中国北方电力工业能耗调查研究

摘要：我国是一个主要以火力发电为主的国家，每年火力发电量占总发电量的80%以上，大量煤炭的燃烧必然导致了污染物的大量排放。因此，针对我国电力工业的现状，特此进行了调查研究。调查研究内容主要针对电力工业在能源消耗、使用的主要设备、污染物排放、采用的节能技术、节能计划以及电力工业面临的融资、法律方面的障碍等。此次调研分析的目的在于了解电力工业的能源消耗情况，找到适合我国电力工业节能减排可持续发展的新途径。

关键词：电力工业；污染物排放；能源消耗；节能减排；调查研究

作者简介：马秀琴（1963-），女，天津人，河北工业大学能源与环境工程学院，教授；张秋生（1985-），男，河北三河人，河北工业大学能源与环境工程学院硕士研究生。（天津 300401）

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0214-03

“十一五”前四年，中国依靠能源结构调整和能效提高，累计节约3.91亿吨标煤，减少二氧化碳排放9.69亿吨，减少二氧化硫排放837万吨。供电煤耗进一步下降。2009年平均供电煤耗较2005年下降30克/千瓦时，达到340克/千瓦时，提前完成了“十一五”355克/千瓦时的目标，位居世界先进水平之列。线损显著下降，2009年全国电网线损率6.72%，比2005年下降了0.49个百分点，累计节约电量399亿千瓦时。[1]

中国电力工业“十二五”规划：与2010年相比，2015年电力工业年节约标煤2.70亿吨，减排二氧化碳6.69亿吨，减排二氧化硫578万吨，减排氮氧化物254万吨，2015年电力工业单位GDP能耗降低0.061吨标煤/万元，对实现2015年单位国内生产总值能耗下降16%目标的贡献率达到37.03%。[2]

为了解中国北方电力工业的能耗现状，指导电力工业更加有效地采取措施节能减排，按时完成国家制定的“十二五”规划指标，本文针对中国北方五个典型的电力企业进行了能耗调研。本次主要对企业的能源利用情况、企业的主要设备使用情况、污染物排放、节能技术、节能计划以及电力行业面临的障碍等问题进行了调研。

一、能源利用情况及主要设备

本次调研了五家典型的电力企业（简称A、B、C、D、E公司）。调研的5家企业在能源利用方面，以燃烧煤炭为主，在设备大修时使用一些外购电、在点火时使用成品油作为助燃剂。据调查，5家企业均使用了煤，有3家企业使用成品油，2家企业使用外购电。可以看出，各企业主要使用的能源还是以煤、油为主的传统性能源。

所调研的五家企业主要利用煤发电。根据调查显示，五家企业的主要生产设备为锅炉、汽轮机、发电机、燃煤供热发电机组。

二、能源消耗及节能情况

1.综合能耗及污染物排放情况

根据调研结果，五家企业的综合能耗差异很大，原因在于各企业的生产能力、生产设备以及生产技术方面存在差异。因此以调研结果中综合能耗最大的D公司为例进行介绍。D公司年生产能力为1200MW，主要产品为电力。该企业只有一条主耗能生产线，其综合能耗见图1。

本次调查的主要污染物包括CO2（二氧化碳）、SO2（二氧化硫）和COD（化学需氧量）。根据收集的调查表资料显示，2006年至2010年各企业CO2、SO2和COD的排放总量均有逐年下降趋势。特此，以A公司为例进行介绍，数据显示2010年SO2排放总量比2006年下降了95.33%，CO2及COD排放总量也有所下降，详细数据见图2、图3。

2.调研企业节能技术

为了响应“十二五”规划的相关号召，被调研企业采取了一些节能减排的技术。在此介绍五家企业中的两家。

（1）D公司。采取的节能减排改造：一次风机4台、凝结水泵2台（一台运行，一台备用）加装变频器；汽轮机插管改造；循环泵高低速改造；循环水系统两机三泵运行方式改造；电除尘智能控制系统改造。下一步改造计划：两台汽轮机通流改造。

（2）B公司。2010-2011年先后完成了一号、二号机引风机变频改造，改造后节电率达30%以上；2010年完成了一号炉除尘器高频电源改造，改造后厂用电率下降0.15个百分点；2011年对二号机进行了叶顶汽封改造，机组热耗比修前下降147千焦/千瓦时；目前正进行热网疏水泵变频改造；2012年计划完成一号机叶顶汽封改造、二号炉除尘器高频电源改造、一号炉烟气余热回收利用等节能技术改造。

三、能耗分析

1.单位产量综合能耗

2006年至2010年五家企业单位产量综合能耗趋势对比见图4。

根据图4可以看出，五家企业的单位产量综合能耗都有不同程度地下降，整体处于下降趋势。其中C公司于2009年投产，且没有供热，主要产品只是电力，因此运行不是很稳定，单位产量综合能耗偏高且不是很稳定。

根据调查数据，依据各企业2010年单位产量综合能耗数据与国家标准进行比较，其中2010年国家单位产量综合能耗为335克/千瓦时，[3]见图5。

根据调研数据，五家电力企业2010年单位产量综合能耗与国内先进电厂单位产量综合能耗进行对比分析，其中上海外高桥第三发电厂在节能环保方面处为国内领先水平，其2010年单位产量综合能耗为279.39克/千瓦时，[4]特此与其进行比较，见图6。

依据图5、图6不难看出，热电联产电厂存在着发电效率低、能源浪费严重等一系列问题。从分析数据中可以看出，该城市热电联产厂的能耗标准普遍高于全国平均水平，处于国内领先地位。但是，和国内先进的发电厂能耗标准相比还有很大的不足，在节能减排方面还有很大的提升空间。

