中國燃煤工業鍋爐政策解析與展望

王 翰 鋒

(1.煤科院節能技術有限公司，北京 100013；2.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室，北京 100013；3.國家能源煤炭高效利用與節能減排技術裝備重點實驗室，北京 100013)

0 引 言

黨的十八大以來，習近平總書記對能源安全與能源產業作出了一系列重要指示。2014年6月13日，習近平總書記在主持召開中央財經領導小組會議時，關于推動能源消費提出了“四個革命、一個合作”的能源安全新戰略，即，推動能源消費革命，抑制不合理能源消費；推動能源供給革命，建立多元供應體系；推動能源技術革命，帶動產業升級；推動能源體制革命，打通能源發展快車道；全方位加強國際合作，實現開放條件下能源安全。習近平新時代能源安全新戰略思想是指導我國能源轉型發展的行動綱領，指明了我國能源發展的方向及路徑，引領我國能源行業發展進入新的時代。

2020年2月28日，國家統計局發布《中華人民共和國2019年國民經濟和社會發展統計公報》，數據顯示，2019年全年能源消費總量48.6億t標準煤，比上年增長3.3%，煤炭消費量增長1.0%，煤炭消費量占能源消費總量的57.7%，比上年下降1.5個百分點。煤炭在我國一次能源消費結構中的占比持續下降，煤炭消費總量在2013—2016年小幅下降后，實現了恢復性增長。

我國能源資源賦存特點和能源結構決定了在較長時期內，我國以煤為主的能源結構不會發生根本性改變。2019年12月16日，全國能源工作會議提出，要深刻認識我國能源資源稟賦和煤炭的基礎性保障作用，持續做好煤炭清潔高效利用，不輕易轉移對煤炭的注意力，不輕言“去煤化”。要加強煤炭清潔高效利用，做好煤炭與煤電、煤制油、煤制氣等相關產業的協同發展。在我國煤炭消費結構中，燃煤工業鍋爐行業每年煤炭消費占比為全國的1/3。長期以來，我國燃煤工業鍋爐是僅次于燃煤發電的第二大燃煤型污染源，也是PM2.5、PM10的主要來源之一。據有關部門統計，目前我國的燃煤主要集中用于2個領域：電力領域52%、工業生產領域32%。經數十年的發展，電站鍋爐已形成完善的技術體系，幾乎國內所有電廠均達到超低排放標準。相比電站鍋爐，燃煤工業鍋爐技術的發展相對滯后，仍存在技術裝備落后、經濟運行水平低、燃料匹配性差、規范標準不統一和市場秩序混亂等問題。

中國煤炭科工集團煤科院節能技術有限公司作為國內率先開展煤粉鍋爐技術攻關的科研單位，經多年的探索與實踐，在煤粉鍋爐技術攻關、裝備研制、示范推廣等方面進行了諸多工作，取得了顯著的環境效益、社會效益和經濟效益。從多個省市區和工業園區推廣應用實踐看，煤粉工業鍋爐與傳統工業鍋爐相比，鍋爐燃燒效率達99.5%，鍋爐效率達92%，主要大氣污染物排放指標為：煙塵10 mg/m3，SO235 mg/m3，NOx50 mg/m3。以推廣應用100萬蒸噸/h的煤粉鍋爐總容量計算，與傳統鏈條鍋爐相比，每年可節約燃煤8 400萬t減少煙塵排放6萬t、SO2排放49.5萬t、NOx排放45萬t[1-3]。

近年來，為深入貫徹落實習近平總書記“四個革命、一個合作”能源安全新戰略思想和“綠水青山就是金山銀山”的綠色發展理念，國務院和國家有關部委印發了一系列政策措施，對燃煤工業鍋爐行業發展既提出了新的要求，也提供了政策支持。燃煤工業鍋爐技術創新和產業化發展機遇與挑戰并存，需要充分利用好國家政策鼓勵支持優勢和煤科院節能技術有限公司的煤炭清潔高效利用技術研發優勢，為我國燃煤工業鍋爐技術創新和煤炭清潔高效利用做出新的貢獻。

