16位院士联名建议大力发展调峰机组 提高可再生能源消纳

来源:中国工程院院士发布时间:2018-06-13 17:28:14

长期以来,燃煤发电为我国的节能减排事业做出了重大贡献。基于我国电力工业和能源结构的发展状况,制定燃煤发电工业节能减排的中长期发展战略规划意义重大。为此,中国工程院和国家自然科学基金委员会联合资助了“中国燃煤发电机组节能减排战略研究”项目。该项目由清华大学倪维斗院士牵头,产、学、研、用等不同领域的50多位专家学者参加。项目通过对国内主要发电集团20余家燃煤电站的现场调研、40余次跨专业技术研讨,结合文献分析、理论研究、电话咨询等多种方式,对中国燃煤发电所涉及的节能、减排和智能电站等三个方面开展了深入研究和系统论证,取得一系列重要认识。在此基础上,进一步研讨凝练,形成本建议。

(一)我国燃煤发电节能减排工作取得显著成效

在过去相当长的时期内,中国燃煤发电的能耗水平一直落后于发达国家。随着电力工业的快速发展,中国燃煤发电的供电能耗一直持续下降。2017年,全国火电机组的平均供电煤耗已达到309g/kWh,相比于1949、1978和2002年分别降低了73%、34%和19%;已经明显优于美国和世界平均水平,与欧洲相当。当前,我国先进燃煤发电机组的供电煤耗已经低于270g/kWh,引领了世界燃煤发电的发展方向。

自1996年燃煤发电行业开始全面实施污染物排放控制以来,国家排放标准历经数次修改,排放标准越来越严,当前超低排放要求SO2和NOX和烟尘的排放限制分别为35、50、10mg/Nm3,为历史排放标准最高、世界最严的中国标准。燃煤发电污染物排放绩效持续下降,污染物排放量近几年在装机容量持续增长的情况下实现大幅下降。2015年燃煤发电行业的SO2和NOX的排放量分别降低至200和180万吨;燃煤发电的污染物排放总量已低于美国,接近欧洲。

(二)我国燃煤发电节能减排仍有巨大的潜力

1)节能潜力分析

通过系统分析过去近七十年来燃煤发电工业的发展历程,得到燃煤电站节能降耗的主要原因包括发展高参数大容量先进机组、淘汰落后产能、优化电源结构、采用先进节能技术、提升经营管理水平等重要结论。进一步通过理论研究,建立了燃煤电站能源转化的热量/?对比分析方法,并绘制了不同容量等级典型燃煤发电机组热量损失和?损失图谱,进而确定了燃煤电站的能量损失/节能潜力的物理分布情况。

通过对发展高参数大容量先进燃煤机组的影响研究发现,2006-2015期间新增装机对全国火电机组平均供电煤耗下降的贡献累计达20g/kWh左右。而限于高温铁素体和镍基合金等材料研发进度的影响,更高参数机组的发展难以推进。

通过对淘汰落后产能的影响研究,得到2006-2015期间,淘汰中小高能耗机组对全国火电机组平均供电煤耗下降的影响累计达到27g/kWh,比新增装机的影响还大。若全面关停200MW及以下等级小机组,至少还可降低煤耗20g/kWh以上。然而,燃煤发电的落后产能容量小、数量多、分散广、涉及行业宽,且大部分属于自备电厂,关停需下大力气才行。

通过对燃煤电站节能潜力的分析研究,发现分级预热提高热风温度、优化汽轮机通流结构、强化空冷冷端传热、缸体高低位布置等节能措施,可相应降低供电煤耗5-10、4-8、2-4和2-3g/kWh。

通过对燃煤电站能量损失的系统分析,发现热电联产是蒸汽循环能量利用效率最高的形式。截止2017年全国热电联产装机已达到5.5亿千瓦,约占火电装机的一半,年节约标准煤约4000万吨,对全国火电机组平均供电煤耗下降的贡献约9g/kWh。若采用节能型热电联产技术进行改造,还可节约标煤1800万吨,相应降低全国火电机组平均供电煤耗4g/kWh左右。

基于以上分析,当前燃煤发电领域节能降耗方面至少还有25-30g/kWh的发展空间。若未来成功研发高温铁素体和镍基合金材料,兴建700℃等级燃煤发电机组的供电煤耗可比当前最先进的600℃等级燃煤发电机组供电煤耗下降约15-20g/kWh。

2)减排潜力分析

根据国内不同工业排放的对比,燃煤发电曾在过去相当长时间内是SO2和NOX的排放大户。随着电力行业近年来的不懈努力以及超低排放标准的逐步实施,燃煤发电的SO2和NOX排放占比在2015年就已经低于10%,减排空间非常有限。而燃煤发电排放与能耗/成本的矛盾突出,应重点降低燃煤发电污染控制的成本。相比而言,热力、钢铁和水泥等工业领域因排放标准依然较低,已成为我国SO2和NOX和烟尘排放的主要源头,应协同制定严格的排放标准,重点治理。根据估算,若热力、钢铁和水泥等燃煤工业采用与燃煤发电行业相同的超低排放标准,则每年可分别降低SO2、NOX和烟尘的排放约750、770、800万吨左右。

