杨勇平:提高煤炭转化率与能源结构调整两手都要硬
2012-06-01
在我国,煤炭是占绝对主导地位的一次性能源。这其中的一半以上是用来发电的。这种状况还要持续较长时间。“煤炭储量有限、能量转化率低决定了我国必须提高火力发电中煤炭的能源转化率,以达到节能降耗的目标。与此同时,要努力调整产业与能源结构,实现我国经济的可持续发展。”国家能源咨询委员会委员、华北电力大学副校长杨勇平在接受本刊独家专访时说。
一方面要努力挖潜 一方面要转化思路
“2001年,我国火电的平均供电煤耗率为385克/度,到2011年,这个数值已经降到330克/度,10年间供电煤耗率降低了55克/度,每年平均降低5~6克/度,这是了不起的成绩。降低供电煤耗率50克/度,就相当于节约近2亿吨标准煤。”在杨勇平看来,过去的10年,火力发电煤耗的降低对节能降耗贡献突出。
进一步降耗要靠挖潜
记者:就目前我国的单位发电煤耗水平与国外先进水平相比,有无差距?
杨勇平:有不少专家认为还有20~30克/度的差距。在数据上看,的确有这个差距,但要缩小这个差距难度越来越大。也就是说,潜力还有,但越来越小。
记者:为什么会有这样的情况?
杨勇平:10年间,我国取得了煤耗降低55克/度的成绩,是因为我们采取了一系列措施。首先,结构节能。政府采取了上大压小的措施:一方面,增加大容量、高参数的大机组。截止到2011年,30万千瓦及以上的机组已经超过总装机容量的2/3以上,这其中,超超临界的机组30多台,数量世界第一。另一方面关闭了大量耗煤在400~500克/度的20万千瓦以下的小火电共计8000万千瓦。这一增一降,使火力发电装机结构发生了根本转变:低煤耗、高转化率的机组成为主导力量,这有力促进了火电行业能效的提高。
其次,政府又采取了另外两方面的措施:技术节能和管理节能。技术节能包括采用超超临界的高效机组和各种节能技术。在管理节能方面,由于政府的严格考核,包括五大发电集团在内的火力发电企业,都在努力完善管理,希图在科学管理的基础上为降低煤耗添砖加瓦。
上面的介绍归结为一句话就是,我们几乎把可以采用的手段都用上了。下一步工作——结构节能还要继续,但空间已经越来越小;技术节能与管理节能还有潜力,但每前进一步都要付出更大的努力。
记者:那缩小差距是否还有其它制约因素呢?
杨勇平:我国煤炭品种多,质量良莠不齐;我国幅员辽阔,各种资源分布不协调。这两点是毋庸置疑的制约因素。具体说,如我国的发电设备一般都是针对某种煤炭,而现实是,煤炭供应紧张,由不得你选择煤炭,有时候,有煤就不错了。国外煤的品种、质量较有保证。这一点,与国外无法比。还有就是,在我国,不少地方富煤但贫水。这些地方水珍贵得像金子,发电只能采取节水效果明显、但煤耗相对较高的空冷技术。另外,我国火电的整体负荷只有70%,与国外先进负荷还有较大差距。缩小这个差距也受诸多因素制约。以上两点,说明今后提高火电能效要靠挖潜。
知难而进的同时 努力转化思路
根据火电行业的相关规划,到2020年,单位供电量耗煤要降至均值320克/度,降低煤耗的步伐明显慢下来了——从过去10年年均降5克/度,到下一个10年年均1克/度。降低火电供电煤耗率除了要挖潜,还得另辟蹊径。
记者:请您详细介绍一下采用空冷技术、机组的原因。
杨勇平:采取空冷技术、机组是因为我国很多富煤的地方严重缺水。如西部地区煤炭丰富,建有不少坑口电站。火电不能缺少的工艺与流程就是冷却。冷却通常用水,而现实是此地乏水。怎么办?你就得找一种不依靠用水(尽量少用水)制冷的方法。空冷就是在这种现实挑战下出现的。这种工艺、技术与水冷相比,可以节水2/3。
记者:这种工艺、技术对供电煤耗率有什么影响?
杨勇平:这在当下努力降低煤耗的现实环境下,是不得已才采用的方法。它达到节水的目的了,但单位供电耗煤量比采用水冷技术、工艺增加15~20克/度(在机组相同容量、负荷条件下)。
记者:那能不能通过科研弥补这个短板,最终接近水冷的单位耗煤量?