1 中國燃煤工業鍋爐政策解析

黨的十八大以來，我國經濟社會發展步入新時代，經濟增速由高速轉為中高速增長，經濟結構由以第二產業和高耗能產業為主轉為以第三產業為主，能源結構由以煤炭為主轉為煤、油、氣、新能源和可再生能源多元發展，綠色發展理念深入人心。針對我國以煤炭為主的能源結構特點，推動煤炭清潔高效利用已成為我國能源結構調整、大氣污染防治和實現綠色發展的必然選擇。燃煤工業鍋爐作為我國煤炭消費的主要方式，推動燃煤工業鍋爐技術創新、大力淘汰傳統燃煤工業鍋爐既是我國產業政策的支持重點，也是燃煤鍋爐技術產業化發展的重要機遇。本文從單臺鍋爐蒸噸數、節能、減排3個方面對近年來國家相關產業政策進行解讀及分析。

1.1 單臺鍋爐蒸噸數要求

2003—2013年，我國在戰勝亞洲金融危機后，實現了持續10 a的快速發展周期。經濟總量、能源消費、資源開發強度均快速增長，能源消費、經濟社會發展與生態環境保護之間的矛盾越發突出，以大中城市為主的大范圍、長時間空氣污染，以及無序的資源開發產生的區域性生態環境破壞問題，對我國經濟社會可持續發展帶來了嚴重挑戰。

2013年9月10日，國務院印發《大氣污染防治行動計劃》[4]，提出經過5 a，全國空氣質量總體改善，重污染天氣較大幅度減少；京津冀、長三角、珠三角等區域空氣質量明顯好轉；力爭再用5 a或更長時間，逐步消除重污染天氣，全國空氣質量明顯改善。截至2017年，除必要保留外，地級及以上城市建成區基本淘汰10蒸噸/h及以下的燃煤鍋爐，禁止新建20蒸噸/h以下的燃煤鍋爐；其他地區原則上不再新建10蒸噸/h以下的燃煤鍋爐。截至2017年底，10蒸噸/h以下的燃煤鍋爐全部淘汰。

2018年7月3日，國務院公布的《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》[5]，提出經過3 a，大幅減少主要大氣污染物排放總量，協同減少溫室氣體排放，明顯降低PM2.5濃度，減少重污染天數，明顯改善環境空氣質量、增強人民的藍天幸福感。要開展燃煤鍋爐綜合整治，加大燃煤小鍋爐淘汰力度?？h級及以上城市建成區基本淘汰10蒸噸/h及以下燃煤鍋爐及茶水爐、經營性爐灶、儲糧烘干設備等燃煤設施，原則上不再新建35蒸噸/h以下的燃煤鍋爐，其他地區原則上不再新建10蒸噸/h以下的燃煤鍋爐。環境空氣質量未達標城市應進一步加大淘汰力度，重點區域基本淘汰35蒸噸/h以下燃煤鍋爐，65蒸噸/h及以上燃煤鍋爐全部完成節能和超低排放改造。

2019年2月28日，生態環境部印發《2019年全國大氣污染防治工作要點》[6]，提出開展鍋爐綜合整治，加大燃煤小鍋爐淘汰力度，重點區域加快淘汰35蒸噸/h以下燃煤鍋爐，推進65蒸噸/h及以上燃煤鍋爐實施超低排放改造，推進燃氣鍋爐實施低氮燃燒改造。鼓勵推廣高效鍋爐50萬蒸噸，將高效燃煤鍋爐市場占有率由目前的不足5%提高到40%。隨著燃煤鍋爐淘汰升級及新建蒸噸數不斷提高的政策調整，伴隨供給側結構性改革的進一步深入，燃煤工業鍋爐將發生量和質的變化，整體上呈現“上大壓小”的趨勢，加速向大容量、高參數方向進行迭代更新，未來行業整體規模會不斷縮減，行業集中度將加速提升，促使產業要素集聚并激活內生動力。

