中國擁有世界最大的超低排放火電廠群——火電廠轉(zhuǎn)型“綠電廠”

在不少人的印象中，火電廠是冒著黑煙的落后產(chǎn)能。事實(shí)上，伴隨中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)取得長足進(jìn)步，許多傳統(tǒng)火電廠已變身“綠電廠”，成為行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型的先進(jìn)樣本。

縱觀今天國內(nèi)的火電廠，清潔低排、環(huán)境友好已成為突出特點(diǎn)。中國企業(yè)以一系列先進(jìn)技術(shù)裝備設(shè)施，建成世界最大的超低排放火電廠群，掀開綠色火電新篇章。更清潔高效利用煤炭、更綠色環(huán)保運(yùn)營電廠，成為中國堅(jiān)定推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的生動(dòng)注腳。

火電廠節(jié)能減排成效顯著

走進(jìn)國家能源集團(tuán)江蘇常州電廠，一輛輛污泥運(yùn)輸車把城市污泥緩緩倒入全密閉式污泥處理車間，這些污泥經(jīng)過處理后，與燃煤均勻摻混，作為原料為機(jī)組發(fā)電提供動(dòng)力。

“作為過去的傳統(tǒng)火電廠，我們正積極向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型，和地方政府簽訂了城市中水處置協(xié)議，對城市污泥進(jìn)行資源化、無害化、規(guī)?；茫鰺o廢城市建設(shè)的參與者。”國家能源集團(tuán)江蘇常州電廠有關(guān)負(fù)責(zé)人說。

浙江樂清灣畔，坐落著國內(nèi)首座國產(chǎn)百萬千瓦級超超臨界火力發(fā)電廠。藍(lán)色的廠房、240米高的煙囪與周圍的青山綠水融為一體。“煙囪冒著的白煙主要是水蒸汽，溫度再高些就會(huì)變成透明氣體。燃煤燃燒后產(chǎn)生的氣體，經(jīng)過了脫硫、脫硝、除塵等處理，達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，燒煤和燒天然氣一樣清潔?！比A能玉環(huán)電廠廠長劉艷貴介紹。

作為傳統(tǒng)火電廠綠色轉(zhuǎn)型的代表之一，華能玉環(huán)電廠承擔(dān)著浙江省統(tǒng)調(diào)機(jī)組10%的發(fā)電任務(wù)。早在2016年，玉環(huán)電廠就已率先完成超凈排放改造，大氣污染物排放量大幅削減。同時(shí)，電廠自主研發(fā)建成了國內(nèi)首套污泥、固廢直燃摻燒系統(tǒng)。目前電廠已有4套工業(yè)固廢燃燒裝置和2套污泥直摻鍋爐磨煤機(jī)裝置，固廢和污泥日處置能力可達(dá)到300噸以上。

“我們在完成超低排放改造后，也在積極探索成為綜合能源服務(wù)供應(yīng)者。目前已經(jīng)建成年供熱量達(dá)50萬噸的超長距離供熱項(xiàng)目，供熱管線長約40公里，為醫(yī)藥、化工等行業(yè)提供生產(chǎn)性用熱，為醫(yī)院、學(xué)校、社區(qū)等場所提供生活性用熱?！眲⑵G貴介紹，截至今年3月，項(xiàng)目累計(jì)供汽量已達(dá)108.27萬噸，累計(jì)節(jié)約標(biāo)煤13.2萬噸，減排二氧化碳34.32萬噸，相當(dāng)于種植闊葉林約1900公頃。

實(shí)現(xiàn)全流程管控污染物超低排放

從傳統(tǒng)高排放高污染的火電廠轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)境友好的“綠電廠”，實(shí)現(xiàn)超低排放是關(guān)鍵一步。

位于海南樂東黎族自治縣的國家能源集團(tuán)樂東電廠，是全省首家達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)的電廠。在這里，燃煤燃燒后，機(jī)組出口煙氣中的氮氧化物、二氧化硫排放量均控制在每立方米10毫克以內(nèi)，出口煙氣粉塵排放量控制在每立方米1毫克內(nèi)。機(jī)組運(yùn)作產(chǎn)生的灰渣、石膏等固體廢物還能實(shí)現(xiàn)100%利用，顆粒物及噪聲等無組織排放均達(dá)到世界標(biāo)準(zhǔn)。