2.万元产值综合能耗

根据调研数据，2010年该五家电力行业企业万元产值综合能耗对比见图7。

根据五家电力企业调研数据显示，2010年万元产值综合能耗最高的为D公司，其值为9.7吨标准煤/万元，较2007年相比下降了10.47%。其中最低的为A公司，其值为5.81吨标准煤/万元，较2006年相比下降了6.6%。

四、国内电力工业节能最佳实例

1.上海外高桥第三发电有限公司

上海外高桥第三发电有限公司随着技术创新的持续推进，2009年和2010年在同等负荷率下供电煤耗实现282.16克/千瓦时和279.39克/千瓦时，先后大幅刷新了自身创造的世界纪录，成为世界上第一个突破280克/千瓦时最低煤耗整数关口的电厂。

主要节能技术：第一类是锅炉及相关系统效率提升技术，如锅炉的节能启动系列技术、零能耗脱硫技术。第二类是汽轮机及相关系统运行效率提升技术，如设计参数及运行调节方式的优化、广义回热技术。第三类是防止机组效率下降的系列技术，如超超临界机组蒸汽氧化及固体颗粒侵蚀预防系列技术的应用等。[5]

2.天津IGCC（整体煤气化燃气-蒸汽联合循环发电机组）示范工程

本工程项目是我国首台25万千瓦级整体煤气化燃气-蒸汽联合循环发电机组（简称 IGCC），采用中国华能集团自主研发的2000吨/天级气化炉。本工程的主要技术指标：全厂功率26.5万千瓦；发电效率48%；供电效率41%；发电标煤耗255.19克/千瓦时；气化炉热效率95%；冷煤气效率84%；碳转化率99.2%。工程2009年开工，2012年建成投产。

IGCC是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统，发电效率高，且环保性能极好，污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%，氮氧化物排放只有常规电站的15%～20%，耗水只有常规电站的1/2～1/3。在IGCC系统中，煤经气化产生合成煤气（主要成分为一氧化碳、氢气），经除尘、水洗、脱硫等净化处理后，净煤气到燃气轮机燃烧驱动燃气轮机发电，燃机的高温排气在余热锅炉中产生蒸汽，驱动汽轮机发电。IGCC具有发电效率高、污染物排放低等特点，并在捕集二氧化碳方面具有成本优势，被公认为是未来最具发展前景的清洁煤发电技术之一。[6]

五、电力行业现存法律法规及融资方面的障碍

电力行业现存的主要法律法规：《中华人民共和国电力法》《电网调度管理条例》《电力供应与使用条例》《电力设施保护条例》 和《电力设施保护条例实施细则》。

电力行业的融资问题：一是电价可接受性及收入保证问题。在电力融资项目建设投入运营后完全由市场调节，国家不再进行价格补贴，导致投资者必须准确核算成本和利润才能保证合理的利润水平，使实际电价水平与用户可接受度之间存在一定的差异，妨碍了项目融资的成功实施。二是相关法规还不够完善。近年来，我国相继出台一系列法律，对引导、规范和促进我国市场经济的发展起到了积极作用，为开展项目融资提供了必要的法律保证。但到目前为止，我国还没有一个专门针对项目融资的法律文件，在实施过程中的一些具体问题还处在无法可依的状态。此外，目前还没有一个机构对项目融资中的相关问题进行统一管理，使投资者和贷款银行不能得到正确的政策信号，影响其对项目融资的兴趣和信心。

六、结论

我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气，探明的资源储量折算为标准煤，煤炭资源占85%以上。根据此次调研的结果分析得之，北方电力工业主要以燃煤电厂为主，煤炭资源消耗巨大，随着我国发电技术的不断进步，发电设备的不断更新，北方电力工业积极响应国家节能减排的号召，在技术方面进行了更新改善，主要包括汽轮机、除尘器、水泵以及余热回收装置的改造，大大减小了能源消耗。此外，在污染物减排方面五家企业的年均CO2、SO2、COD排放量均呈现逐年下降的趋势，环保成绩突出。

被调研的五家电厂 2010年单位产量综合能耗普遍低于国家2010年规定的335克/千瓦时，超标完成了国家“十一五”规划要求，同时，企业的万元产值综合能耗也呈逐年下降趋势，但是，与国内先进的节能减排企业的单位产量综合能耗279.39克/千瓦时相比，还有很大的不足，拥有很大的提升空间。因此，进一步改善发电技术，提高能源利用效率，国家及时完善电力工业的相关法律法规，解决电力工业一系列的融资障碍，才能使我国电力工业更快、更好地实现国家“十二五”规划的相关要求。

参考文献：

[1] “十一五”期间中国电力工业发展取得巨大成就 [EB/OL].（2010-12-21）[2012-10-21].http：///news/N04/36838_1.html.

[2]电力工业“十二五”规划研究综述报告研究分析 [EB/OL].（2012-03-20）[2012-10-21].http：///print/news866977.html.

[3]中国火电机组破最低煤耗世界纪录 [EB/OL].[2012-10-21].http：///3000/display2008.asp？SearchID=1300785272.

[5]冯伟忠.坚持自主创新 [EB/OL].（2011-10-25）[2012-10-21].http：//.cn/cpnn_zt/125jnjp/qycs/201110/t20111026_382165.html.

[6]中国华能集团.天津IGCC示范工程介绍 [EB/OL].（2012-03-02）[2012-10-21].http：//.cn/n31539/n808901/n808904/n808911/c814915/content.html.

（责任编辑：宋秀丽）

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