1.2 節能要求

“十一五”規劃中首次將節能減排作為行業約束性指標并成為調整我國能源結構的重要任務之一，“十二五”規劃中新增非化石能源占一次能源消費占比、單位國內生產總值CO2排放量等多個節能減排約束性指標?！笆濉币巹澲校瑔挝籊DP能耗及單位GDP碳排放等指標持續強化及收嚴?！丁笆濉鄙鷳B環境保護規劃》[7]及《“十三五”節能減排綜合工作方案》[8]提出，截至2020年，全國萬元國內生產總值能耗比2015年下降15%，能源消費總量控制在50億t標準煤以內。全國化學需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放總量分別控制在2 001萬、207萬、1 580萬、1 574萬t以內，比2015年分別下降10%、10%、15%和15%。全國揮發性有機物排放總量比2015年下降10%以上。要求“十三五”期間燃煤工業鍋爐實際運行效率提高5個百分點，到2020年新生產燃煤鍋爐效率不低于80%，燃氣鍋爐效率不低于92%。普及鍋爐能效和環保測試，強化鍋爐運行及管理人員節能環保專項培訓。開展鍋爐節能環保普查整治，建設覆蓋安全、節能、環保信息的數據平臺，開展節能環保在線監測試點并實現信息共享。

在燃煤工業鍋爐指標考核領域，國家發展改革委等7部委聯合印發《燃煤鍋爐節能環保綜合提升工程實施方案》[9]提出，加強鍋爐能效測試工作，2017年底前完成對10 t/h及以上的在用燃煤工業鍋爐能效普查，將鍋爐能效數據納入現有鍋爐動態監管系統，實現信息共享。對于投用時間大于10 a的鍋爐，應每2年開展能效和環保測試。推進鍋爐系統的安全、節能、環保標準化管理，開展達標試點示范，推進500個標桿鍋爐房建設。鼓勵企業和公共機構建立鍋爐能源管理系統，加強計量管理，開展在線節能監測和診斷。加大對鍋爐節能環?；A性、前沿性和共性關鍵技術研發力度，攻克高效燃燒、高效余熱利用、自動控制、污染控制等關鍵技術，加強對科技成果推廣應用的支持力度。實施重大節能技術與裝備產業化工程，培育一批技術創新能力強、擁有自主知識產權和品牌，融研發、設計、制造、服務于一體，具備核心競爭力的鍋爐生產企業成為行業骨干。以骨干企業為核心，促進產業要素集聚，發展一批高效鍋爐制造基地。

1.3 減排要求

隨著燃煤工業鍋爐行業污染治理深度的逐步推進，污染物超低排放的監督力度持續加大。推進燃煤工業鍋爐低氮燃燒改造，加快高效脫硫、脫硝、除塵技術等文件相繼推出，到2018年要實現減排100萬t煙塵、128萬t SO2、24萬t NOx的目標。2014年7月1日起執行的《鍋爐大氣污染物排放標準》[10]，不但新增了燃煤鍋爐氮氧化物和汞及其化合物的排放限值，且提高了各項污染物的排放控制要求(顆粒物排放標準控制在30 mg/m3，部分地方則控制在10 mg/m3)?！丁笆濉鄙鷳B環境保護規劃》[11]規定要限期改造50萬蒸噸燃煤鍋爐，完成燃煤鍋爐脫硫脫硝除塵改造。根據《關于開展中央財政支持北方地區冬季清潔取暖試點工作的通知》[12]及《關于擴大中央財政支持北方地區冬季清潔取暖城市試點的通知》[13]的要求，大氣污染防治傳輸通道“2+26”城市、張家口市和汾渭平原等為期3 a的試點結束后，城區清潔取暖率要達到100%。2017年12月發布的《北方地區冬季清潔取暖規(2017—2021)》[13]，首次從概念上明晰了清潔化燃煤(超低排放)等清潔取暖方式的范疇，糾正了簡單“一刀切”去煤化的分歧。這同時也給燃煤工業鍋爐行業排放控制提出了參比天然氣潔凈水平的嚴苛標準，且同時需滿足集中使用及安裝在線監測設施等要求。2018年發布的《關于加強鍋爐節能環保工作的通知》[14]及《2019年全國大氣污染防治工作要點》[15]均指出，65蒸噸/h及以上燃煤鍋爐全部實施節能和超低排放改造。隨著鍋爐工業鍋爐大氣污染物排放限值的不斷加壓，袋式、靜電及電袋復合取代多管、旋風成為主流顆粒物深度治理的除塵工藝?！洞蜈A藍天保衛戰三年行動計劃》[5]鼓勵開展鍋爐清潔燃燒等技術研究，煤炭科學研究總院及國內高校攻克了高效、低氮燃燒技術的壁壘，針對我國主流煤粉開發的立體分級低氮燃燒等技術則為工業領域煤炭清潔利用提供了經驗。

