茅盾短篇代表作:世界热电联产发展趋势

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世界热电联产发展趋势

2003年
(《电力设备》、《电气&智能建筑》杂志发表,国研网、慧聪网、中国电力网、中国电力设备信息网、中国农村电气化信息网、中国热网、中国供热网、中国供热网、中国经济信息网、中国创业经营网、华北商务网、税收与市场调查网、中国会计师网、中华税网、中国自动化网、中国煤焦数字交易网、中国物流电器物流招标网、中华管理在线网、中国制冷学会网、中国市场咨询网、中国通讯教育网、天津政务网、华北商务网、农村电气化信息网、搜房网、环球咨询网、中国太阳能热水器网、中国通信教育网、中略网、电子技术知识网、电气商情网、河西政务网、赤峰新城网、杭州热电网、云南供热技术网、成都市科技情报所网、中国工商管理研究院网、中国创新网、维普资讯网、协鑫热电网等网站转载。)

热电联产是既产电又产热的先进能源利用形式,与热电分产相比具有很多优点:一是降低能源消耗,二是提高空气质量,三是补充电源,四是节约城市用地,五是提高供热质量,六是便于综合利用,七是改善城市形象,八是减少安全事故。热电联产由于具有许多优点,所以世界各国都在大力发展。世界热电联产发展呈现许多趋势,把握这些趋势对谋划各个城市热电联产发展很有益处。世界热电联产发展趋势主要是:
 1、推广范围普遍化
 在经历了70年代的石油危机后,热电联产受到了西方国家的重视。美国热电联产装机容量在1980~1995年的15年间增加了2倍,2000年已占总装机容量的7%,计划2010年占总装机容量的14%,2020年占总装机容量的29%。欧共体在90年代支持了45项热电联产工程,2000年热电联产发电量已占总发电量的9%,计划2010年达到18%。1992年,丹麦热电联产供热已占区域供热的60%;热电装机容量占总装机容量的56%,计划2005年提高到66%以上。
 我国政府越来越重视发展热电联产。1997年制定的《中国21世纪议程》和《中华人民共和国节约能源法》,2000年制定的《中华人民共和国大气污染防治法》等法规,都明确鼓励发展热电联产。2000年国家计委、经贸委、建设部、环保总局联合下发的《关于发展热电联产的规定》(计基础[2000]1268号),是指导我国热电联产发展的纲领性文件,在促进我国热电联产发展中已经发挥并将长期发挥重要指导作用。2001年,全国单机6000千瓦及以上供热机组装机容量已达3184万千瓦,占同容量火电机组的13.2%。展望未来,随着集中供热需求的不断扩大和环保压力的不断增加,我国许多城市电热联产将有更大发展。
 2、机组容量大型化
例如,加拿大的一座44万千瓦热电联产机组已经投入运营, 台湾已有2台60万千瓦供热机组在运行。热电联产机组之所以呈现出大型化趋势,是因为大容量热电联产机组更节省能源,更容易应用先进的环保技术。我国原来的热电联产机组容量普遍偏些例如, 1997年我国1229台热电机组中,单机容量在10万千瓦以上的不足30台。为适应机组容量大型化趋势,国家科技部在1999年制定的《当前优先发展的高新技术产业化重点领域指南》中提出:“近期产业化的重点是形成30万千瓦热电联产机组成套设备的制造能力,进而逐步形成60万千瓦大型热电联产机组成套设备的供应能力。”随着工业用汽、集中供热规模的不断扩大和环保压力的不断增加,各地对大容量热电联产机组的需求越来越多。目前北京、沈阳、吉林、长春、郑州、秦皇岛和太原等中心城市已有20万、30万千瓦大型抽汽冷凝两用机组在运行,在城市集中供热方面发挥主力军的作用。江苏新海发电公司的1×30万千瓦热电联产技术改造工程,被国家经贸委列入第三批重点技术改造“双高一优”导向计划,将于2005年竣工 。青岛发电厂计划扩建2×30万千瓦大型热电联产项目。
