碳中和目标下新建H级燃机项目节能报告编制要点研究

郑金健

（云浮市节能中心，云浮527300）

2020年9月22日，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话提出“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和”。碳中和的实现，必须坚持“开源节流”，“开源”即是优化能源结构，近期目标是提高天然气占比，中远期目标是提高风、光、水、核电以及氢能源［1］（能源法征求意见稿将氢列入能源范畴）等可再生能源或清洁能源占比；“节流”即是强化节能增效，加快先进适用节能技术更新及应用，提高能源利用效率。所以，以天然气为燃料的发电项目建设会迎来一个大发展契机，其中H 级燃气燃气-蒸汽联合循环发电项目以其高效的能源利用效率和较低的碳排放，发展前景看好。

本文以某新建H级2×800 MW 级燃气-蒸汽联合循环热电联产机组项目为例，通过研究节能分析、能效水平分析、能源消费影响分析等内容，提出项目节能报告编制应注意的要点和建议。

1 节能审查

节能审查，是指节能审查部门根据节能法律法规、政策标准等，对固定资产投资项目节能情况进行审查并形成审查意见的行为。目前，节能审查意见作为项目动工建设的必要条件，是项目建设必不可少的关键一环，尤其是在当前碳达峰碳中和大目标以及国家能耗双控大政策下，高质量编制好项目节能报告、顺利通过政府的节能审查对项目推进十分重要。

1.1 《办法》与《指南》

就广东地区而言，项目节能审查所依据的是《广东省固定资产投资项目节能审查实施办法》［2］，它是国家办法［3］的进一步细化，划定了需要进行节能审查的项目类型、审查程序等。项目节能报告编制参考《固定资产投资项目节能审查系列工作指南》（2018 年本）［4］，《指南》对节能报告的编制进行了详尽的分析指导。节能审查流程如图1所示。

图1 节能审查流程图Fig.1 Energy saving review flow chart

2 项目摘要

项目摘要是节能报告的核心内容呈现，包括用能指标、能效指标、能耗影响等关键内容，是专家评审和政府审查首先关注的部分。摘要中有关指标应是采取节能措施后的数据。

2.1 主要耗能及产出能源品种

燃气热电联产主要消耗能源为天然气，产品为电能和蒸汽（热）。天然气根据项目实测天然气低位发热量折标系数取1.163 2 kgce/m3；根据《综合能耗计算通则》（GB/T 2589—2020），电的当量值折标系数采用0.122 9 kgce/kWh，蒸汽（热）的当量值折标系数采用0.034 12 kgce/MJ［5］，需要注意以下四点：一是电的等价值折标系数采用本项目的实际核算发电煤耗，这与其他类型的节能报告中使用省市统计部门公布的年度发电煤耗有所区别；二是热力的等价值折标系数采用本项目的实际核算供热煤耗；三是项目的综合能源消费量不包括本项目回收的余热、余能在本项目的利用量；四是耗能工质不计算在能源消费量中。

2.2 主要能效指标

涉及到燃气热电联产的能效指标主要有：综合热效率（%）、热电比（%）、供热煤耗（kgce/GJ）、发电煤耗（gce/kWh）、供电煤耗（gce/kWh）等。能效指标的计算首先要找到本行业最新的标准规范文件。针对燃气热电联产项目，暂无国家能耗限额标准可以对标，可参照地方标准有：北京市的《热电联产（燃气）单位产品能源消耗限额》（DB11/T 1456—2017）；地方文件有：广东省发展改革委《关于印发推进我省工业园区和产业集聚区集中供热意见的通知》（粤发改能电〔2013〕661 号）、广东省发展改革委关于印发《广东省建筑、电力、钢铁、石化、水泥行业固定资产投资项目能评对标准入值》（试行）的通知（粤发改资环〔2015〕413号）。上述文件即是本项目能效对标的基准。需要注意的是耗能工质不计算在能源消费量中，但计算单位产品能耗时是否包括耗能工质，视指标的具体规定（标准规范等）而定。