杨勇平:从技术层面看,可以通过不断研发新技术尽量降低单位煤耗。实践证明也可以有所作为。例如,我们和华北电力设计院、国电集团、北京首航空冷技术公司联手进行的空冷技术和工艺研究,降低了单位耗煤量4.75~7克/度。这项研究因此获得了2011年度国家科学技术进步二等奖。我们的研究还在继续,应该还有降低10克/度左右的潜力。但是不要期待空冷能达到水冷的水平——水冷也在努力研究进一步降低煤耗。现在看来,既要节水又要理想的耗煤量恐怕不太现实。
记者:在我国,水资源的紧张局势与煤炭相似,难道就真的没有办法节煤又节水?
杨勇平:虽然在技术层面难以实现既节煤又节水,但是我们可以通过转换思路来接近甚至达到这个目的。首先从设计过程上尽量缩小差距。空冷技术受外界环境影响比较明显。一项降耗技术在不太冷和很冷的不同地方耗煤量是不同的。为此,可以做一些防范措施,使机组处于相对理想的工作环境。如为了抵御恶劣天气加筑外围挡风墙;增设导流措施等。另外,使机组科学分区也可以取得相对理想的效果。我们曾将多台空冷机组进行空冷岛分区优化运行,让边上的机组功率大些,中间小些,仅仅这样的小改动就取得了较为明显的效果。
另一方面,考虑将发电产生的热充分利用起来,而不是当做负担把它白白排放掉。可以考虑采用热电联产将热传到20~30公里范围内的用热单位。如果能做到这一点,就可以达到既节煤又节水的目的。当然,有的地方可以搞,有的地方不适宜搞,那就因地制宜,开阔思路,努力向既节煤又节水的目标迈进。
正确看待“标杆”问题
记者:在火电节煤方面,国内取得了哪些显著成绩?
杨勇平:值得一提的是上海外高桥第三电厂。目前,我国火电厂的平均供电煤耗率为330克/度。该厂通过多项自主创新技术,加之采用高效燃煤发电机,供电煤耗率仅为280克/度,低于我国平均水平50克/度,实现了高于46%的供电净效率,为世界发电行业树起了“中国标杆”。它的技术也获得了2011年度国家科学技术进步奖二等奖。
记者:上海外高桥第三电厂的经验在全国推广的情况怎样?
杨勇平:这是一个遗憾。按理说,上海的经验应该被推广,但实际上,由于种种原因并没有被推广。
记者:是哪些原因导致“标杆”经验没能推广?
杨勇平:首先是机制体制上的制约使之不能被推广。其次,上海的经验是在上海特有的环境下产生的。该电厂的负责人敢于承担风险,并从设计、调试、运行等全过程参与。他们有自己的想法,设计院要按照他们的思路走;他们进行了创新,缩短了管道,改进了流程,这些做起来一般很难。再有,全国各电厂技术途径不一样,难以效仿,而且每台机组在不同的阶段采取的措施也不同。上述种种因素,使几大发电集团对它并不认可。但是,尽管如此,上海电厂经验中的技术依然可以借鉴、推广。
上海外高桥第三电厂
实现能源结构调整要在正确的时间里做正确的事
按照我国对世界的承诺以及规划,中国2020年碳排放强度降低40%~45%,非化石能源比例要达15%。而要达到这一目标,我国必须大力发展清洁能源,降低煤炭的比重。目前,煤炭在我国能源结构中占比约70%,包括核电和可再生能源在内的清洁能源占比不到10%。达到2020年清洁能源占比15%的目标已经确定。我国也正试图改变煤炭占能源消费结构绝对主导地位的现状;希望可再生能源、新能源占比有所提升。从相关数据看,2011年,我国风电年发电量为800亿千瓦时,同比增长60%以上;光伏装机容量为300万千瓦,比去年增加3倍以上;水电装机容量为2.3亿千瓦,新增装机容量1500万千瓦。从这些数字看,令人欢欣鼓舞。但结果却无法让你露出笑脸:虽然可再生能源发展迅速,但我国能源的结构性问题依然突出。据统计,2011年我国非化石能源占我国一次能源生产和消费总量的比重不升反降,约为8.7%和8%,分别比上年下降约0.5个百分点。
原因在于“水涨山也长”
在中国经典戏剧《白蛇传》中,白娘子为救许仙与法海禅师斗法,上演了一场水涨山也长的精彩、扣人心弦的好戏。然而,那只不过是一个美丽的传说而已。但这个美丽传说却准确表达了如今可再生能源与能源消费总量的增长状况。
记者:可再生能源和新能源在改变我国能源结构的力量中被寄予厚望,然而结果却并理想。为什么会出现这个局面?
