湖北节能降耗工作思路

按:党中央、国务院提出“十一五”期间万元生产总值能耗降低20%的目标,是具体落实科学发展观,调整经济结构,实现增长方式转变,开创新型工业化道路的重要决策。实现这个目标,必将促进我省的经济发展从高投入高消耗高污染低效益的增长方式转变到低投入低消耗低污染高
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  按:党中央、国务院提出“十一五”期间万元生产总值能耗降低20%的目标,是具体落实科学发展观,调整经济结构,实现增长方式转变,开创新型工业化道路的重要决策。实现这个目标,必将促进我省的经济发展从高投入高消耗高污染低效益的增长方式转变到低投入低消耗低污染高效益的道路上来。为此,湖北省发改委课题组撰写了16万多字的关于“湖北省‘十一五’期间单位生产总值能耗降低20%研究报告”,本刊节录选编其中部分内容,予以发表。


  节能降耗是湖北可持续发展的保证


  能源问题一直是制约湖北综合实力提升的根本性问题。湖北虽然占据着整个江汉平原,物产丰富,拥有三峡和葛洲坝两座大型水电站,但电力并入全国电网,由国家统配。湖北缺煤、少油、乏气,每年存在着巨大的能源缺口。由于湖北贫煤而使大规模范围火电依赖性强,一旦经济繁荣,能源供应之弦绷紧,湖北电煤就必然出现卡口,加大成本费用,而且火电污染大,调节性能差。加之湖北地处中部内陆,从海外进口石油等能源的成本较高,不利于企业降低生产成本和居民改善生活质量。随着经济进一步发展和工业化进程的加快,湖北省能源“瓶颈”效应将日益明显。


  湖北是个缺煤大省,电煤基本购自外省,如河南、山西、陕西等,且配额缺口大。2003年,分配给湖北的电煤为817万吨,实际用煤达到1300万吨以上,缺口超过400万吨。数据显示,我国在一次能源向二次能源转换方面,电力用煤占国内煤炭的比重从1990年的25%上升到2002年的53.5%。预计到2010年,湖北燃煤电厂装机容量将进一步增大,如再投产燃煤机组700万千瓦左右,用煤量将增加近一倍,全省电煤需求量将达到2500万吨左右,缺口只会越来越大。如果遭遇铁路运力紧张或煤矿减产,只有拉闸限电。2001年―2004年连续四年在圣诞期间拉闸限电已经成为现实,导致了大量的工业企业停产,百万居民缺少生活用电,交通出现麻烦。


  现实表明:湖北是能源贫省,却是能耗大省。偏工、偏重的用能对象是湖北特色,这一点大不同于外省。全省73%的电量被工业吃掉了,重耗能的工业结构吞噬了许多毛利。全省目前平均电价0.36元左右,具体实行目录电价,这个电价水平与美国等发达地区相当,但湖北的单位产品能耗却比国际先进水平高出30%以上,有的甚至一两倍,使企业的竞争力大大降低。湖北省能源的利用效益也是很低的,且不与发达国家相比,就是和兄弟省市一站,湖北也矮了一大截。如单位能源创国民生产总值,湖北省仅及江苏的58%。同样1千瓦时电,别的省份能创十多元、数十元的工业产值,湖北只有七八元。耗能大、能效低无形中蚕食了相当大的企业利润。因此,加快对重工业、大型制造业的节能技术的改造势在必行。在此过程中,节能作为“第五大能源”也将会形成又一大新兴产业,不仅可以提高传统产业的利润率,而且节能技术产业自身也将形成一个前景广阔的市场。


  湖北能源构成与特点


  一、湖北能源状况及特点。


  1.电力工业发展较快。但人均能源资源相对不足,资源质量较差,探明程度较低,尤其是化石能源勘探程度低,制约了电力建设发展的优势。


  2.能源生产消费以煤为主。例如在上个世纪九十年代,湖北省原煤在一次能源生产中所占比重超过75%,在能源消费结构中,这个比例更高。进入二十一世纪以来,虽然湖北省水电大大发展,但其大部分都输往华东和华南地区,本土能源消费结构中煤的占有份额不减反增,从而给环境保护带来了极大的压力。