2.3 能耗双控影响

“双控”即是“能耗增量控制”和“能耗强度控制”。双控目标的获取可参考省市县政府部门能耗双控五年计划的实施方案等文件。某项目建设2×800 MW 级燃气-蒸汽联合循环热电联产机组，其能源消费量核算为378 170.32 tce，需要交由省级部门审查，对所在地能耗双控目标的影响必须至少分析项目上马后对省市两级完成双控目标的影响，同理，交由地市审查的项目，必须至少分析项目上马后对市县两级完成双控目标的影响。

3 建设方案和节能措施

建设方案主要围绕节能进行比选分析［6］，需要注意：生产工艺、用能工艺和主要用能设备要满足有关标准、规范及能效标准，选择节能产品，充分考虑项目整体用能统筹和充分利用；工艺方案要符合行业规划、准入条件、节能设计规范等；项目总平面布置要有利于过程节能、方便高效、减少工序和产品单耗；配套控制系统、建筑、给排水、照明及其他辅助生产和附属生产设施等要与主要生产系统高效衔接协调，符合相关节能设计标准、规范；能源计量器具配备完整，符合标准。

方案节能措施上建议科学合理采用《国家发展改革委重点节能低碳技术推广目录》（2017 节能低碳部分）和《广东省节能技术、设备（产品）目录》（2020年本）。高耗能项目的用能设备应达到一级能效水平。

3.1 项目建设内容

某项目建设 9H 级 2×800 MW 级燃气-蒸汽联合循环热电联产机组，采用一拖一多轴方案，两套联合循环机组为抽凝机组，汽轮机为三压再热抽汽凝汽式供热蒸汽轮机，配套的余热锅炉为无补燃、三压、再热、卧式、自然循环的余热锅炉。设计热负荷参数为低压供热蒸汽：压力1.5 MPa（g），温度290 ℃，流量880 t/h。主机配置GE 公司9HA.02 燃机机型。

3.2 项目主要节能措施

节能措施要有针对性提出经济合理、技术可行的具体可操作的建议。某项目主要节能措施如表1所示。

4 能源消费情况核算及能效水平评价

项目能源消费情况核算时核算采取节能措施后的项目年综合能源消费量。基础数据计算要有详细的基本参数支撑，项目年综合能源消费量、年综合能源消费增量、主要能效指标等计算边界要符合标准规范［7］。年综合能源消费量和年综合能源消费增量两个数值需要分别计算当量值与等价值。主要能效指标要按照标准要求进行计算对标。具体计算方法参照《热电联产（燃气）单位产品能源消耗限额》（DB11/T 1456—2017）、《火力发电厂技术经济指标计算方法》（DL/T 904—2015）、《火力发电厂厂用电设计技术规程》（DL/T 5153—2014）等。

表1 主要节能措施Tab.1 Main energy saving measures

4.1 能源消费情况核算

在此项目中，根据机组设计参数，年运行小时数为5 000 h；保证工况100%燃机负荷（额定供热）条件下，单台机组毛出力为705.6 MW、每小时耗气量为144.713 kNm3；据热负荷参数设计换算可得机组供热蒸汽热量为2.651 4 TJ/h；厂用电率为1.69%。则项目年综合能源消费量计算结果如表2所示。

4.2 能效指标计算

4.2.1 综合热效率

综合热效率是指统计期内供热量和供电量的当量热量之和与总标准煤耗量对应热量的百分比［8］，计算公式如（1）：

式中：ηo为综合热效率（%）；∑Qgr为机组供热量（kJ）；Wg为机组供电量 （kWh）；Bs为统计期内耗用天然气量（m3）；Qar为天然气的低位发热量（kJ/m3）；3 600为电力单位低位热量（kJ/kWh）。

