論雙碳目標(biāo)下火電企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型優(yōu)化措施

費(fèi)金龍

摘要：“雙碳”目標(biāo)的提出為能源電力行業(yè)發(fā)展帶來(lái)了深刻的變革，尤其是促進(jìn)發(fā)電側(cè)企業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型方面。在對(duì)“雙碳”目標(biāo)進(jìn)行充分解讀的基礎(chǔ)上，從能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源供給、能源消納、能源信息化、新興能源技術(shù)等視角，分析該目標(biāo)為能源行業(yè)所帶來(lái)的影響。根據(jù)目前火電企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的痛點(diǎn)問(wèn)題，從企業(yè)定位、可再生能源消納、節(jié)能、成本管控、企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型等方面，提出應(yīng)對(duì)綠色轉(zhuǎn)型的策略與方法，為未來(lái)火電企業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供借鑒和思路。

關(guān)鍵詞：碳達(dá)峰;碳中和;綠色低碳;碳減排;火電企業(yè)

2020年9月，我國(guó)政府向世界承諾，力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，即“雙碳”目標(biāo)。“雙碳”目標(biāo)的提出彰顯了中國(guó)積極應(yīng)對(duì)氣候變化、走綠色低碳發(fā)展道路的堅(jiān)定決心，對(duì)未來(lái)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局和生活消費(fèi)方式等方面都將產(chǎn)生深刻的影響。尤其在能源電力領(lǐng)域，該目標(biāo)的提出將會(huì)在多個(gè)維度帶來(lái)系統(tǒng)性的變革。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)諸多能源企業(yè)響應(yīng)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的戰(zhàn)略部署，采取了各種積極的行動(dòng)，例如2021年3月，國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布碳達(dá)峰、碳中和行動(dòng)方案，全力推進(jìn)能源供給清潔化、終端能源消費(fèi)電氣化、清潔能源利用高效化。這些行動(dòng)反映出各企業(yè)在新時(shí)代背景下，為實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展、促進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)所做的初步思考與探索。

1明確火電企業(yè)的發(fā)展定位

（1）確定火電機(jī)組在線(xiàn)的最優(yōu)比例。高比例可再生能源電力的并網(wǎng)，會(huì)直接造成系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下降，嚴(yán)重威脅系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。考慮到經(jīng)濟(jì)調(diào)度和系統(tǒng)安全，在滿(mǎn)足電力供應(yīng)的前提下，需要保證一定比例的火電機(jī)組在線(xiàn)托底。必須建立較為合理的識(shí)別方法來(lái)判斷擔(dān)當(dāng)調(diào)頻任務(wù)的（在線(xiàn)）機(jī)組究竟維持何種配置比例才能同時(shí)滿(mǎn)足電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。該方法的建立可能涉及燃?xì)鈾C(jī)組配置、風(fēng)光出力預(yù)測(cè)、電力設(shè)備利用效率等諸多因素，因此托底火電機(jī)組的最優(yōu)比例需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體分析。

（2）確定備用火電機(jī)組的最優(yōu)比例。高比例可再生能源電力的并網(wǎng)接入會(huì)造成系統(tǒng)內(nèi)總的發(fā)電能力不可控，甚至?xí)蝻L(fēng)光發(fā)電出力的大幅波動(dòng)而產(chǎn)生脫網(wǎng)現(xiàn)象。因此，需結(jié)合風(fēng)光發(fā)電出力特性和最大負(fù)荷情況，合理設(shè)置系統(tǒng)的備用容量，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)預(yù)留備用的最優(yōu)比例也是需要結(jié)合經(jīng)濟(jì)性、安全性而進(jìn)行科學(xué)的預(yù)判。

（3）繼續(xù)深入推進(jìn)火電機(jī)組的靈活性改造。目前，電網(wǎng)靈活性提升主要來(lái)自于單循環(huán)調(diào)峰氣電、抽水蓄能電站、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和常規(guī)煤電靈活性改造。高比例可再生能源電力的并網(wǎng)接入，要求電力系統(tǒng)須具備能提供實(shí)時(shí)響應(yīng)的技術(shù)和資源，火電（尤其是煤電）機(jī)組進(jìn)行靈活性改造需要滿(mǎn)足電力系統(tǒng)靈活性的基本要求，改造可能涉及機(jī)組設(shè)備本體、輔助設(shè)備和各類(lèi)子系統(tǒng)，且一套機(jī)組可提供多套改造方案，每套方案之間的改造重點(diǎn)與投資成本也會(huì)存在差異。對(duì)于多數(shù)火電企業(yè)而言，進(jìn)行機(jī)組靈活性改造的關(guān)鍵點(diǎn)在于相應(yīng)投資成本及費(fèi)用的分?jǐn)偅@會(huì)影響其參與此項(xiàng)工作的積極性。應(yīng)出臺(tái)更多有利于調(diào)峰補(bǔ)償?shù)恼撸晟齐娏o助服務(wù)補(bǔ)償制度，構(gòu)建以電力用戶(hù)側(cè)為主體的輔助服務(wù)市場(chǎng);并在技術(shù)層面加強(qiáng)對(duì)電源靈活性改造的細(xì)節(jié)性研究，為進(jìn)一步促進(jìn)規(guī)模化可再生能源消納采取行動(dòng)。