  3.能源资源分布不均,交通运力不足,制约了能源工业的发展。湖北省能源资源西富东贫,水电大电源分布在鄂西,而负荷中心在鄂东。这种格局大大增加了能源输运的压力,形成了大容量、长距离、西电东送的格局。多年来,由于运力不足造成了湖北省电力供应的紧张。


  4.水电发展受水情的影响较大,冬季枯水期需补偿电源。


  5.能源工业技术水平低下,劳动生产率低。能量利用率低下,能耗水平高,环境污染严重的中小火电厂数量较多。


  6.农村能源问题日益突出,影响越来越大。主要表现在三个方面:一,农村生活用能严重短缺,过度的燃烧薪柴造成大面积植被破坏,引起了水土流失和土壤有机质减少。二,随着农业生产机械化和化学化的发展,农业生产的能耗量急剧增长。三,乡镇工业能耗直线上升,能源利用率严重低下。


  7.能源环境问题日趋严重,制约了经济社会发展。虽然以武汉为中心的城市群经济发展最快,但其环境污染在加剧,并向农村蔓延,生态破坏的范围仍在继续扩大。目前,在污染环境的各因素中,70%以上的总悬浮颗粒物,90%以上的二氧化硫,60%以上的氮氧化合物,85%以上的矿物燃料产生的二氧化碳均来自煤炭利用。


  8.从能源安全的角度考虑,面临严重挑战。能源安全实质是保障能源可靠和合理的供应,湖北省煤、石油、天然气的供应呈逐年增长的趋势,但自产能源量少质差。目前,能源资源大省均开始实行资源保护战略,一旦煤的供应不足,将严重影响湖北省的工农业生产和居民的正常生活秩序。


  9.发电类型单一,目前在湖北省内只有火电与水电供给,而具有市场前景和环境效益的风电、太阳能发电、核电和生物质能等的大规模利用几乎都是空白。即使有少数可再生能源生产企业,也是规模小,生产分散,竞争力不强,再生资源评价滞后,技术保障、技术装备与服务体系落后。


  二、水能是优势,新能源不足。


  湖北省内煤炭储藏量十分有限,探明储量不足全国的1%,上个世纪需要的煤炭90%靠外省供应,最近几年,外省供应量超过97%。目前湖北煤炭年产量近1000万吨左右,由于煤质差、发热量低、含硫量高,燃烧不完全,废渣、废气排放量相对较大,不适合燃煤电厂燃烧的需要。多年来湖北的火电燃煤由于受到资源和运力的双重制约,经常是质差量缺,且由于燃煤质量低劣,导致环境污染严重。


  水能是清洁可再生能源,是湖北能源的突出优势,可开发装机容量达3310万千瓦,名列全国前茅。长江流域水能资源理论蕴藏量为2.68亿千瓦,约占全国水能资源的40%。可开发的水能为1.97亿千瓦,占全国可开发水能资源的53.4%,年均可发电10270亿千瓦时,相当于年产原煤5.6亿吨。2004年,三峡电厂的供电范围由北网地区扩大到广东,首次出现跨南网、北网送电。因此,尽管三峡电力源源不断输出,但为湖北电网提供的电力并未大幅增加,未能改变目前湖北电网的电力短缺局面。


  湖北省内的石油已探明剩余可开采量仅占全国储量0.8%,天然气更少,需要从省外调入。川气入鄂,为湖北提供了新的能源供应渠道。


  太阳能、风能尚未能广泛应用,生物质能主要用于农村做饭,这些能源的利用还没有形成较大的规模。


  湖北节能发展的艰巨任务


  根据预测和分析,“十一五”期间到2020年,要保证湖北GDP的增长目标,需要从省外大量输入能源。显然,把能源保障完全寄托在全球和国内能源形势正常演变的前提下,风险较大、变数太多,可能会制约湖北的经济和社会发展。考虑到经济形势的发展变化,不确定因素则更加复杂。因此,必须从节能的角度规划和布局全省能源供需体系,降低阻碍发展的风险。同时,从可持续发展和循环经济模式的要求出发,必须转变增长方式,加大发展高效节能技术的力度,以促进湖北在这一轮竞争中处于较有利地位。