3、洁净煤技术高新化
目前,全球发电使用的燃料还是以煤炭为主,而煤炭燃烧对大气的污染很重。随着人们可持续发展意识的不断增加和环保立法的不断加强,电力工业越来越重视循环经济,不断开发应用高新技术,使煤炭清洁燃烧。1986年3月,美国率先推出“洁净煤技术示范计划”,对世界各国洁净煤技术发展起到了重要推动作用。在洁净煤技术系列中,与热电联产紧密相关的是脱硫、脱尘、脱氮技术。循环流化床锅炉煤种适应性广、燃烧效率高、脱硫率可达到98%,NOX、CO也能低排放,是重要的洁净燃烧技术。60年代中期,第一台小型循环流化床锅炉在美国投入运行,而后发展很快。目前芬兰已有29、5万千瓦的循环流化床锅炉,日本已有35万千瓦的循环流化床锅炉。欧洲、美国、日本电站锅炉均配有静电除尘器和布袋除尘器,除尘效率在99.9%以上。
我国在推动洁净煤技术进步方面也做了大量工作。1995年国务院成立了“国家洁净煤技术推广规划领导小组”,而后又组织制定了《中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要》。中日合作电子束烟气脱硫示范工程”,已累计运行2400小时,1998年5月28日通过国家竣工验收。该示范工程处理成都电厂20万千瓦机组锅炉的30万m3/h烟气,是目前世界上已投入运行的处理烟气量最大的电子束脱硫装置。北京第一热电厂在2000年投入使用的烟气脱硫系统采用的是先进的干除灰系统、双室四电场静电除尘器和低氮燃烧器,烟尘、氮氧化物排放浓度和锅炉烟气黑度都低于国家标准。我国很重视循环流化床燃烧技术。在《“十五”国家重大技术装备工作重点》明确提出要加强对30万千瓦循环硫化床锅炉的研制。山东东方锅炉股份有限公司是实现循环流化床锅炉国产化的先进单位,国产第一台12、5万千瓦循环流化床锅炉2001年已在河北保定电厂投入使用。国家电力公司正在四川省内江市引进、建设一座30万千瓦循环流化床锅炉示范电站,示范成功将在全国大力推广。国外公司阿尔斯通不仅将为四川省内江市白马循环流化床示范电站提供一台30万千瓦循环流化床锅炉,而且还将其全球领先的循环流化床技术转让给中国最主要的三家锅炉制造商,即东方锅炉(集团)股份有限公司、哈尔滨锅炉厂有限责任公司和上海锅炉厂有限责任公司以及中国主要的设计院,转让期为15年。
4、节能技术系统化
在热电联产中,世界发达国家越来越重视系统节能技术的开发应用,既不但围绕供热机组开发应用节能技术,而且也围绕供热管网、采暖系统和住宅采暖开发应用节能技术。为了使供热管网节能,他们很重视管网敷设和隔热保温技术。在采暖系统方面,这些国家给住宅供热一般都是双管系统,设有多种动态变流量自动调节控制设备及热量计量仪表,用户可按需要设定室温。他们也很重视建筑节能标准,近20年来,每修订一次标准,都将节能要求提高一大步。例如:法国现行标准已是第三个节能25%的标准;英国标准在能源危机前外墙传热系数为1.6W/m2℃,经过三次修订标准后,现已降至0.45W/m2℃;丹麦经过4次修订标准后,现已降0.30和0.20W/m2℃。为实现采暖节能,他们已经形成了保温隔热材料、保温门窗、密封材料、面层抹灰及加强材料、采暖系统调控元器件、管道及其配件等多种多样的高新技术产业部门。
