热电行业如何挖掘降碳空间？

热电行业是我国基础性能源产业，规模大、碳排放量最大，节煤降耗、降本增效、减少碳排已经成为企业生存和发展的关键。

 

“十四五”是实现“双碳”目标的关键时期，热电行业作为能源领域的重要组成部分，面临转型发展的重大任务。这一行业是我国基础性能源产业，规模大、碳排放量最大，节煤降耗、降本增效、减少碳排已经成为企业生存和发展的关键。

 

作为电力生产和消费大省，山东省的“双碳”之路任重道远，找到有效的降碳路径是关键。山东省节能协会副会长、山东省热电设计院院长刘博在日前召开的第十五届热电行业发展论坛上表示，热电行业是工业领域最重要的组成部分之一，同时也是经济社会高质量发展的重要支撑,“双碳”目标对我国热电行业的发展提出了新的更高要求。

 

“加法”“减法”互相配合

 

山东省是全国第一煤电大省，煤电装机规模达1.1亿千瓦，装机容量占全国的9.5%，其中热电装机比重超过3/4，全省热电供热量达14.4亿吨，居全国第一位。山东同时也是全国第一碳排放大省，2020年全省碳排放量达9.36亿吨，约占全国碳排放总量的9%。其中，该省电力行业碳排放总量达4.13亿吨，占全省碳排放总量的44%。因此，山东省热电行业面临着高碳排放压力。

 

今年初，山东省印发《山东省建设绿色低碳高质量发展先行区三年行动计划（2023——2025 年）》，提出到 2025年，全省非化石能源消费占比提高到13%左右。

 

对此，山东采取的措施主要有两个，一个是做“加法”，另一个则是做“减法”。“做加法就是增加新能源，比如发展海上风电和光伏发电，增加装机量。到‘十四五’末，山东省的新能源装机量将达到9000万千瓦。”刘博说，做“减法”则是淘汰现有的落后产能，主要围绕30万千瓦以下的煤电机组。

 

值得注意的是，山东省日前出台的《2023年“稳中向好、进中提质”政策清单（第一批）》还明确，鼓励加快推动30万千瓦以下煤电机组关停并转，对2022—2025年关停退出小煤电机组的企业，每千瓦分别给予50元、40元、20元、10元的财政资金奖励。

 

科学适度建设分布式机组

 

截至2022年底，我国电力装机规模达25.6亿千瓦，其中煤电装机规模达11.2亿千瓦，可再生能源装机规模达12.13亿千瓦，可再生能源装机量首次超过煤电。刘博指出：“这意味着，煤电行业特别是热电行业的转型，不能一味做减法，要有更高要求，想办法提升效率和优化结构。”

 

刘博建议在山东省科学适度地建设分布式燃煤背压机组。与大型供热机组不同，分布式热电将在“以热定电”模式基础上逐步过渡为提供热、电、冷、气等多联供、多能互补的综合能源供应商。

 

“由于定位不同，大型热电大多建设在离城市或用能中心较远的位置，其布局无法全部覆盖所有供热区域，如实施长输供暖，则经济性极差。分布式热电点多面广，靠近用能负荷中心，减少了长距离输送能源的损失，具有较好的经济性。”刘博指出，山东省分布式热电中燃煤热电厂为296家，生物质热电厂为130家，其他还有利用钢铁余气热电、新建分布式燃机热电等。这些分布式热电厂位于工业园区、工矿企业和城市周边，广泛服务造纸、印染、纺织、橡胶、化工、钢铁等行业，同时又是居民集中供热的绝对主力。

 

“同时，分布式燃煤背压机组效率高、煤耗低，有的供电煤耗甚至可以控制在200g/Wh以内。”刘博表示，近期国家一系列政策文件鼓励煤电企业向“发电＋综合能源服务型企业和多能互补企业”转型。山东省分布式热电企业大部分以煤电为主，生物质、垃圾、燃气为辅，同时分布式热电企业点多面广量大，具备能源利用效率高、靠近用能侧布置、人才储备和硬件设施配套健全等先天优势，因此，可以积极引导分布式热电向综合能源供应商转型。

 

智能化升级是必然趋势

 

除了提高分布式热电利用规模外，借助智能化手段将帮助热电行业进一步突破效率天花板，拓宽节能降碳空间。

 

在上海全应科技有限公司技术副总裁熊杰看来，热电产业碳排放量大，亟需朝着清洁化方向转型升级。利用先进数字技术赋能生产过程提升热电生产效率，节煤降耗、减少碳排放已成为热电行业的热门话题，热电行业的智能化转型升级成为必然趋势。

 

事实上，近年来，在热电生产过程中，行业已开始从燃料的清洁化角度入手，提高生产效率，同时在锅炉和余热回收等设备上做了大量技术改造，进一步提升能效。目前，我国热电锅炉设备全球领先，且随着热电厂数年来的技术改造，锅炉的燃烧效率平均已达90%以上。

 

“值得关注的是，当燃料清洁化利用水平已相对固定、设备改造已到一定程度时，智能化转型升级将为热电生产在运行、参数等方面带来更大的技术突破。”熊杰表示，以热电工业机理为基础，以工业大数据和人工智能为核心，与热电生产过程紧密结合，构建热电生产过程端到端数字孪生模型，能实时计算出更优的生产控制参数，为热电生产企业提供实时在线的全局生产过程优化与控制，有效提升热电企业的生产效率。

 

对热电生产企业各个生产环节的数据采集、建模从而实现生产流程的全局优化，可弥补以往人工操作模式造成的浪费和损失，通过智能化手段实现2%-5%的能效提升。“如果一家企业燃煤成本约2亿元，能效提升1%就可节省200万元。同时，除了节省燃煤成本，还会带来水、电等其他环节的成本下降。”熊杰表示。