在清潔、低碳和多元化的能源轉型中，隨著高碳化石能源在一次能源消費比持續下降，燃煤工業鍋爐的技術裝備、經濟運行水平、區域分布、單臺平均容量及污染排放控制技術水平等均會發生顯著改變。盡管《大氣污染防治行動計劃》[4]及《關于推進電能替代的指導意見》[16]推動“煤改氣”與“煤改電”非化石能源裝機大范圍推廣以及分散式、個性化用熱需求的增加對燃煤工業鍋爐行業造成波動性沖擊，但行業整體進入新平衡常態的趨勢不會改變。

當前，我國是城鎮化、工業化快速進程中的發展中國家，仍具有維持較高增長速度的運行潛力。在我國富煤資源稟賦的國情下，以清潔燃煤集中供暖為主體的基礎性熱源供暖方式及其“兜底性”與“過渡性”作用是當前及未來很長時間內平衡環境保護與成本壓力的有效杠桿，可漸進式緩解經濟條件相對薄弱地區民生剛性需求帶來的政企壓力。煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動的能源供應體系是我國能源供給革命的總體思路。

2 中國燃煤工業鍋爐技術展望

當前，推動我國燃煤工業鍋爐發展將迎來精耕細作過程，著眼于從有到優、從整體到細節、從單機到系統、全生命周期的優化提升，著眼于對現有經驗的理論提升和實證研究。我國在未來“以煤為基，多能互補多元化發展”的趨勢中，燃煤工業鍋爐行業需要轉變發展理念，在推動智能制造、突破核心技術、強化技術服務、推動數字經濟與能源產業的融合和加強國際合作等5個方面來提升行業的整體發展水平，保持行業競爭力。

2.1 燃煤工業鍋爐制造向高端智能裝備轉型

習近平主席在考察煤礦機械集團股份有限公司時指出，中國必須搞實體經濟，制造業是實體經濟的重要基礎，自力更生是奮斗的基點。目前我國制造業規模是世界上最大的，但要繼續攀登，靠創新驅動來實現轉型升級，通過技術創新、產業創新，在產業鏈上不斷由中低端邁向中高端。一定要把我國制造業搞上去，把實體經濟搞上去，扎扎實實實現“兩個一百年”奮斗目標。

2019年10月，《制造業設計能力提升專項行動計劃(2019—2022年)》[17]提出要從設計創新促進制造業轉型升級，帶動設計自身從理念到方法，以及實現方式等方面的持續進步，在節能環保等領域實現原創設計突破；2019年12月，《關于推動先進制造業和現代服務業深度融合發展的實施意見》[18]提出，先進制造業和現代服務業深度融合的更高級別要求。目前，燃煤工業鍋爐制造首先要解決同質化低端化問題，發展一批具備核心競爭力的鍋爐生產骨干企業，提高鍋爐產品的性能、功能及工藝水平；在系統設計、人工智能設計以及生態設計方面開發出適應燃煤工業鍋爐行業的產品標準。

根據技術優勢及技術梯度創建新型產品集團，凸顯鍋爐企業的產品特色及技術差異，實施鍋爐產品型號備案制度，聚焦形成國內外知名的燃煤工業鍋爐品牌。培育具有總承包能力的大型綜合性燃煤工業鍋爐制造企業，拓展更大范圍內的資源整合能力及提升創新管理能力，單機制造以及系統集成能力齊頭并進，實現產業鏈效益以單機制造數十倍甚至更高急劇放大。