我国对供热管网工程节能也越来越重视。 “十五”期间,国家组织供热管网科技攻关的项目有多热源供热系统联网技术、直埋管道敷设技术、不锈钢波纹管补偿器和板式换热器应力腐蚀破裂防治技术、新型环保保温材料、相变型热功能流体技术、热计量表开发、热分配表开发、储热技术、热水系统夏季供冷技术、计算机信息应用技术等。我国企业在热力表和散热片技术开发方面迈出了坚实步伐,某些产品已达到国际先进水平。天津企业在热力表、散热片技术开发应用方面在全国保持了领先水平。如赛恩公司的热计量表被列入国家建设部、科技部“小康住宅”推广项目。“泰来牌”空调式对流散热器主要经济技术指标已在国际领先,获十五项国家专利和“国家小康住宅建设推荐产品”、“建设部科技成果重点推广项目”等证书,并被列入国家级“火炬计划”。根据依据《中华人民共和国能源法》和《中华人民共和国建筑法》,建设部于1999年制定了《民用建筑节能管理规定》,2002年制定了《建筑节能试点示范工程(小区)管理办法(试行)》,同时还制定了一批建筑节能技术标准和规范,在推动各地建筑节能工作方面发挥了一定作用。各省市响应国家关于建筑节能的号召,也在纷纷制定当地的建筑节能的管理规定和技术标准。建筑节能技术不断发展,新的墙体节能技术、屋面节能技术、门窗节能技术不断问世。目前,全国已建成了1.5亿平方米的节能住宅。
5、热能消费计量化
在西方国家,热量从一开始就主要是以商品形式进入市场的,七十年代的能源危机促进了这些国家供热计量技术与管理的发展。他们对旧有住宅进行了改造,变单管垂直供热为复管跨越供热。欧州国家普遍采用这样的方法,即将总的供热费用根据每个楼的总热表读数分摊到各个楼,然后再根据各户的热分配表把各个楼的供热费用分摊到各户。对采暖收费方法也作了明确规定,30-50%为按建筑面积计算,50-70%按消耗的热量计算。为了实现房间内温度舒适的自动控制,每组散热器还安装温控阀。在欧洲德国安装户内热量表的比例最高,目前已达到75%—80%。90年代,东欧国家也开始进行收费制度的改革,由原来的包费制改为按热计量收费。这些国家的经验说明,采用按热计量收费可节约能源20%—30%,同时改善了大气环境,促进了集中供热。
为了节约能源、减轻污染、促进供热行业面向市场经济,我国自80年代末以来就开始进行按热计量收费的研究和试验。《中华人民共和国节约能源法》对于生活用能的计量收费作出了原则性规定。国家《建设部建筑节能九五"计划和2010年规划》提出:“对集中供暖的民用建筑安设热表及有关调节设备并按表计量收费的工作,1998年通过试点取得成效,开始推广,2000年在重点城市成片推行,2010年基本完成。”四部委《关于发展热电联产的规定》 第十八条明确规定:“住宅采暖供热应积极推进以用户为单位按用热量计价收费的新体制。从2000年10月1日起,新建居民住宅室内采暖供热系统要按分户安装计量仪表设计和建设,推行按热量收费;原有居民住宅要在开展试点的基础上。逐步进行改造,到2010年基本实现供热计量收费。”这些法规的出台有力促进了我国按热量收费工作的开展。北京、天津、青岛、烟台、沈阳等城市在集中供热中按热量收费工作走在了全国的前列。
6、使用燃料清洁化
世界各国热电联产燃料结构尽管大不相同—这主要是由资源决定的,但为了加强环境保护,都在努力降低燃煤比重,积极开发利用天然气、煤层气、地热等各种清洁燃料,尤其是不断提高天然气利用比重。天然气发电不但有利于环保,而且还具有投资施建设快、热效率高、调峰性能好等优点。美国1980-1987建设了1,728座热电厂,其中73%是天然气燃机热电厂。俄罗斯热电联产燃料构成中70%是石油和天然气。德国新建热电厂也主要使用天然气。
