双碳背景下的热电行业发展思考及建议

朱水兴

杭州临江环保热电有限公司 浙江杭州 311228

摘要：“双碳”背景下的热电行业如何发展，是热电从业人员需要积极面对的现实问题。本文从热电行业发展及现状出发，分析了热电行业目前呈现的特点，以及在“双碳”和“能源双控”大环境下，为促进热电行业进一步发展，对政府、热电企业、行业协会所做下一步工作的对策建议。

关键词：双碳背景、热电行业、思考及建议

一、前言

随着国家“双碳”目标的确立和各项指导政策的出台，推动节能减排和改善生态环境成为当下社会的焦点。碳达峰、碳中和目标的确定，全国碳交易市场的启动，到去年下半年的“煤超疯”和“拉闸限电”，能源危机和能源革命伴随而来、呼啸而至。传统的燃煤热电行业在“双碳”时代何去何从，已成为摆在全体热电人面前的重大课题，需要我们冷静思考、积极探索。

二、热电行业发展阶段

热电行业发展至今，从汽轮机配置方面划分，大致经历了抽凝阶段和背压阶段。之所以以汽轮机配置作为划分，是因为热电企业作为能源转换企业，转换综合热效率很大程度上取决于汽轮机型式。背压式热电联产阶段的到来，以热定电的机组配置和运行方式，使热电联产行业做到了真正意义上的蜕变。

背压式热电最大特点是高品发电、低品供热，能源梯级利用，满足不同层次能源需求，提高了能源匹配效率。其关键点在于汽轮机排汽的凝结放热被应用于热用户产品、介质加热，完全消除了凝结器冷源热量损失，大大提高了整体能源转换效率。其缺点是机组发电量取决于供热量和供热参数，具有一定的条件限制和被动性，负荷调控能力不强，但与工业热负荷匹配。

因此，在鼓励背压式热电发展的同时，保留相当数量的高参数高效率大火电机组还是必要的。凝结器留给高参数大火电机组，可确保调峰负荷的高效性。另外，加强电网调峰能力的储能技术方面，适宜重点开展以蒸汽加热（非电加热）熔盐储能、抽水蓄能为主的技术路径，以确保储能过程能源转换效率的高效性。

三、热电行业现状及特点

从近期来看，随着能源双控的严格实施和煤炭总量的控制、煤价的疯涨，传统热电行业的生存和发展看似遇到了严重的瓶颈，有一些悲观论调。但透过现象看本质，能源供应问题的本质是“清洁、高效、低碳”，很明显，背压热电联产80%以上的可达能源转换效率、环保超低排放的改造普及，是符合未来能源发展需求的。

引用碳排放培训专家课件资料“能效是全球公认的第一能源，具有巨大开发潜力；《清洁能源—环境行动指南：针对先进能效、可再生能源和热电联产的国家方针、最佳实践和行动步骤》，美国环境保护署，2015版”，可以看出，热电联产在发达国家也受到了足够的重视。

鉴于此，结合能源供应“清洁、高效、低碳”要求，热电行业目前和未来发展趋势方面，已然呈现出“两多、两高、四低、一化”特征，具体如下：

1、“两多”。从输入端看，多燃料（资源）协同的特点，即除了传统能源煤以外，污泥、垃圾、生物质、天然气、光能、核能、页岩气、可燃冰、地沟油等，都可以成为热电联产的能源输入；从输出端看，电、热、冷、气，都可以作为能源输出匹配用户用能需求。

2、“两高”，即“高参数，高效率”，这两者是联系在一起的，最终服务于整体“高效率”，其本质是低输入、高输出、低排放。热电行业的初参数设计及应用，从中温中压、次高温次高压、高温高压、高温超高压、超高温超高压、亚临界，发展脉络与火电一样，经历了逐步提升的过程，其目的是提高做功焓降和整体热效率。从企业设备配置看，高效设备逐渐替代低效设备，节能导向明显，特别是背压式汽轮机的应用，更是突破性的标志。