杨勇平:2011年,我国能源消费总量是34.8亿吨标准煤,比2010年提高7%,可再生能源总体看上升很快但增速不及能源消费总量的增长,因此,占比不升反降。可以说,可再生能源对能源结构调整的贡献被快速上升的消费总量给稀释了。
记者:请您具体介绍一下2011年我国电力生产的情况。
杨勇平:2011年,全国水力发电量6205亿千瓦时,同比下降5.5%,减少了3000多万千瓦,成为20多年来历史最低;风电总量增长快,但吊装与并网相差悬殊,并网只有4700万千瓦,利用时间仅为1970小时;核电利用7000小时,也有所下降。而反观煤电,全年运营5200多小时,比前年增加200多小时,为此,增加煤炭消费二三亿吨。从发电量来看,煤电所占总发电量比2010年有所提升。整体看,煤发电上升,可再生能源发电减少,此升彼降,结果就是必然的了。
合理控制能源消费总量势在必行
“十二五”规划纲要明确提出“合理控制能源消费总量”。 这是一项能源供给侧管理的新手段,将影响国民经济发展的多个方面。在此约束之下,煤、电、油、气等产业发展,以及地方经济发展模式和节奏都需要相应调整。国家能源局负责人表示,“十二五”期间我国能源消费总量目标控制在41亿吨标准煤左右,用电量控制在6.4万亿千瓦时,而这个总量控制目标将分解落实到各级地方政府,总量控制目标的落实情况将作为地方考核的重要内容,并与各地新增能源生产项目和高耗能项目挂钩。
记者:合理控制能源消费总量已经处在执行层面,但是否应该控制能源消费总量还有争论。对此,应如何看?
杨勇平:我国“十二五”规划纲要明确提出合理控制能源消费总量的要求,并将体现在相关的专项规划和工作方案中。这意味着,各地能源消费总量将受到控制和考核,能源消费总量也将成为继节能减排指标之后,绷紧地方政府神经的又一根“弦”。
“十二五”规划之所以提出合理控制能源消费总量是建立倒逼机制的内在要求。控制能源消费总量将形成倒逼机制,迫使地方政府转变发展方式,通过调整产业结构和优化产业布局来提高能源效率,包括更加注重技术进步,强化管理和能源综合利用,从而控制高耗能产业发展和淘汰落后产能,减少经济发展对能源需求的压力,而不是让地方政府拉闸限电完成任务。从煤炭在我国能源结构的决定性、主导性地位来看,今后较长时期内,煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重仍将占主体地位。煤炭产业必须实施安全、高效和绿色开采,要以节能减排为突破口,合理控制煤炭能源消费总量。一句话,必须对能源消费总量进行合理控制。
记者:合理控制能源消费总量对发展可再生能源、新能源有何影响?
杨勇平:今年二月初,国家发展改革委副主任、国家能源局局长刘铁男表示,新增的可再生能源、煤矸石煤泥综合利用发电、煤层气与页岩气、余热余压发电消费量暂时不纳入能源消费总量考核统计,未来将研究开征化石能源消费税,并实现原油、天然气和煤炭资源税从价计征。这样的政策环境,对于可再生能源的发展来说是非常有利的。如果将来对原油、天然气、煤炭进行从价计征的资源税改革,将使可再生能源在价格上具有竞争优势。总之,实行能源消费总量控制,既是转变发展方式的有力武器,又是推动能源结构优化的有效途径。
发展可再生能源不能搞大跃进
记者:从可再生能源对缓解能源紧张的作用看,可再生能源依然显得软弱无力。为什么表现乏力、不如人意?
杨勇平:包括风电、太阳能等可再生能源、新能源发电都是采用新技术,而新技术的市场化无疑要经历一个艰难的过程。国家在机制、体制上应该进行深度改革,使电厂、投资商有所回报。不然,资本的获利本性的冲动会影响行业的发展。
记者:会有哪些不良影响?
