節(jié)能減排如何破解“三高”之困？

走進(jìn)上海外高橋第三發(fā)電公司(以下簡(jiǎn)稱“外三”)的廠區(qū)，一塊大屏幕滾動(dòng)顯示著實(shí)時(shí)排放指標(biāo)(單位：毫克/立方米)：二氧化硫18.43，氮氧化物15.76，煙塵9.62。這不僅是“全球最清潔的火電”，甚至遠(yuǎn)低于天然氣發(fā)電的排放指標(biāo)。近年來，通過堅(jiān)持不懈的創(chuàng)新，外三解開了火力發(fā)電在環(huán)保、耗能、效益上不能兼顧的死結(jié)，在全世界樹起了節(jié)能減排的標(biāo)桿。尤其對(duì)“多煤少油缺氣”的中國(guó)而言，外三闖出了一條清潔高效利用煤炭的現(xiàn)實(shí)路徑。

按照我國(guó)最新實(shí)施的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，煤電廠氮氧化物、二氧化硫、煙塵排放量分別不得高于100毫克/立方米、50毫克/立方米、30(特定地區(qū)20)毫克/立方米，其嚴(yán)格程度已遠(yuǎn)超美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家水平。外三電廠的排放，更遠(yuǎn)低于“史上最嚴(yán)”新國(guó)標(biāo)。傳統(tǒng)火電對(duì)于二氧化硫等污染氣體的減排要付出相當(dāng)?shù)哪芎模馊ㄟ^脫硫煙氣熱能再回收利用，實(shí)現(xiàn)了“零能耗”脫硫，電廠每年因此節(jié)約的煤、水、電折合人民幣2700多萬元，被動(dòng)環(huán)保變成了主動(dòng)提效。

創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄的外三受到全球同行的關(guān)注。國(guó)際能源署清潔煤炭中心總經(jīng)理安德魯˙米切納贊其為“世界上最清潔的火電廠，甚至顯著優(yōu)于天然氣發(fā)電”。今年7月，美國(guó)工程機(jī)械師協(xié)會(huì)學(xué)術(shù)論壇執(zhí)行主席克里斯托弗˙馬賽拉也公開表示，外三的成就證明了“世界上最好的在網(wǎng)燃煤發(fā)電廠在中國(guó)”。隸屬于申能集團(tuán)的外三擁有兩臺(tái)100萬千瓦機(jī)組，提供的電能占上海全市的1/10，其年平均能耗水平僅為276克/千瓦時(shí)，機(jī)組額定凈效率超過46.5%(含脫硫、脫硝)。外三用現(xiàn)有的600℃機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了國(guó)外尚在研究中的下一代700℃高效超超臨界機(jī)組的期望效率。

清華大學(xué)熱能工程系教授、清潔煤專家毛健雄說，火電行業(yè)素有“十年磨一克”之說。外三目前的能耗水平，比德國(guó)、丹麥、日本、美國(guó)最先進(jìn)煤電機(jī)組的能耗分別低8.3、10、28、31(單位：克/千瓦時(shí))，相當(dāng)于領(lǐng)先一代至二代的水平，堪稱“一騎絕塵”。

外三的探索破解了煤電“高污染、高能耗、高成本”的魔咒，使得煤炭可以成為我國(guó)長(zhǎng)期、低污染的能源品種。外三總經(jīng)理馮偉忠估算，按照全國(guó)每年20億噸發(fā)電用煤計(jì)算，如果全國(guó)電廠都按照外三的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行節(jié)能改造，每年可節(jié)省6000萬噸標(biāo)煤，減少80%的大氣污染物排放，火電對(duì)大氣環(huán)境的影響幾乎可以忽略不計(jì)。

目前，華潤(rùn)、神華、大唐、華電等四家集團(tuán)與外三簽訂了全面推廣技術(shù)的合作協(xié)議。第一個(gè)大規(guī)模改造項(xiàng)目華潤(rùn)銅山電廠1000MW機(jī)組的改造已于去年底前完成，性能試驗(yàn)及電廠統(tǒng)計(jì)表明，煤耗比改造前下降了10克/千瓦時(shí)以上。這一成功案例表明外三經(jīng)驗(yàn)完全可以復(fù)制推廣。眼下，馮偉忠正帶領(lǐng)外三團(tuán)隊(duì)全力以赴“251工程”，計(jì)劃將設(shè)計(jì)供電煤耗降至251克/千瓦時(shí)。

十多年來，美日歐等發(fā)達(dá)國(guó)家一直在開發(fā)研究700℃高效超超臨界技術(shù)，但受制于關(guān)鍵高溫高壓材料研發(fā)瓶頸和極其昂貴的造價(jià)(是600℃技術(shù)的10倍)，整體進(jìn)展緩慢。“高低位分軸布置的汽輪發(fā)電機(jī)組”設(shè)計(jì)技術(shù)，可利用現(xiàn)有的600℃等級(jí)材料、設(shè)備和技術(shù)平臺(tái)，使其單位造價(jià)與目前超超臨界機(jī)組相當(dāng)?shù)那疤嵯?，設(shè)計(jì)供電煤耗降至251克/千瓦時(shí)。

“高低位分軸布置的汽輪發(fā)電機(jī)組”設(shè)計(jì)技術(shù)已獲得國(guó)家發(fā)明專利和美國(guó)發(fā)明專利。德國(guó)西門子火力發(fā)電集團(tuán)產(chǎn)品業(yè)務(wù)部首席執(zhí)行官羅蘭˙菲舍爾稱該技術(shù)“是改革高污染發(fā)電行業(yè)成為低排放綠色產(chǎn)業(yè)的唯一機(jī)遇”，“如果能實(shí)踐到工程中，它將使中國(guó)成為世界火力發(fā)電技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者”。申能集團(tuán)董事長(zhǎng)王堅(jiān)說：“這項(xiàng)技術(shù)打破了我國(guó)電力行業(yè)長(zhǎng)期對(duì)外技術(shù)依賴，是系統(tǒng)集成的重大創(chuàng)新和發(fā)明，并且材料技術(shù)、裝備技術(shù)和施工都能實(shí)施國(guó)產(chǎn)化，有望引領(lǐng)我國(guó)在全球下一代電力裝備工業(yè)的主導(dǎo)權(quán)?！?/span>