“跟傳統(tǒng)火電廠相比，現(xiàn)在多數(shù)火電廠有個(gè)共同特點(diǎn)，就是‘超低排放’?！眹夷茉醇瘓F(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者。通俗來說，超低排放是指燃煤機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組排放水平，污染物排放總量低，氮氧化物可以實(shí)現(xiàn)燃用天然氣的環(huán)境效益。超低排放是相對于傳統(tǒng)火電排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)更低的排放限值管控，一般指在基準(zhǔn)氧量6%條件下，燃煤機(jī)組顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等大氣污染物排放濃度限值分別為10、35、50毫克/立方米，相較《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》重點(diǎn)區(qū)域執(zhí)行的特別排放限值(顆粒物、二氧化硫、氮氧化物分別為20、50、100毫克/立方米)，分別降低了50%、30%、50%，是目前國際上最嚴(yán)格的火電排放限值要求。

從全國范圍看，多數(shù)火電廠已達(dá)成超低排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報(bào)告2023》，截至2022年底，全國達(dá)到超低排放限值的煤電機(jī)組約10.5億千瓦，占煤電總裝機(jī)容量比重約94%。2022年，全國電力煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放量分別比上年降低19.4%、13%、11.6%。

觀察火電廠運(yùn)作全流程，脫硫、脫硝、除塵屬于污染物排放的末端治理。目前，中國已形成成熟的超低排放技術(shù)路線，煤電污染防治技術(shù)領(lǐng)先全球。而在燃煤電廠污染物排放的源頭控制和過程管控方面，中國也已取得不少積極成效。

“源頭控制就是控制燃煤質(zhì)量，從源頭上減少污染物生成，從這方面看，近些年中國在煤炭洗選領(lǐng)域取得長足進(jìn)步，煤炭洗選技術(shù)和裝備都已達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中重介質(zhì)選煤技術(shù)在全國獲得了大面積推廣和應(yīng)用，煤炭入選率也實(shí)現(xiàn)了快速提升，為源頭控制提供了良好的技術(shù)和裝備條件?！眹夷茉醇瘓F(tuán)上述負(fù)責(zé)人說。

再看過程管控環(huán)節(jié)。過去，燃煤機(jī)組煤耗是造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的原因之一。伴隨多地積極推進(jìn)煤電機(jī)組“三改聯(lián)動(dòng)”，不少高煤耗、高污染的落后小機(jī)組、小鍋爐已被淘汰，新建火電項(xiàng)目主要為大容量、高參數(shù)機(jī)組。根據(jù)電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院發(fā)布的《中國電力發(fā)展報(bào)告2023》，“十四五”前兩年，煤電“三改聯(lián)動(dòng)”改造規(guī)模合計(jì)超過4.85億千瓦，完成“十四五”目標(biāo)約81%。其中節(jié)能降碳改造1.52億千瓦、靈活性改造1.88億千瓦、供熱改造1.45億千瓦。根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，“十四五”期間，全國將持續(xù)推進(jìn)煤電“三改聯(lián)動(dòng)”，改造規(guī)模合計(jì)6億千瓦左右。

技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)行業(yè)轉(zhuǎn)型

火電廠到“綠電廠”的轉(zhuǎn)身，離不開多項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)的支撐。生態(tài)環(huán)境部有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，近年來，中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)取得長足發(fā)展，為深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)提供了重要保障。其中，新技術(shù)新成果不斷轉(zhuǎn)化應(yīng)用，有力支撐了污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)。火電廠超低排放、大型垃圾焚燒、燃煤煙氣治理技術(shù)裝備達(dá)到世界領(lǐng)先水平，中國已建成世界上最大的超低排放火電廠群。