燃煤工業鍋爐制造要向數字化轉型，推廣行業系統解決方案，著眼于全生命周期的優化提升。推動企業由燃煤工業鍋爐生產型向生產服務型轉變，成為提供燃煤工業鍋爐整體解決方案和系統集成的燃煤工業鍋爐供應商。

2.2 集成成套控制技術的開發

習近平總書記強調“關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的”“市場換不來核心技術，有錢也買不來核心技術，必須靠自己研發、自己發展”。因此燃煤工業鍋爐行業必須清醒認識當前科技創新面臨的內外部形勢，持續深化認識科技創新的極端重要性，唯有自我發展和強大才是正確出路。

燃煤工業鍋爐行業在短期內實現清潔排放的緊迫形勢下迅速發展，將國內電站鍋爐和國外燃煤工業鍋爐超低排放控制技術直接移植到煤粉工業鍋爐，解決了當前的燃眉之急，但與國外燃煤工業鍋爐和國內電站鍋爐相比，國內燃煤工業鍋爐存在頻繁啟停、負荷變化范圍寬、煤種復雜不穩定等特點，本質上給燃煤工業鍋爐高效清潔燃燒和煙氣污染物控制技術提出了更高的要求。

落實國家創新發展理念、實施創新驅動發展戰略，燃煤工業鍋爐行業急需根據自身特點創新開展工作，開發本領域的核心關鍵技術，如精準供料技術、清潔燃燒技術和煙氣凈化技術。考慮燃煤工業鍋爐容量偏小以及設備運行的可靠性及經濟性的要求，需要在供料器的供料精度、燃燒器開發、煙氣脫硫脫硝除塵技術以及在線監測系統等4個方面融合形成一套集成控制體系，開發出具有燃煤工業鍋爐特色的污染物控制工藝，增加系統運行的可靠性以及控制整體運行的經濟成本。

2.3 技術研發體系及技術服務機構的培養

習近平在中國科學院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會上指出：“要營造良好創新環境，加快形成有利于人才成長的培養機制、有利于人盡其才的使用機制、有利于競相成長各展其能的激勵機制、有利于各類人才脫穎而出的競爭機制，培植好人才成長的沃土，讓人才根系更加發達，形成天下英才聚神州、萬類霜天競自由的創新局面”。

近年來，國家對煤炭高效利用和污染物排放的要求日益嚴苛，各煤粉鍋爐生產企業越發重視煤粉鍋爐的鍋爐效率、污染物排放水平和自動化水平，對煤粉鍋爐質量以及安全性能要求越來越高。煤粉鍋爐行業必須適應該領域的新需求，新材料、新工藝、新技術必然是未來煤粉鍋爐的探索目標。為推動煤粉鍋爐技術創新，需要發揮科研院所、高校及生產企業的聯合優勢，實現“產-學-研-用”垂直互動及優勢互補合作，提升專業化協作程度，并推動新技術研討及推廣，整合行業優勢人才及技術資源，打造國內行業技術創新的研發體系。

培養燃煤工業鍋爐技術服務單位，積極參與專業化設計、采購、生產、安裝、檢測、維修、后期服務等生命周期全過程，形成產品的差異性以及技術異質性的提升，凸顯一種或幾種核心產品技術優勢，避免企業間的同質價格競爭。

作為潔凈燃燒技術和煤炭清潔高效利用技術的研發單位，煤科院節能技術有限公司已在北京大興區采育建成1萬m2的煤粉鍋爐研發基地，并在神東礦區、山東濟南、天津等多地建立高效煤粉工業鍋爐并提供服務，尤其是在濟南建設的70 MW的天然氣/煤粉雙燃料工業鍋爐，在挖掘可再生能源消納的潛力，促進低碳清潔發展以及探索行業技術服務方面處于領跑地位。

2.4 數字經濟與能源產業融合推進

當今科技革命和產業變革日新月異，數字經濟蓬勃發展，深刻改變人類生產生活方式，對各國經濟社會發展、全球治理體系、人類文明進程影響深遠。習近平主席強調，中國高度重視發展數字經濟，在創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念指引下，中國正積極推進數字產業化、產業數字化，引導數字經濟和實體經濟深度融合，推動經濟高質量發展。