  一、节能工作的重点。


  1.以先进技术,使石化燃料(油、煤、气)达到高效低污染利用。


  目前,高效低污染的燃烧技术包括:①气体燃料的燃烧技术,主要在正确设计燃烧器,控制燃烧器参数和提高火焰稳定性等。②油的燃烧技术,主要注意提高燃油的雾化质量、实现良好的配风和燃料控制。③煤粉燃烧技术,主要是通过各种新型燃烧器来实现煤粉的稳定着火和燃烧强化,提高燃烧效率,实现低负荷稳燃,防止结渣,节约用油等。现已成熟的燃烧器包括:煤粉钝体燃烧器、稳燃腔燃烧器、开缝钝体燃烧器、夹心风燃烧器、火焰稳定船式燃烧器和双通道自稳燃式燃烧器等。④煤粉低氮氧化物燃烧技术,其方法主要采用空气分级燃烧和烟气再循环燃烧技术。⑤高浓度煤粉燃烧技术和流化床燃烧技术等。


  煤是通向未来可再生能源为基础的持久能源体系的桥梁,在相当长时期内,煤仍将是中国、也是湖北省的主要能源。因此,必须解决好煤炭能源的利用以及其给社会、经济和环境等带来的严重问题。这就要求积极发展洁净煤技术。


  洁净煤技术的含义是:旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、运输、转化和污染控制新技术的总称。其核心是提高效率和减少污染,从而使煤炭成为洁净、高效、可靠的能源。具体包括:①燃烧前的净化技术。其中有洗选处理、型煤加工、制水煤浆。这是减轻污染、保护环境的最经济有效的途径。因此,煤炭深加工是国际公认的洁净煤技术的重点。②燃烧中的净化技术。主要是采用先进的燃烧器,通过改进锅炉和炉窑等燃烧设备的设计以及燃烧技术,减少污染物的排放,提高效率。这是洁净煤技术的核心。③燃烧后的净化技术。包括烟气除尘、脱硫、脱氮等。这是污染物排放控制的最后一道关口。④煤炭的转化技术。这是以化学方法为主将煤炭转化为洁净的燃料或化工产品,包括煤炭气化、煤炭液化和燃料电池。煤炭气化的优点是在其燃烧前脱除硫和氮成分。煤炭液化得到的是洁净的液体燃料,它将改变煤炭利用原有的地位。⑤废弃物的处理技术,是对煤炭开采和利用过程中所产生的矸石、煤层气、泥煤和燃煤电站产生的煤粉等污染物,进行无害化处理及资源再利用的技术。


  2.能源梯级利用及管理。


  能源梯级利用是世界上广泛采用的节能策略,也是循环经济发展的重要部分。


  在能源梯级利用及管理方面,湖北省开展了大量卓有成效的工作。主要有:①用能大户能源管理:重点抓武钢、东风公司能源管理系统;②钢铁企业高炉煤气利用:煤气混烧发电、TRT透平余能回收、余热利用等;③建立联合循环电站:沌口联合循环电具有很高的循环热效率;④开发热电联供汽轮机,武汉汽轮发电机厂提供全系列中小热电联供汽轮机产品;⑤柴油机尾气吸附制冰技术;⑥高效换热器技术及产品。


  二、节能工作的优先主题。


  能源节约既要着眼于提高用能设备效率,也要考虑整个用能系统的最优化。


  1.优化用能系统。①提高能量传递和转换设备的效率,减少转换的次数和传递的距离。②在热力学原则的指导下,按能量品质合理梯级使用能源,尽可能防止高品质能量降级使用。③按系统工程的原理,实现整个企业或地区用能系统的热能、机械能、电能和余热的全面综合利用,达到能源利用最优化。④改善企业的能源管理系统。


  2.调整结构,发挥效能。①调整工业结构。在不影响全局的情况下,可以适当调整轻重工业的比例。②合理布局工业。根据能源资源分布的特点,合理布局工业结构,达到区域能源优化配给,取得节能效益。③合理使用能源。各种不同品质的能源要合理使用,以发挥各自的优势,取得最大的经济效益。④多种能源互补,综合利用。⑤进行企业改造、设备更新及工业改革,采用高能效设备,淘汰高能耗设备。


  3.突出发展重点技术。


  ①研究发展热电联产、热电冷联产和热电煤气多联供中关键技术;研究发展小型分散式能源系统技术,优化能源布局,加强能源安全;研究减少电厂自用电技术。对大量使用的工业窑炉,研究提高新建、改扩建工程的能耗准入标准;实现技术装备大型化、生产流程连续化、紧凑化、高效化,以及各种工业能源梯级利用、余热余能利用等,最大限度综合利用各种能源和资源技术。