杨勇平:拿风电投资商来说,由于风电装机容量与并网发电存在较大的差距,而且还存在弃风现象,使得风电没有竞争优势,风电投资商为了减少投资、获得利益,就想方设法压低机组的价格,这种压力一直传导到风机的零部件配送商,他们的价格都被打压。在这种情况下,风电机组的质量难以保证。而这样的风电机组在生产中难以保证高效率。从而形成风电价格不能让投资者获利→投资者压低机组价格→机组质量不保→生产不能顺利进行→投资商获利能力再被削弱的恶性循环之中。
记者:如何破解这个恶性循环?
杨勇平:一定要破除大跃进的思维。现在有一种不好的现象:不到示范的阶段就示范;不到产业化阶段就产业化;更有甚者打着示范的旗帜跑马圈地。在可再生能源领域,我国示范阶段的规模比国外产业化的规模还大。在这方面,必须按照科学发展的观点,到哪个阶段就做相应该做的事,没到那个阶段硬让他去做,他没有主动性,费力不说,国家还要拿出巨额补贴。与其这样,不如让他扎扎实实地干,等具备进行下一个阶段任务条件时,政府再出手推动,那时,就是水到渠成的事了。
顺势而为 努力完成“十二五”节能目标
提高煤炭能源转化率、发展可再生能源与清洁能源既是转变发展方式的有力抓手,又是实现可持续发展、提高国家竞争力的必要途径——资源压力、环境压力、国际压力都表明,节能减排是大势所趋。
践行科学发展观 摒弃唯GDP马首是瞻的固有观念
“我们的发展是要建立在低碳的基础之上,也是建立在能源资源的低消耗、对环境和生态低破坏的基础之上。在低碳发展中,我们的能源结构起着至关重要的作用,或者是核心的作用。”杨勇平在《发展低碳经济与北京能源结构调整》一文中如是说。在这里,杨勇平主要是针对北京实施“世界城市”、“绿色北京”的发展战略而言的。的确,北京在调整产业结构、优化能源消费构成方面走在了全国前列。近几年,北京加快推进能源发展方式转变和结构优化转型,取得明显成绩,煤炭消费总量得以大量削减,天然气、电力、新能源和可再生能源利用比重大幅提升,北京构建了更加安全稳定、清洁高效、多元互补、城乡协调的现代城市能源体系。
无疑,杨勇平倡导的低碳发展、调整能源结构不仅仅契合北京发展主题——在节能减排的大势下,低碳发展、绿色发展,构建资源节约、环境友好的两型社会是整个中国、乃至世界的共同主题。近两年,北京主动改变唯GDP的发展思路,积极调整产业结构——目前服务业占比已经接近80%,经济增长由投资拉动向消费拉动成功转型。这正是整个中国的发展方向。
完成“十二五”节能目标要打组合拳
根据“十二五”能源规划的要求,我国“十二五”期间能源强度下降16%,平均每年应降低3.2%。然而,2011年我国能源强度仅比2010年下降了1.6%,可谓开局不利。如何完成艰巨的节能目标?杨勇平提出要采用组合拳,多管齐下,务必完成“十二五”节能目标。
一是继续调整产业结构。目前我国一、二、三产业的比例大约是10%、47%、43%。三个产业单位GDP能耗比大约是1:6:1.5。第二产业尤其是工业耗能占比过大。我国能源供给70%依靠煤炭,而这其中的一多半为工业特别是重工业消费;第三产业占比大大低于发达国家70%的水平。我国的经济发展依然过度依靠能源消费的增加。必须调整产业结构,努力缩小第二产业比例,扩大第三产业比例。
二是把节能、提效放在更重要的位置。节能主要是对耗能企业而言,如有色金属、钢铁等,其目标是同样的产量耗能更少。提效指能源生产企业在能源生产过程中,如火力发电企业在将煤转化成电的过程中要提高系统的全环节转化与利用效率。要重视在产业末端(消费端)发力,目前,政府采取的节能家电财政补贴政策,效果明显。这方面应该持续发力。
三是提高非化石能源所占比例,努力实现“十二五”11.4%和2020年15%的目标。在这里面,要解决制约非化石能源发展中存在的问题,着力解决机制体制、技术、资金等棘手问题,令其发挥生产潜力。
四是将能源转化、传递方式、使用等做整体规划。现在做的规划都是局部的,要做全局性的区域能源规划,提高能源综合利用率。
五是加强对综合人才的培养。区域能源规划需要既懂工艺又懂节能管理的综合人才,这方面的人才比较紧缺。