我国正大力开发利用国内天然气资源,并从国外进口液化天然气。根据有关机构预测,天然气供应量2010年约为790-1000亿立米,2020年约1560-2000亿立米。未来20年,我国天然气发电将有巨大发展。天然气发电所占比例将由2000年的0.2%增长到2020年的6.7%,2020年天然气发电装机容量将达7200万千瓦,用气量580亿立米,约占天然气消费量的30-40%,其中沿海地区约占天然气消费量的40-60%。。因我国天然气价格高,电价竞争能力不强,国家将在政策上给予支持。《关于发展热电联产的规定》提出:“根据国家能源与环保政策,各地区应根据能源供应条件和优化能源结构的要求,从改善环境质量、节约能源和提高供热质量出发,优化热电联产的燃料供应方案”,“ 积极支持发展燃气—蒸汽联合循环热电联产”。
我国“西气东输”为东部地区优化热电联产燃料结构提供了机遇。北京、上海在热电联产利用天然气方面走在了全国的前面。《北京奥运行动规划》提出:要“优化城市能源结构,大力引进和发展天然气、电力等优质清洁能源,建设陕北天然气进京第二条长输管线及配套设施,高井电厂改用燃气项目,新建、扩建草桥等8座燃气热电厂”。上海调整能源结构工作会议决定:今后将不再新建燃煤电厂,控制煤炭消费总量;加快天然气管网建设,“十五”期间基本建成天然气主干网;抓紧建设燃气电厂,建成重点工业区的热电联产项目。全国18个洁净能源试点城市几乎都在积极引进天然气,扩大天然气的使用范围。
7、能源系统新型化
伴随大电厂、大电网、大热网的不断建设,一种用高科技武装起来的新型能源系统也在世界各国蓬蓬发展。业内专家把这种新型能源系统称为“分布式电源”、“分散能源系统”或“第二代能源系统”。新型能源系统是主要使用天然气的小型热电冷联产系统,它具有三个密不可分的特点:一是主要使用天然气,二是冷热电联产,三是机组小型化。该系统具有很多优点,如投资些见效快、不用长距离传输、几乎没有输能损耗,能源利用率可达到80—90%,而且还可以参与电力调峰。
世界有关方面给了新型能源系统很高评价。美国电力研究院1996年在《分散发电》文集中说:“由于放松管制给给电力市场带来的变化,分析家预测到2002年,在新增的零售收入中,分散发电可能占支配地位。”英国《经济学人》杂志1998年的一篇文章说“在新增的发电中,小电厂发电的比重在增长……本世纪20年代以前,大部分企业部是自已发电,现在的趋势是又回到这个方向上来,电力工业正在归根。”著名的安德逊咨询公司1998年在一份研究报告说:“电力工业2015年前将发生完全的变化……大型和远离负荷中心的电厂将越来越多地被靠近负荷中心的小型和清洁的发电方式所代替。”欧洲委员会在《大气改变对策的能源框架》中,将“第二代能源系统”放在非常重要的位置,认为它“是对实现排放目标贡献最大的一项技术”。成立不久的国际热电联产组织,宣布其宗旨就是“推动世界范围的清洁、高效、分散的电力生产”,并预言“这是下一个世纪电力工业的发展方向”。”由美国能源部、美国环保局主办,美国热电联产协会、国际热电联产联盟等机构联合协办的“热电联产—21世纪的能源方案”国际会议指出:“我们今天正站在向全世界生产和输送电能、热能和机械能的一场史无前例的革命的边缘。”
美国是全球发展新型能源系统的先锋,1978年开始提倡发展小型热电联产,目前除了继续坚持发展小型热电联产之外,正在走向高效利用能源的小型冷热电联产。美国能源部已经提出了小型冷热电联产规划。根据这项规划,2005年要建立200个示范点;2010年20%的新建商用、写字楼类建筑物使用小型冷热电联产;2020年50%新建商用、写字楼类建筑采用小型冷热电联产。