2火電機(jī)組節(jié)能措施

節(jié)能降耗工作直接影響火電企業(yè)的利潤(rùn)，也是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。該項(xiàng)工作的改進(jìn)，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。

（1）熱動(dòng)系統(tǒng)。考慮對(duì)該系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，提高能量轉(zhuǎn)化率，重視熱能品位和燃料化學(xué)能品位的關(guān)系，促使能量得到充分利用。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，考慮對(duì)熱動(dòng)機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化配置和節(jié)能改造，必要時(shí)可對(duì)設(shè)備進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)。要重視針對(duì)電機(jī)、水泵、鍋爐等設(shè)備的新興節(jié)能技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，如工業(yè)通用燃燒優(yōu)化控制技術(shù)（BCS）等。

（2）環(huán)保系統(tǒng)。火電企業(yè)環(huán)保系統(tǒng)的節(jié)能，主要涉及與脫硝、煤粉清潔、水煤漿潔凈等環(huán)節(jié)相關(guān)的燃燒技術(shù)。這些燃燒技術(shù)一般都重視設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，且兼顧強(qiáng)化燃燒與污染控制雙重功效，未來(lái)針對(duì)此方向的技術(shù)研發(fā)應(yīng)該得到重視。

（3）熱電聯(lián)產(chǎn)與余熱回收。對(duì)于熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一集中供熱和提高余熱回收率，可采取的措施包括：著力推廣蓄熱與保溫新型材料的應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有設(shè)施的節(jié)能改造、充分利用低品質(zhì)熱源以提升機(jī)組運(yùn)行效率;重視對(duì)節(jié)能熱力學(xué)的研究，深入剖析熱能損失與工藝過(guò)程的關(guān)聯(lián)，提高大型火電機(jī)組的綜合能量利用效率;協(xié)調(diào)短期供熱運(yùn)行和長(zhǎng)期熱負(fù)荷水平之間的關(guān)系，充分考慮機(jī)組進(jìn)行靈活性改造前后成本及收益的變化，提高供熱企業(yè)的積極性;提高信息化技術(shù)對(duì)機(jī)組集控運(yùn)行的管控水平，推動(dòng)能效管理制度建設(shè)等。目前，煙氣、鍋爐排污水、蒸汽凝結(jié)水中的熱量回收技術(shù)尚未成熟，導(dǎo)致余熱回收效率不夠理想。

3循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化

從結(jié)構(gòu)組成上來(lái)講，循環(huán)水系統(tǒng)是火電廠系統(tǒng)構(gòu)成的重要部分之一，其運(yùn)行的質(zhì)量對(duì)發(fā)電機(jī)中汽輪機(jī)真空具有直接的影響，尤其是汽輪機(jī)安全性生產(chǎn)方面。而就發(fā)電機(jī)中循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化技術(shù)而言，其可以通過(guò)建立下述的節(jié)能優(yōu)化模型來(lái)加以實(shí)現(xiàn)：（1）明確發(fā)電機(jī)水循環(huán)節(jié)能優(yōu)化的目標(biāo)，即在確保發(fā)電廠中汽輪機(jī)熱能消耗不變的前提下，最大化發(fā)電機(jī)中循環(huán)水泵的耗電量與汽輪機(jī)組發(fā)電量之間的差額，同時(shí)為了確保優(yōu)化的合理性，還需要在優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)的過(guò)程中將水流量、水溫、管網(wǎng)的整潔度以及蒸汽負(fù)荷等諸多因素考慮在內(nèi)。（2）確定循環(huán)水系統(tǒng)的性能特征。比如明確循環(huán)水系統(tǒng)管網(wǎng)自身所持有的阻力特征;在定量排水條件下，汽輪機(jī)實(shí)際的循環(huán)水量與發(fā)電機(jī)功率之間的特征等等。（3）循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的主要方法有：對(duì)現(xiàn)有的水泵電機(jī)進(jìn)行更新和改造;配合使用葉片角度和運(yùn)行臺(tái)數(shù)的變動(dòng)等。另外，為了使機(jī)組達(dá)到最佳的真空效果，可以通過(guò)優(yōu)化真空抽氣設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前環(huán)境保護(hù)問(wèn)題是全世界面臨的重要問(wèn)題，隨著工業(yè)的不斷發(fā)展火電企業(yè)的得到快速壯大和發(fā)展，但與此同時(shí)火電企業(yè)對(duì)能源消耗比較大，并且產(chǎn)生的廢氣、廢料對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定破壞，所以做好火電企業(yè)節(jié)能減排工作成為當(dāng)前重要工作內(nèi)容。要想做好節(jié)能減排工作應(yīng)當(dāng)從政府、企業(yè)等不同方面著手，既要發(fā)揮政府部門(mén)的宏觀調(diào)控作用，同時(shí)也要發(fā)揮企業(yè)中主體作用，雙管齊下，從而不斷提高節(jié)能減排工作質(zhì)量，降低能耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

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