表2 项目年综合能源消费量Tab.2 Annual comprehensive energy consumption of the project

4.2.2 热电比

热电比是指统计期内电厂向外供出的热量与供电量的当量热量的百分比，计算公式如（2）：

式中：R为热电比（%）。

4.2.3 供热比

供热比是指统计期内汽轮机组向外供出的热量与汽轮机组总热耗量的百分比，计算公式如（3）：

式中：α为供热比（%）；∑Qsr为汽轮机组总热耗量（kJ）；K为机组锅炉效率，取90%（直接由汽轮机抽出供热，不考虑热网首站换热效率）。

4.2.4 供热煤耗

供热煤耗是指机组每对外提供1 GJ的热量平均耗用的标准煤量［9］，计算公式如（4）：

式中：br为供热煤耗（kgce/GJ）；Bb为统计期内耗用天然气折标煤量（tce）；∑Qgr为机组供热量（GJ）。

4.2.5 发电煤耗

发电煤耗是指机组每产出1 kW 电能平均耗用的标准煤量，计算公式如（5）：

式中：bf为发电煤耗（gce/kWh）；Wf为统计期内机组发电量（kWh）。

4.2.6 供电煤耗

供电煤耗是指机组每对外提供1 kW 电能平均耗用的标准煤量，计算公式如（6）：

式中：bg为供电煤耗（gce/kWh）；Lfcy为发电厂用电率（%）。

4.3 能效水平评价

根据以上计算公式，项目能效指标值计算结果如表3 所示。经对标相关文件标准可以看出，项目综合热效率和热电比满足相关文件新建准入条件，供热煤耗和供电煤耗指标值均优于国内先进值，项目能效水平达到国内行业先进水平。同时，项目供电煤耗满足广东省内关于电力能评对标准入值文件（试行）条件，远优于文件规定的引导值220 gce/kWh［10］的规定。

表3 项目能效水平指标Tab.3 Project energy efficiency index

5 能源消费影响分析

目前的评价体系主要是通过测算的项目年综合能源消费（总量）增量、单位增加值能耗两个指标分别与所在地能耗增量控制目标、能耗强度降低目标进行定量计算m和n，并分析其影响程度。能源消费影响判定表如表4所示。

表4 能源消费影响判定表［4］Tab.4 Energy consumption impact judgment table

5.1 现行m和n计算方法

m值计算公式如（7）：

式中：m为项目年能源消费增量占所在地能耗增量控制目标的比例（%）；ip为项目年能源消费（总量）增量；is为所在地能耗增量控制目标。

n值计算公式如（8）：

式中：n为项目增加值能耗对所在地能耗强度的影响比例；a为上一个五年计划末年项目所在地能源消费总量（tce）；b为上一个五年计划末年项目所在地生产总值（万元）；c为上一个五年计划末年项目所在地单位GDP 能耗；d为项目年综合能源消费量（tce）；e为项目年增加值（万元）。

5.2 注意问题

1）ip为项目年能源消费（总量）增量对应的分别是新建项目和改扩建项目，取等价值。

2）is为所在地能耗增量控制目标，该目标应该是实时更新的，在五年计划内某项目审批前已通过的其他项目所产生的能耗新增量应在增量控制目标中予以扣减。

3）单位GDP 能耗值是等价值，所以a和d均取等价值，同时不能混淆总产值和增加值。

4）公式（8）中数据均取上一个五年计划末年，如本项目是计划“十四五”上马，取所在地2020年相关数据即是。

5.3 两点建议

1）对于m和n计算，从笔者多年行业经验发现，很多编制单位没有进行取百分数，究其原因一个是不够细心，另一个就是现行计算公式存在歧义，建议修改如下：

式中：m为项目年能源消费增量占所在地能耗增量控制目标的比例（%）。

式中：n为项目增加值能耗对所在地能耗强度的影响比例（%）。

2）政府部门审查时，除了关注项目能效水平，更关注项目增加值能耗强度，项目的单位增加值能耗（等价值）是与对所在地单位GDP 能耗（等价值）相对应比较的。但目前缺乏针对该项指标的详细评价体系。建议参考能效指标对标评价体系，完善各行业的单位增加值能耗指标对标评价体系。

6 结 论

节能报告编制是一项政策性、专业性、系统性、跨领域、全方位的技术性工作，编制人员需要熟悉产业政策、地方规划、行业发展、节能技术、经济理论等。文中主要以新建燃气热电联产项目节能报告编制为例，通过对项目摘要、能源消费量核算和能效评价、能耗双控目标影响分析等方面内容分析进行研究，提出了报告编制的要点和建议，为节能报告编制和审查单位提供参考和指导。