  ②高效能源转换技术。抓好各种热能转换系统的的优化运行技术开发和推广。研究热力系统优化运行技术及监控软件;大型锅炉启动节油技术;运行参数优化设计与调整控制技术;热能、电能的储存技术等。


  ③建筑节能技术。研究适合湖北省气候条件的建筑节能50%的设计标准和示范建筑结构。深入开发采用蓄冷、蓄热空调及冷热电联供技术,中央空调系统采用风机水泵变频调速系统。加快太阳能、地热等可再生能源在建筑物的利用。


  ④交通节能技术。


  以降低公路交通运输工具能耗为核心,研究发动机燃烧的改进策略、设计方法与理论模型,优化发动机燃烧与控制技术。开发汽油机缸内直接喷射和柴油机电子控制共轨技术、多气阀电喷、稀薄燃烧、提高压缩比、发动机增压等先进发动机技术、降低附属设备能源消耗等重大汽车节能技术以及其他机动车节油技术。发展缸径80mm以下直喷型单缸柴油机,直喷、增压、增压中冷、电控、四气门多缸柴油机,电控、增压车用汽油机及节能环保小型通用汽油机,代用燃料内燃机,电控高压燃油喷射系统等产品。鼓励发展每百公里油耗在5~7L的节能型轿车;加快轻型汽车的柴油化进程,发展柴油发动机轿车。


  提高公路和车辆运行管理水平。加快发展柴油车、大吨位车和专业车;加快运输企业集约化进程,优化运输组织结构,提高运输效率。合理规划城市交通运输发展模式,加快发展大城市轨道交通等公共交通,提高综合交通运输系统效率。制定和实施机动车燃油经济性标准并实施车辆燃油税等相关制度,促进汽车制造企业改进技术,降低油耗,提高燃油经济性,引导消费者购买低油耗汽车。


  发展混合燃料汽车,在城市公交车、出租车上推广混合燃料,研究气体燃料发动机供给系统控制与匹配技术,车用醇类混合燃料燃烧与控制技术,车用生物油制备与混合燃料技术,加快节约和替代石油步伐。


  ⑤电力电子节能技术。深入研究低损耗输、变、配电技术和设备,进一步降低输、变、配电损耗。开发节能电机新技术,提高电机效率。


  三、节能工作重大专项工程。


  1.太阳能光伏与热气流互补发电系统。


  组织研发高效率、低成本太阳能电池,加快推进产业化。结合湖北省风能和太阳能的分布特点,依托湖北省通城、利川风力发电场建设,开展太阳能热气流与光伏联合互补发电模式的研究,率先在湖北省建设100kW级太阳能热气流与光伏互补发电示范工程。该电站造型独特,形成非常壮观的景点,可以和旅游结合,大力发展旅游业;利用太阳能温室效应在集热棚内种植农副产品;通过互补发电模式运行,提高电站发电效率。


  2.生物质能多联产系统。


  由于生物质能资源分散,收集手段落后,生物质能利用工程规模很小;此外,大多数工程工艺简单、设备简陋,设备利用率低,转换效率低下。因此,提出建设生物质能多联产系统。建设汽化系统、液化系统和移动系统,解决运输问题,同时致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术,以达到保护矿产资源,保障国家能源安全,实现CO2减排。开发低污染生产技术、推广低成本系统并推进装置与系统的产业化。


  3.氢能燃料电池。


  利用湖北省已有氢能利用技术基础,围绕燃料电池的产业化,研究开发系列燃料电池发电机组,开展燃料电池关键材料及其制备工艺研究,加强燃料电池核心组件微结构设计和低成本制造技术研究,组织车用燃料电池发动机设计及其系统匹配与优化技术研究,无污染制氢与移动储氢技术研究,燃料电池检测鉴定技术研究,车用燃料电车加氢站设计运行规范与评估技术研究。组织燃料电池汽车运营示范规划,推动东风电动汽车产业发展。


  4.电力节能工程。


  节约能源、提高能效,积极推广节能新技术、新材料、新工艺,发展冶炼电炉节能技术和低损耗输供电技术的开发应用,研究开发并建设电力节能工程。大力研究推广节能电机、高效风机、水泵及变频调速技术,争取通过技术创新,实现电力系统全方位的节能。本文来自《今日湖北》杂志

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