3)可再生能源电力消纳潜力分析

随着可再生能源发电的快速增长,以燃煤发电为基础的电网难以消纳“阴晴不定”的可再生能源电量,弃风、弃光的电量逐年增加,燃煤发电面临前所未有的调峰和灵活性改造的压力。而当前约5.5亿千瓦装机的热电联产机组主要采取以热定电的方式运行,调峰能力受限。本项目基于系统研究,提出了热电联产机组加装大旁路,实现热电解耦的技术路线,可使热电联产机组全负荷调峰。若全面推广,可释放3-4亿千瓦的调峰能力,大幅提高对可再生能源电量的消纳能力。按年调峰500小时计,可年节约标准煤4000万吨以上。相当于降低供电煤耗9g/kWh,相应降低燃煤发电行业污染物排放约总量的3%左右。

4)电站运行管理潜力分析

由于燃煤电站的节能和减排受运行管理影响较大,本项目进一步研究了电站信息控制技术的发展情况。在集散控制技术(DCS)、管理信息系统(MIS)、厂级监控系统(SIS)等基础上,利用燃煤电站故障监测技术、数字电站、大数据、云计算、在线优化等先进技术,提出了未来燃煤电站智能化的发展构想与实施框架,可望实现燃煤电站的实时优化、主动决策、自主维护与检修,以及基于智能电站的智能化设备管理服务和多源生产协作。

(三)建议

1)动态对标淘汰落后产能,推动燃煤装机产业升级

采用供电煤耗差额动态对标淘汰落后产能。即以当前国内先进燃煤发电机组的供电煤耗为基准,对于服役年限还剩10年以下的机组,若供电煤耗高于对标煤耗40g/kWh,则建议淘汰;对于服役6年限还剩10-20年的机组,若供电煤耗高于对标煤耗50g/kWh,则建议淘汰。深度调峰机组在常规机组的对标差额基础上增加10g/kWh。

2)加强基础和应用研究,推进燃煤发电技术发展

建议重点研发空气分级预热技术,推进热电联产,开展大旁路供热机组示范,深入研发燃烧、热力系统等过程的动态特性,推动控制、信息技术的标准化以促进智能电站发展,加快高温铁素体和镍基合金材料研发以进一步提高蒸汽参数,实现燃煤电站的深度节能减排。

3)优化电源结构,鼓励电量交易,促进新能源电量消纳

建议大力发展调峰机组,优化电源结构。并建立电量自主交易平台,建立、健全不同电源结构之间的电量代发机制,鼓励特定区域内(如区域电网)不同电源结构之间的电量实时、自主交易。通过市场机制高效、健康地挖掘燃煤发电机组,特别是供热机组的深度调峰能力,以解决新能源的消纳问题。

4)鼓励排放交易,实现污染物排放的全面控制

建议参照煤电排放标准,根据热力、钢铁、水泥等行业的特点逐步制定严格的污染物排放标准。利用煤电与其它行业排放标准的差异,建立污染物排放交易市场机制,以促进减排技术的推广和资源配置优化,从而低成本大幅降低非发电工业的燃煤污染排放,实现全社会的节能减排。

建议人:

倪维斗 中国工程院院士,动力机械工程专家,清华大学

杜祥琬 中国工程院院士,应用核物理、强激光技术和能源战略专家,中国工程物理研究院

谢克昌 中国工程院院士,煤化学工程专家,中国科学技术协会

彭苏萍 中国工程院院士,矿山工程地质与工程物探专家,中国矿业大学

秦裕琨 中国工程院院士,热能工程、燃烧学专家,哈尔滨工业大学

翁史烈 中国工程院院士,热力涡轮机专家,上海交通大学

黄其励 中国工程院院士,蒸汽工程专家,国家电网公司

郝吉明 中国工程院院士,大气污染防治专家,清华大学

袁亮 中国工程院院士,煤炭开采及瓦斯治理专家,安徽理工大学

岳光溪 中国工程院院士,洁净煤技术专家,清华大学

张玉卓 中国工程院院士,洁净煤技术专家,天津市委

李立浧 中国工程院院士,电网工程、直流输电专家,南方电网公司

陈勇 中国工程院院士,能源与环境工程技术专家,中国科学技术协会

刘吉臻 中国工程院院士,发电厂自动化技术专家,华北电力大学

闻雪友 中国工程院院士,燃气轮机学科专家,七〇三研究所

顾大钊 中国工程院院士,矿山工程与水文地质专家,神华集团

吕俊 复教授,洁净煤技术专家,清华大学

王卫良 高工,热能动力工程专家,清华大学

王振海 副局长,能源与矿业专家,中国工程院

李政教授 能源战略专家,清华大学

张海教授 洁净煤技术专家,清华大学

骆仲泱教授 能源清洁利用专家,浙江大学

黄震教授,内燃机燃烧与排放控制专家,上海交通大学

王凡高工 节能减排专家,中国能源研究会

责任编辑:suna
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
可再生能源法修订草案提请审议来源:新华社 发布时间:2026-11-03 09:57:50

