論雙碳目標下火電企業綠色低碳轉型優化措施

費金龍

摘要：“雙碳”目標的提出為能源電力行業發展帶來了深刻的變革，尤其是促進發電側企業的綠色低碳轉型方面。在對“雙碳”目標進行充分解讀的基礎上，從能源結構調整、能源供給、能源消納、能源信息化、新興能源技術等視角，分析該目標為能源行業所帶來的影響。根據目前火電企業在生產經營中的痛點問題，從企業定位、可再生能源消納、節能、成本管控、企業數字化轉型等方面，提出應對綠色轉型的策略與方法，為未來火電企業實現轉型發展提供借鑒和思路。

關鍵詞：碳達峰;碳中和;綠色低碳;碳減排;火電企業

2020年9月，我國政府向世界承諾，力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和，即“雙碳”目標。“雙碳”目標的提出彰顯了中國積極應對氣候變化、走綠色低碳發展道路的堅定決心，對未來我國社會經濟運行方式、生態環境質量、產業結構布局和生活消費方式等方面都將產生深刻的影響。尤其在能源電力領域，該目標的提出將會在多個維度帶來系統性的變革。

近年來，國內諸多能源企業響應國家“雙碳”目標的戰略部署，采取了各種積極的行動，例如2021年3月，國家電網發布碳達峰、碳中和行動方案，全力推進能源供給清潔化、終端能源消費電氣化、清潔能源利用高效化。這些行動反映出各企業在新時代背景下，為實現綠色低碳發展、促進轉型升級所做的初步思考與探索。

1明確火電企業的發展定位

（1）確定火電機組在線的最優比例。高比例可再生能源電力的并網，會直接造成系統轉動慣量下降，嚴重威脅系統的運行穩定。考慮到經濟調度和系統安全，在滿足電力供應的前提下，需要保證一定比例的火電機組在線托底。必須建立較為合理的識別方法來判斷擔當調頻任務的（在線）機組究竟維持何種配置比例才能同時滿足電網的經濟性和可靠性。該方法的建立可能涉及燃氣機組配置、風光出力預測、電力設備利用效率等諸多因素，因此托底火電機組的最優比例需要根據實際情況進行具體分析。

（2）確定備用火電機組的最優比例。高比例可再生能源電力的并網接入會造成系統內總的發電能力不可控，甚至會因風光發電出力的大幅波動而產生脫網現象。因此，需結合風光發電出力特性和最大負荷情況，合理設置系統的備用容量，保證電網的安全穩定運行。系統預留備用的最優比例也是需要結合經濟性、安全性而進行科學的預判。

（3）繼續深入推進火電機組的靈活性改造。目前，電網靈活性提升主要來自于單循環調峰氣電、抽水蓄能電站、熱電聯產機組和常規煤電靈活性改造。高比例可再生能源電力的并網接入，要求電力系統須具備能提供實時響應的技術和資源，火電（尤其是煤電）機組進行靈活性改造需要滿足電力系統靈活性的基本要求，改造可能涉及機組設備本體、輔助設備和各類子系統，且一套機組可提供多套改造方案，每套方案之間的改造重點與投資成本也會存在差異。對于多數火電企業而言，進行機組靈活性改造的關鍵點在于相應投資成本及費用的分攤，這會影響其參與此項工作的積極性。應出臺更多有利于調峰補償的政策，完善電力輔助服務補償制度，構建以電力用戶側為主體的輔助服務市場;并在技術層面加強對電源靈活性改造的細節性研究，為進一步促進規模化可再生能源消納采取行動。

2火電機組節能措施

節能降耗工作直接影響火電企業的利潤，也是實現“雙碳”目標的重要環節。該項工作的改進，可從以下幾個方面進行考慮。

（1）熱動系統。考慮對該系統的運行方式進行優化，提高能量轉化率，重視熱能品位和燃料化學能品位的關系，促使能量得到充分利用。根據生產實際，考慮對熱動機組進行優化配置和節能改造，必要時可對設備進行節流調節。要重視針對電機、水泵、鍋爐等設備的新興節能技術研發和應用，如工業通用燃燒優化控制技術（BCS）等。

（2）環保系統。火電企業環保系統的節能，主要涉及與脫硝、煤粉清潔、水煤漿潔凈等環節相關的燃燒技術。這些燃燒技術一般都重視設備的結構設計，且兼顧強化燃燒與污染控制雙重功效，未來針對此方向的技術研發應該得到重視。

（3）熱電聯產與余熱回收。對于熱電聯產機組，關鍵是實現統一集中供熱和提高余熱回收率，可采取的措施包括：著力推廣蓄熱與保溫新型材料的應用，加強對現有設施的節能改造、充分利用低品質熱源以提升機組運行效率;重視對節能熱力學的研究，深入剖析熱能損失與工藝過程的關聯，提高大型火電機組的綜合能量利用效率;協調短期供熱運行和長期熱負荷水平之間的關系，充分考慮機組進行靈活性改造前后成本及收益的變化，提高供熱企業的積極性;提高信息化技術對機組集控運行的管控水平，推動能效管理制度建設等。目前，煙氣、鍋爐排污水、蒸汽凝結水中的熱量回收技術尚未成熟，導致余熱回收效率不夠理想。

3循環水系統的節能優化

從結構組成上來講，循環水系統是火電廠系統構成的重要部分之一，其運行的質量對發電機中汽輪機真空具有直接的影響，尤其是汽輪機安全性生產方面。而就發電機中循環水系統的節能優化技術而言，其可以通過建立下述的節能優化模型來加以實現：（1）明確發電機水循環節能優化的目標，即在確保發電廠中汽輪機熱能消耗不變的前提下，最大化發電機中循環水泵的耗電量與汽輪機組發電量之間的差額，同時為了確保優化的合理性，還需要在優化循環水系統的過程中將水流量、水溫、管網的整潔度以及蒸汽負荷等諸多因素考慮在內。（2）確定循環水系統的性能特征。比如明確循環水系統管網自身所持有的阻力特征;在定量排水條件下，汽輪機實際的循環水量與發電機功率之間的特征等等。（3）循環水系統節能優化的主要方法有：對現有的水泵電機進行更新和改造;配合使用葉片角度和運行臺數的變動等。另外，為了使機組達到最佳的真空效果，可以通過優化真空抽氣設備來實現。

4結束語

當前環境保護問題是全世界面臨的重要問題，隨著工業的不斷發展火電企業的得到快速壯大和發展，但與此同時火電企業對能源消耗比較大，并且產生的廢氣、廢料對環境產生一定破壞，所以做好火電企業節能減排工作成為當前重要工作內容。要想做好節能減排工作應當從政府、企業等不同方面著手，既要發揮政府部門的宏觀調控作用，同時也要發揮企業中主體作用，雙管齊下，從而不斷提高節能減排工作質量，降低能耗，保護生態環境。

參考文獻：

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