關負責同志在就《鍋爐綠色低碳高質量發(fā)展行動方案》(以下簡稱《行動方案》)答記者問時表示,近年來,通過實施煤電結構優(yōu)化和轉型升級,推進燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升,我國鍋爐生產(chǎn)制造技術和節(jié)能環(huán)保運行水平顯著提高。但總體看,還存在部分鍋爐能源利用效率不高、碳排放和污染物排放控制水平低等問題,鍋爐節(jié)能降碳減污改造潛力較大。
此次由國家發(fā)改委、市場監(jiān)管總局、工信部、生態(tài)環(huán)境部、國家能源局等五部門聯(lián)合發(fā)布的《行動方案》,圍繞鍋爐生產(chǎn)制造、建設運行、回收利用等全鏈條和各環(huán)節(jié),提出加快推動鍋爐綠色低碳高質量發(fā)展的總體要求和重點任務,明確了工業(yè)鍋爐、電站鍋爐到2025年和2030年的熱效率等目標。我國鍋爐綠色低碳高質量發(fā)展進展如何,后續(xù)如何落實?
取得系列技術成果
總體來看,我國鍋爐產(chǎn)業(yè)在幾十年的發(fā)展過程中堅持技術創(chuàng)新,已有大量成果助力改造升級。
電站鍋爐方面,清華大學能源與動力工程系研究員黃中告訴《中國能源報》記者:“我國以煤為主的基本國情,決定了煤電在相當長時期內,仍將承擔能源供應壓艙石的作用,煤電以不到五成的裝機,生產(chǎn)了約六成的電量,支撐了超七成的高峰負荷需求,保障了八成的電網(wǎng)負荷調節(jié)能力。通過節(jié)能降碳改造、供熱改造和靈活性改造,煤電能夠執(zhí)行世界上為嚴格的能效和環(huán)保標準,超大容量、超高參數(shù)、超低排放的高效煤電機組比重持續(xù)提升,機組發(fā)電效率、污染物排放控制水平均達到世界一。產(chǎn)業(yè)鏈上下游完全具備自主研發(fā)、設計和制造能力,百萬千瓦空冷發(fā)電機組、二次再熱技術、大型循環(huán)流化床鍋爐等技術?!?br />
中國科學院工程熱物理研究所所務委員、煤炭高效低碳利用全國重點實驗室副主任朱治平表示,我國在燃煤發(fā)電鍋爐領域的技術整體達到國際領先水平,目前重點任務在燃煤發(fā)電調峰支撐可再生能源。但工業(yè)鍋爐分為多種爐型,情況則較為復雜。“2020年發(fā)布的國家標準《工業(yè)鍋爐能效限定值及能效等級》中,對層燃爐、流化床鍋爐、生物質鍋爐和室燃鍋爐的熱效率進行了明確規(guī)定。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)上看,近年來我國燃煤工業(yè)鍋爐的能效總體上不斷提升,如2012—2020年層燃爐定型產(chǎn)品熱效率平均值,從2012年的79%提高到了2020年的83%。這得益于國家標準、政策的引導以及鍋爐制造企業(yè)對新技術的應用等。2016年國家強制能效指標修訂并頒布實施加速了企業(yè)對新技術的應用,《大氣污染防治行動計劃》也引導淘汰了一批小型鍋爐?!?br />
“我國在鍋爐產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了規(guī)模優(yōu)勢、體系優(yōu)勢和技術優(yōu)勢,有力支撐了國民經(jīng)濟和社會發(fā)展,《行動方案》制定的目標可實施性強,通過加快產(chǎn)業(yè)改造提升,可以擴大優(yōu)質供給,積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和目標的實現(xiàn)。”黃中說。
工業(yè)鍋爐改造潛力更大