11月2日,可再生能源法修订草案提请十四届全国人大常委会第二十五次会议初次审议。本次修法立足于保障能源安全、优化能源结构、建设能源强国和推进生态文明的战略需要,旨在适应我国可再生能源快速发展新阶段的制度需求。草案共十章七十六条,系统完善了法律框架:明确坚持党的领导,调整立法目的与基本原则;强化资源调查、规划编制与项目开发管理;规范生产、并网、输送等环节;健全市场化交易机制与价格形成规则;压实可再生能源消纳责任,促进绿色消费;支持科技创新与产业链升级;完善配套保障措施、监管体系及法律责任。修订工作以构建全球规模最大、发展最快的可再生能源体系实践为基础,推动法治保障与产业发展协同深化。(198字)

前三季度可再生能源发电量增长约百分之八来源:人民网 发布时间:2026-11-03 09:56:47

2024年前三季度,我国可再生能源发展呈现“扩量提质”良好态势:发电量达3.13万亿千瓦时,同比增长约8%,占全部发电量的41.8%,已超第三产业与居民生活用电量总和,满足全社会近四成用电需求;新增装机1.8亿千瓦,占全国新增装机的71.7%,其中风电、光伏发电合计新增1.7亿千瓦;截至9月底,可再生能源累计装机达25.18亿千瓦,占总装机的60.94%,风光装机突破20亿千瓦、占比近48.7%,光伏装机历史性超过煤电,成为第一大电源品种。风光发电量达1.92万亿千瓦时,同比增长11%,贡献了全国发电增量的87.5%。

风、光项目也可获容量电费!山东发电侧可靠容量补偿方案征求意见!来源:山东发改委 发布时间:2026-11-02 09:08:29

山东省发改委于2026年10月15日发布《山东省发电侧可靠容量补偿实施细则(征求意见稿)》,旨在贯彻落实国家发改委、国家能源局关于完善发电侧容量电价机制的政策要求(发改价格〔2026〕114号)。该细则拟建立覆盖风能、太阳能等可再生能源项目的可靠容量补偿机制,明确其在保障电力系统安全稳定运行中所贡献的可用容量可获得相应容量电费补偿。此举标志着山东将风电、光伏等波动性电源纳入容量补偿体系,推动多元电源协同参与系统可靠性建设。文件面向社会公开征求意见,截止时间为2026年11月15日,公众可通过电话或电子邮件向省发改委价格处反馈建议。(198字)

目标到2035年新增15GW可再生能源装机!欧盟启动地中海绿能投资平台来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-30 09:08:29

欧盟正式推出“跨地中海可再生能源与清洁技术合作倡议”(T-MED)投资平台,旨在推动地中海地区(含中东、北非及海湾国家)清洁能源发展。该平台以最高45亿欧元欧盟担保为支撑,目标撬动250亿欧元公共与私人投资,到2035年助力当地新增15吉瓦可再生能源装机。T-MED重点支持光伏、风电、储能、电解槽、电网现代化及跨境互联等项目,并着力破解审批、并网、监管和购电协议等投资障碍。目前首批落地项目包括埃及约4.3亿欧元混合光伏项目、突尼斯两座共200兆瓦光伏电站及配套输电设施,以及一项16亿欧元的埃及国家电网升级工程。平台还通过联合采购、产业合作与专业人才培训,提升区域清洁技术制造能力与供应链水平。

天合光能荣获2026年度中国可再生能源学会科学技术奖一等奖来源:天合光能 发布时间:2026-10-28 09:20:54

天合光能凭TOPCon钙钛矿/晶硅叠层技术获2026年中国可再生能源科技一等奖;其3.1m²组件以907W功率、29.2%效率刷新世界纪录,实现全球首单高端户用出海;专利达758项,加速推进光储氢及AIDC智慧能源战略升级。

通威受邀出席第二十届中国可再生能源大会,分享多路线创新成果来源:通威集团 发布时间:2026-10-28 08:57:13

通威亮相第二十届中国可再生能源大会,邢国强博士主持光伏分会场;“高效高双面率TOPCon”项目入选2025年度重大科技进展;异质结银包铜单耗<3.7mg/W、组件功率破802W;TOPCon“零成本提效”新路径、TBC量产突破、“砾辉”沙戈荒组件实证增益0.75%,多维技术成果集中展示。