我国政府对发展新型能源系统也很重视。四部委《关于发展热电联产的规定》明确规定:“ 鼓励使用清洁能源,鼓励发展热、电、冷联产技术和热、电、煤气联供,以提高热能综合利用效率”,“以小型燃气发电机组和余热锅炉等设备组成的小型热电联产系统,适用于厂矿企业,写字楼、宾馆、商畅医院、银行、学校等较分散的公用建筑。它具有效率高、占地些保护环境、减少供电线损和应急突发事件等综合功能,在有条件的地区应逐步推广”。国际能源署最近在北京公开发表了重要的研究报告,该报告指出:“通过在城市里部署大量的中型(≤ 5万千瓦)燃气发电机组来分散发电有一系列的益处,使用更小的热电联产机组或冷热电联产机组应该是天然气应用发展的长期取向。”中国电机工程学会热电专业委员会秘书长王振铭、中国能源研究会副秘书长朱成章、中国能源网首席信息主管韩晓平等许多热电专家最近几年都纷纷发表文章,倡导利用天然气发展小型热电冷联产。北京、上海在起动新型能源系统中起了带头作用。刘淇同志最近对北京石油学会的一项关于《北京天然气经济及发展利用》的专家建议作出批示,要求北京开展中小型燃气轮机热电冷联产技术的使用进行研究。在上海市合理、高效使用天然气院士咨询会中,院士和专家建议在新建大型建筑物或工业园区采用燃气空调、热电冷联供和分布式发电技术。小型燃气热电冷联产系统已经在我国出现,如上海黄浦区中心医院、浦东国际机畅北京燃气集团大楼和清华大学都建立了这种系统。
 8、投资经营市场化
为提高效率、降低价格、改善服务、合理配置资源,西方国家已经实现了供热反垄断:国家资本逐步退出热源厂和管网,引入私人资本和竞争机制,热源厂、管网建设及运营均实行招投标,对中标者实行特许经营权制度。近年来,这些国家能源市场化又有新发展,主要是扩大国际开放。欧盟最近在法国斯特拉斯堡举行会议,通过了有关能源市场自由化的一揽子议案,要求欧盟15个成员国在2004年之前放开电力和天然气的商业用户市场,在2007年之前放开个人用户市场,以改变目前欧盟能源市场的分割现象。
在我国,热电厂和供热公司长期以来是由政府投资建设、财政补贴运营、国有企业一统天下,机构臃肿、条块分割、效率低下、亏损严重、服务意识淡漠,政企不分的弊端非常多。中国入世有力推动了供热事业的市场化进程。入世后的短短三个月内,国家计委《“十五”期间加快发展服务业若干政策措施的意见》、《关于印发促进和引导民间投资的若干意见的通知》、新《外商投资产业指导目录》相继出台,明确指出要加快公用事业管理体制改革,逐步放宽对非国有经济的准入限制;在政府的宏观调控下,鼓励和引导外资和民间投资参与包括供热在内的城市基础设施建设。十六大报告明确提出“推进管理体制改革,引入竞争体制,减少行政性审批,使政府、企业、市场的关系真正转移到社会主义市场经济体制要求的轨道上来”。建设部在2002年12月27日下发的《关于加快市政公用行业市场化进程的意见》,是指导供热投资经营市场化的纲领性文件。根据规划,今后供热等市政公用行业将建立特许经营制度,由政府授予企业在一定时间和范围内对某项市政公用产品或服务进行特许经营。2003年被舆论界称为公用事业“市场化元年”。1月7日,建设部部长汪光焘给2003年全国建设工作会议来了这样一段开场白:“今年,中国将全面开放市政公用市场,允许国内各种资本和海外资金参与市政公用设施建设,各地的企业可以跨地区、跨行业参与市政公用企业的经营”。 可以乐观地预测:包括集中供热在内的中国城市公用事业市场化将明显加快。

注:本文是为某能源公司所做的热电联产发展战略研究报告的一个附件。我国热电联产权威人士在专家评审会上说:“这个发展战略研究报告达到了国内领先水平”。
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