《行動方案》明確,到2025年,工業(yè)鍋爐、電站鍋爐平均運行熱效率較2021年分別提高5個百分點、0.5個百分點;到2030年,工業(yè)鍋爐產(chǎn)品熱效率較2021年將提高3個百分點,平均運行熱效率進一步提高。
“總體上看,電站鍋爐能耗管理意識更強、改造投入更大,也愿意采用先進的節(jié)能技術。2022年,全國6000千瓦及以上火電廠供電標煤耗為301.5克/千瓦時,比2015年下降了13.5克/千瓦時,比2010年下降33.5克/千瓦時,煤耗下降減緩了電力行業(yè)二氧化碳排放量的增長。與之相比,工業(yè)鍋爐的應用場景更廣、數(shù)量更多,能耗水平相對更高,因此改造潛力巨大?!秉S中表示。
中國科學院工程熱物理研究所循環(huán)流化床實驗室戰(zhàn)略規(guī)劃部部長高鳴介紹:“鍋爐的減碳潛力要看鍋爐熱效率,根據(jù)我們日前開展的‘工業(yè)領域煤炭高效清潔利用路徑’研究,對工業(yè)鍋爐用能情況進行了詳盡的分析調研,研究結果表明,國內的工業(yè)鍋爐總體平均熱效率和國際先進水平相比,還有5%—10%的提升空間,這和《行動方案》中提到的預期目標相契合。我們認為,通過新技術的應用,置換或改造現(xiàn)有的工業(yè)鍋爐,《行動方案》中的目標將能如期實現(xiàn)?!?br />
此外,《行動方案》目標中提到的“運行熱效率”也格外重要。朱治平進一步解釋,這是指鍋爐實際運行時的熱效率性能,設計的熱效率高,不代表實際運行熱效率也高,比如設計熱效率在90%,可能運行熱效率只能到80%?!坝绊戇\行熱效率的因素很多,比如煤種、人員操作等,近年來,在工業(yè)鍋爐領域推廣自動控制技術成為了工業(yè)鍋爐能效提升的一個重要手段?!?br />
加強全鏈條管理
上述國家發(fā)改委有關同志指出,各地區(qū)、各有關部門和行業(yè)企業(yè)要堅持系統(tǒng)觀念,強化分類指導,加強鍋爐全鏈條管理,大力推進鍋爐節(jié)能降碳減污改造,推動鍋爐設備“能源品種多元化、燃煤鍋爐大型化、燃氣鍋爐冷凝化、小型鍋爐電氣化、電站鍋爐高參數(shù)化”轉型升級,持續(xù)提升鍋爐綠色低碳高質量發(fā)展水平。
“工業(yè)熱能的需求擺在那,要想實現(xiàn)目標,就必須應用先進技術置換或改造現(xiàn)有的工業(yè)鍋爐。技術研發(fā)方、設備生產(chǎn)方和產(chǎn)業(yè)應用方需要形成三方合力?!敝熘纹奖硎?,此外,國內大量工業(yè)園區(qū)都建有自備電廠,給園區(qū)供熱供電。在全球應對氣候變化大背景下,不少企業(yè)在碳減排要求下增加了光伏發(fā)電,這意味著燃煤發(fā)電鍋爐必須運行靈活,可以滿負荷,也可以超低負荷。但現(xiàn)有的鍋爐往往都按照高負荷設計熱效率指標,當其低負荷時,鍋爐的運行熱效率往往非常差?!皣鴥认襁@樣的應用場景并不少見,如何保證鍋爐靈活生產(chǎn)過程中的運行熱效率,還需要更多的技術研發(fā)和應用?!?br />
黃中建議,發(fā)揮國家工程研究中心在產(chǎn)業(yè)發(fā)展與科技創(chuàng)新之間的橋梁作用,凝聚高等院校、科研院所和產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè),構建產(chǎn)學研用協(xié)同創(chuàng)新體系,加大科研資金和人員投入,圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈、圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè),持續(xù)推動鍋爐產(chǎn)業(yè)技術進步和創(chuàng)新能力提升,通過市場機制實現(xiàn)技術轉移和擴散。