3、“四低”，即“低热损、低电损、低㶲损、低排放”。“低热损”，减少热电生产过程热量损失，是常见的提高能源转换效率的措施，比如减少热介质泄漏、余热余汽回收利用、设备管道保温、提高燃烧效率、降低排烟温度等。“低电损”，目前也采取了很多措施，最常见的是变频调节，也有低阻力设计、电气节能、永磁电机、空气悬浮、磁悬浮等各种新技术应用，目的是节省厂用电，增加电能输出和供给。“低㶲损”是减少做功能力损失的各种措施，传统上，运行中提高初参数、降低排汽参数是常规手段，而未来，利用螺杆发电、小型汽轮机技术等减少节流减压装置的㶲损，利用余压，将㶲损转变为电能，是前景广阔的节能新领域，有待于大家的共同探索，比如减温减压器、减压阀、节流阀、调节阀等。“低排放”，即减少热电生产过程中对大气、水、土壤等环境的污染和破坏，切实履行企业社会责任，推动绿色发展。

4、“一化”，即智能化。机器取代人工、自动控制取代人工控制，并利用网络、大数据、算法等判断预测，提高运行控制前瞻性、精准性

和经济性，是热电企业未来发展的方向。

四、对策建议

充分认识能源发展和能源变革的趋势，今后清洁能源是大方向，但相对于分产，联产仍是具有相对优势和顽强生命力的方式。在一定的未来时期内，热电企业的机遇还是大于风险，由此建议：

（一）政府层面：

1、坚定支持和鼓励热电特别是高参数背压式热电发展，严格区分热电联产与小火电，淘汰小火电，推动高效火电融合发展。某些火电机组的供热探索，正是这一融合趋势的体现。总的原则就是减少冷源损失，提高火力发电整体效率。

2、加强能源规划，提高能源使用集中度和匹配度，提升匹配效率和规模效应。有条件实现能源集中、联合供应的区域，尽量实现多能联产、联供，贯彻能源集中化、规模化、梯级化利用原则。

3、出台政策淘汰纯供热锅炉房和低参数、低效率热电机组，强制热电行业转型升级。目前，各地还存在着不少次高温次高压及以下参数机组、供热锅炉房，应尽早完成改造升级任务。

（二）企业层面：

1、提高认识，增强行业发展信心。能效是最清洁能源，在输入不变的前提下，通过提高能源转换、输送和使用效率，新增的能源输出是近乎于零代价的，这是最可宝贵的。背压式热电联产的极限综合热效率可达89%左右，目前为止，这是惊人的高度。

2、大力开展企业内部节能减排技术改造，增收节支，提升核心竞争力和市场适应力。随着节能理念的不断革新，新技术的开发应用层出不穷，同时，碳排放交易的全面实施，给企业带来了压力和动力，组织技术改造，充分挖掘内部节能潜力，正当其时。

3、推动智能化改造，提高自控水平。近期，从浙江省热电企业智能化改造典型案例看，以上海全应科技和北京和隆优化为代表的两种流派均有了各自的应用，也有个别热电企业自主探索提高自动化水平的途径。总之，随着测量、传感、数据、算法、控制、网络技术的不断发展，新的智能化浪潮也必将席卷热电行业。

（三）行业层面：

1、利用政府平台数据，结合行业标准，深化热电企业能效分析，为政府和企业提供决策依据。随着国家、省、市能源监测平台的投入使用和完善，政府、协会层面对行业整体运行的效率有了准确的了解和判断，协会可利用专业优势，为政府出谋划策。

2、搭建政府和企业间桥梁纽带，做好互通、互动工作。定期组织交流会，增进了解。

3、促进企业交流，推广科技成果。利用年会、成果发布会、技术交流会和微信平台，促进行业技术交流。

4、完善热电行业标准，适应“两多”新情况，并开展对“热化供电率”、“售热标煤耗”等指标的研究和统计。

5、更新设计思路，从设计院开始，加强对设计阶段热电企业节能理念、原则和措施的改进，源头上把控节能导向，减少重复投资，主动适应双碳时代新要求。

五、结语

日前，国家能源局出台了《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》及《全国煤电机组改造升级实施方案》，明确了打造高效先进煤电机组的目标和途径，也同样起到了增强整个火力发电行业包括热电行业发展信心的作用。只要政府、企业、行业三方凝聚共识、共同努力，热电行业的未来发展前景可期。

参考文献：

1. 杨义波等，《热力发电厂》，北京：中国电力出版社，2010版

2. 《清洁能源—环境行动指南：针对先进能效、可再生能源和热电联产的国家方针、最佳实践和行动步骤》，美国环境保护署，2015版

3. 李青、张兴营、徐光照编，《火力发电厂生产指标管理手册》，北京：中国电力出版社，2007版