如今，中國各項(xiàng)環(huán)保新技術(shù)新成果不斷轉(zhuǎn)化應(yīng)用，有力支撐引領(lǐng)行業(yè)邁向低碳發(fā)展。在江西贛州，華能秦煤瑞金電廠擁有國內(nèi)首創(chuàng)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全國產(chǎn)安全智能型DCS/DEH一體化、全廠主輔一體化分散控制系統(tǒng)技術(shù)，這里的燃煤機(jī)組是國內(nèi)首個(gè)應(yīng)用基于國產(chǎn)芯片和國產(chǎn)操作系統(tǒng)的二次再熱燃煤機(jī)組，標(biāo)志著中國高參數(shù)、大容量發(fā)電領(lǐng)域核心控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)完全自主可控。在廣東深圳，媽灣電廠通過汽輪機(jī)通流技術(shù)改造、“低壓變頻、低壓上船”岸電模式等手段，大幅降低機(jī)組發(fā)電污染物排放量。同時(shí)，電廠通過磨煤機(jī)組節(jié)能改造、工業(yè)廢水處理設(shè)施升級改造等，有效達(dá)成節(jié)能目的，每年減少電費(fèi)、水費(fèi)等成本支出超百萬元。

“積極改造煤電機(jī)組、推動(dòng)火電廠向低碳轉(zhuǎn)型，是因?yàn)榛痣娫谀茉幢９┲姓紦?jù)重要地位。”劉艷貴說，如今，以風(fēng)、光為主的新能源裝機(jī)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，而煤電具備全時(shí)段的頻率穩(wěn)定性和出力可調(diào)性，是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，仍將在未來很長一段時(shí)間里發(fā)揮兜底保障和靈活調(diào)節(jié)作用。

“當(dāng)下，我國煤電機(jī)組超低排放系列技術(shù)日益成熟并得到廣泛應(yīng)用。國家大力推動(dòng)火電廠超低排放，進(jìn)一步推動(dòng)化石能源減污降碳清潔發(fā)展，既是寄望于火電在化石能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮示范引領(lǐng)作用，也是明確在能源轉(zhuǎn)型的大戰(zhàn)略中，火電將繼續(xù)發(fā)揮能源保供 ‘壓艙石’‘穩(wěn)定器’的功能?！眹夷茉醇瘓F(tuán)上述負(fù)責(zé)人說。

《2024年能源工作指導(dǎo)意見》提出，持續(xù)推進(jìn)煤炭開發(fā)節(jié)能降碳，加快煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，大力建設(shè)瓦斯抽采利用規(guī)?；V區(qū)和示范項(xiàng)目。繼續(xù)實(shí)施煤電“三改聯(lián)動(dòng)”，穩(wěn)妥有序淘汰落后產(chǎn)能。今后，伴隨“三改聯(lián)動(dòng)”等改造規(guī)劃有序推進(jìn)，更多先進(jìn)節(jié)能技術(shù)逐步落地，火電行業(yè)將繼續(xù)在能源保供和綠色轉(zhuǎn)型領(lǐng)域發(fā)揮積極作用，為中國如期實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供可靠支撐。(記者 廖睿靈)

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煤電“三改聯(lián)動(dòng)”

煤電行業(yè)是中國電力領(lǐng)域中二氧化碳排放的重點(diǎn)行業(yè)，清潔高效利用煤炭資源是深入推進(jìn)能源革命的重要一環(huán)。

2021年10月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《全國煤電機(jī)組改造升級實(shí)施方案》，進(jìn)一步提出大力推動(dòng)煤電節(jié)能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯(lián)動(dòng)”，并設(shè)置了煤電“三改聯(lián)動(dòng)”的時(shí)間表和路線圖。預(yù)計(jì)“十四五”期間，煤電節(jié)能降碳改造規(guī)模不低于3.5億千瓦、供熱改造規(guī)模力爭達(dá)到5000千瓦、靈活性改造完成2億千瓦。

簡單來說，“三改聯(lián)動(dòng)”就是針對煤電機(jī)組進(jìn)行的三種技術(shù)改造：節(jié)能降碳改造是為了讓煤電機(jī)組降低度電煤耗和二氧化碳排放;供熱改造是為了讓煤電機(jī)組能夠承擔(dān)更多的供熱負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)對低效率、高排放的分散小鍋爐的替代;靈活性改造是為了讓煤電機(jī)組進(jìn)一步提升負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，為新能源消納釋放更多的電量空間，并幫助電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

“雙碳”目標(biāo)下，中國煤電行業(yè)既要發(fā)揮兜底保障作用，又要不斷提升清潔高效發(fā)展水平，“三改聯(lián)動(dòng)”是關(guān)鍵一步。目前，各地正多措并舉推進(jìn)煤電機(jī)組“三改聯(lián)動(dòng)”，助力新型電力系統(tǒng)構(gòu)建，推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型。(記者 孫懿整理)