交通运输部等八部门:打造零碳综合货运枢纽,鼓励使用太阳能、风能、地热能等可再生能源来源:交通运输部 发布时间:2026-10-27 10:30:03

《综合交通枢纽发展“十五五”规划》由交通运输部等八部门联合印发,旨在系统推进现代化综合交通枢纽体系建设。规划明确以提升衔接转换效率为核心,统筹推进枢纽集群、枢纽城市和枢纽港站三级架构发展,重点强化京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝地区四大国际性枢纽集群的全球辐射能力,并培育武汉、郑州、西安等全国性枢纽集群。规划提出到2030年基本建成现代化枢纽体系,支撑实现“全国123出行交通圈”和“全球123快货物流圈”;到2035年全面建成一体融合、智慧绿色、安全高效的枢纽体系。在实施路径上,强调一体化建设与存量更新并重,推动客运便捷换乘、货运多式联运提质增效,尤其突出绿色转型——明确打造“零碳综合货运枢纽”,鼓励在枢纽设施中规模化应用太阳能、风能、地热能等可再生能源,并配套新型储能与能源管理平台。(199字)

智驭光能,稳网未来 新能源公司核心装备亮相第十九届印度REI来源:特变电工新能源 发布时间:2026-10-26 09:49:23

特变电工新能源亮相印度REI展,展出TC4800KF集中式逆变器(效率99.09%)、TS550KTL-HV-C2组串式逆变器(适配复杂地形与湿热环境)及TSVG-70/35-W-C静止无功发生器,覆盖“发得出、并得稳”全链路智能光伏解决方案,彰显中国高端装备技术实力与本地化服务能力。

12.66 GW:南澳一次性招标相当于现有装机1.7倍的风光容量来源:国家能源小数据 发布时间:2026-10-23 09:14:28

南澳州于10月18日公布Whyalla West土地释放区可再生能源项目招标结果,四家中标企业将开发总计12.66 GW风光装机,规模达该州现有风电与光伏总装机的1.7倍。项目集中布局于Whyalla以西超1.1万平方公里牧区,以风电为主(占97%),仅含0.36 GW光伏,契合当地钢铁产业对夜间稳定绿电的需求。中标方获5年期“可再生能源可行性许可”,可开展技术、商业及环境研究,但须另行申请建设许可,体现“先供地、后审批”的两段式管理机制。此举旨在联动土地供给、许可制度与工业负荷,推动绿色钢铁重启;当前尚无确定用电主体,属前瞻性布局。伴随南澳2025年可再生能源发电占比已达77.1%,该招标是其实现2027年100%净可再生目标的关键一环,也凸显输电与并网能力将成为后续发展瓶颈。(199字)

乌拉圭签署史上最大投资!拟开发500MW光伏供电数据中心来源:TaiyangNews 发布时间:2026-10-22 09:01:37

乌拉圭与西班牙可再生能源企业Solaria Energía y Medio Ambiente签署总额57亿美元的投资协议,拟建设该国史上最大规模的光伏供电数据中心园区。项目总容量达500MW,分两期实施:一期在卡内洛内斯省建设200MW数据中心及350MW光伏电站,预计2029或2030年投运,将创造超3000个就业岗位;二期在圣何塞省新增300MW数据中心容量,并可能扩展光伏发电。光伏设施集中于佛罗里达省,由国家电力机构UTE提供土地并签订40年购电协议,Solaria负责开发运营、电网接入(500kV)及“通电土地”服务。该项目契合乌拉圭2030年新增500–600MW光伏的目标,亦响应其打造数字枢纽与绿色能源中心的国家战略。

推动煤电与新能源融合发展 拓展新能源开发消纳空间来源:国家能源局 发布时间:2026-10-21 15:23:12

本文围绕国家能源局发布的《关于推动煤电与新能源融合发展的实施意见》,系统阐释了煤电与新能源融合发展的政策内涵、实践路径与实施要求。文章指出,《意见》立足协同推进新能源消纳与煤电节能降碳双重目标,提出近区协同送出、清洁供热、海上风电接入、自备机组打捆利用、厂内绿色用能等五类融合场景,并明确改造力度、接网方式、计量规则、涉网性能等七方面技术要求。强调融合须以不削弱煤电调节能力为前提,新能源开发规模需与煤电改造提升的调节能力相匹配,避免弃风弃光。同时,依托存量煤电设施(如送出线路、供热系统、厂区空间)拓展新能源消纳空间,提升基础设施利用效率。文章还就资源普查、规划布局、技术创新、政策保障等方面提出落地建议,旨在推动煤电由主力电源向支撑调节型电源转型,支撑新型电力系统建设。(198字)