面對當今世界百年未有之大變局，我國能源發展將進入從總量擴張向提質增效轉變的新階段，未來在能源供應、能源消費、能源技術創新及能源領域的國家合作等方面都將發生重大變化。未來的能源消費將更加注重多種能源的互補利用，大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等支撐下的“系統整體優化、多種能源互補”智慧能源系統以提高能效為中心，以市場化、多元化、智能化、定制化為手段，降低能源成本。信息技術與能源領域各項技術交叉和融合，數字經濟將成為推動能源產業轉型的核心力量。

燃煤鍋爐行業要積極參與云大物移智技術支撐的綜合能源的規劃體系，充分考慮技術突破、成本創新、市場交易等，實現能效提高、可靠性提高、成本降低、碳排放和污染物減少等5個目標。

2.5 國際能源合作加強與深化

2013年9、10月由中國國家主席習近平分別提出建設“新絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”的合作倡議。依靠中國與有關國家既有的雙多邊機制，借助既有的、行之有效的區域合作平臺，一帶一路旨在借用古代絲綢之路的歷史符號，高舉和平發展旗幟，積極發展與沿線國家的經濟合作伙伴關系，共同打造政治互信、經濟融合、文化包容的利益共同體、命運共同體和責任共同體。能源領域“一帶一路”合作是戰略合作的重要方向，在能源生產和消費革命方面加強國際合作，有效利用國際資源，對我國能源發展和可持續發展產生積極影響。

目前國內燃煤工業鍋爐行業需要行業內的信息溝通和經驗交流，展示科研成果。整合各方優勢，使產品更符合國際產業政策和市場需求，從而使煤粉鍋爐行業水平提升到新的高度，為燃煤鍋爐走出國門提供信息和技術支持。

《2019年世界能源藍皮書》指出，在世界范圍內的大規模開發、配送與使用的全球能源互聯網，我國要爭取清潔化能源在世界清潔能源的市場份額。隨著“一帶一路”沿線國家和地區經濟合作的深化，經濟增長空間不斷拓展，在穩供國內市場的基礎上，積極穩妥“走出去”，加大東南亞、非洲、中東歐的出口數量，提升發達國家的出口比例。

3 結 語

燃煤工業鍋爐技術的發展和革新在推動煤炭高效清潔利用中起至關重要的作用。筆者從單臺鍋爐蒸噸數、節能以及減排3個方面對2011—2019年我國關于燃煤工業鍋爐有關的政策文件及行業標準的進行解析，形成對煤粉鍋爐政策連續性認知，并對行業未來的潛在預期進行展望。

1)根據我國中長期能源轉型發展戰略目標，化石能源在一次能源消費占比持續下降，燃煤工業鍋爐需向高容量及高能效方向發展，加大鍋爐節能和污染控制的力度是當務之急。

2)我國燃煤工業鍋爐發展將迎來精耕細作的過程，著眼于從有到優、從整體到細節、從單機到系統、全生命周期的優化提升，著眼于對現有經驗的理論提升和實證研究。我國在目前及未來“以煤為基，多能互補多元化發展”的發展趨勢中，燃煤工業鍋爐行業需要轉變發展理念，在推動智能制造、突破核心技術、強化技術服務、推動數字經濟與能源產業的融合和加強國際合作等5個方面來提升行業的整體發展水平，保持行業競爭力。

3)“四個革命、一個合作”是習近平新時代中國特色社會主義思想的重要組成部分，該能源安全新戰略思想是被實踐證明符合我國國情、順應時代潮流的偉大戰略，是保障我國能源安全穩定供應和清潔高效利用的根本遵循。煤粉鍋爐技術和產業化發展是深入學習貫徹習近平總書記能源安全新戰略思想的重大舉措，也是煤炭行業深入推動供給側結構性改革、提高煤炭有效供給、實現煤炭清潔高效利用的具體實踐。站在新的歷史起點，煤炭行業將堅定信心，不忘初心，堅定不移地推進煤炭清潔高效利用，扎實推動煤粉鍋爐技術創新和產業化發展，真抓實干、銳意進取，為全面建成小康社會和社會主義現代化強國建設作出新的貢獻。