節能對我國經濟發展的重要性,大家都是有深刻認識的。在不久前的國務院能源領導小組第二次會議上,溫家寶總理進一步強調“要把節能放在更加突出的位置”。這里,我談談每年可以節約幾億噸煤的途徑——熱電聯產。
提高火電效率的有效途徑
我國火電廠的發電凈效率,經過幾十年的努力,已經從解放初期中壓機組的25%左右,提高到超臨界機組的40%,但蒸汽機的熱效率只有8%左右。火電廠的三大主機中,鍋爐的效率最高已達到94.8%,汽輪機效率達到90%,而發電機的效率接近99%,這三大主機合計效率也達到了近85%。
為什么達到超臨界參數后,電廠效率也才只有40%?這是因為在火電廠有效運行中有個必不可少的“冷端損失”因素。
火電廠的運行過程是:用高壓泵把水打進鍋爐,高壓水在鍋爐中逐步加熱,先變為蒸汽,再變為過熱蒸汽,過熱蒸汽再通過管道送入汽輪機,經一級級葉片作功后,蒸汽的壓力和溫度不斷下降,最后壓力降到約0.05個大氣壓,溫度為40攝氏度左右。這時,雖然蒸汽的壓力和溫度都很低了,但它還是蒸汽,要再把它打進鍋爐,需要花費巨大的能量,經濟上是劃不來的。所以,還是要把它先變成水,再用泵打進鍋爐。同樣溫度的蒸汽變成同樣溫度的水,需要釋放出大量的“潛熱”,在壓力低時,1公斤蒸汽變成相同溫度的水約要釋放600大卡左右的熱量。這些熱量在火電廠運行過程中,都被水或空氣帶走而損失掉了。這就是火電廠的“冷端損失”,約占電廠40%以上的能量。所以,火電廠的熱效率不夠高。
如果有熱用戶,情況就不一樣了。高壓高溫蒸汽先在汽輪機中做功發電后,再將相應溫度和壓力的蒸汽供應給熱用戶,火電廠就可以不產生“冷端損失”,從而可以大大提高火電廠的熱效率。全世界熱能專家一致認為,實行熱電聯產是提高火電廠效率的最有效途徑,但前提是有熱用戶。熱電聯產后,發電部分的熱效率可以提高到80%左右,每發一千瓦時電只用150克左右的標準煤。我國已發電的河南沁北電廠是60萬千瓦超臨界機組,它每發一千瓦時電消耗300克標準煤,是熱電廠發電煤耗的2倍,而全國平均每千瓦時電的煤耗是370克標準煤。
近些年來,我國熱電聯產取得了不少成績,全國集中供熱面積已達到23.63億平方米,安裝小型熱電2302臺,相應發電裝機總量4813.7萬千瓦。特別是一些民營的化工、食品、紡織等企業,因為生產過程需要用熱,所以在建供熱鍋爐時,提高了鍋爐的蒸汽參數,以便同時配備發電設備,做到了先發電后供熱,實現了熱電聯產。可是2004年,我國還有52.7萬臺工業鍋爐,共計501.6萬蒸噸的容量,只供熱不發電,其中85%是燃用煤炭,年用煤4億多噸,這些工業鍋爐是在2004年時可以進行熱電聯產的熱源,也是可以大大提高發電效率節約燃料的潛在之源。
一個蒸噸的鍋爐容量,蒸汽參數的不同,可以配備100~120千瓦的發電量。2004年我國有52.7萬臺工業鍋爐,總蒸噸為501.6萬,若能利用其中100萬蒸噸的鍋爐,就可以供1億千瓦高效發電利用。這1億千瓦的發電量,每千瓦時只耗用150克左右的標準煤,比最先進的火電廠效益還高一倍,一年最少可以節約1億噸標準煤。不要說501.6萬蒸噸全部利用,就是經過努力能利用300萬蒸噸,我國每年就可以節約3億噸標準煤。
小熱電遭遇水土不服
國外有現成的經驗可供借鑒。
在丹麥,沒有一家火電廠不向近處供熱,也沒有一臺工業鍋爐不配熱電設備。這樣,全國能源利用率大大提高,節約了大量能源。
美國的卡特政府,在執政期間出臺了一項政策,要求各電網準許小熱電并網,并收購多余的電量。這項政策出臺后,美國各賓館、學校、醫院、廠礦等原來只供熱的小鍋爐,多數改造成了先發電后供熱的小型熱電站,全國一下子就增加了幾千萬千瓦的電力,而且是效率高、耗能少的電力。
我國的熱電產業,特別是小熱電近年走入了困境。銀行系統發文將熱電聯產列入“高危行業”,不再給予貸款。為什么世界能源專家一致認為節能效果最好的行業,變成了“高危行業”,國內銀行貸款不僅不給優惠,反而不準貸款?我認為主要原因有三:
首先,把小火電和熱電聯產的小熱電混為一談。有些地方想上小火電,不能得到批準,就改為小熱電,可是供熱的比重很低,實際上是小火電為主。這種項目多了,有權批準建電廠的單位也把真正的小熱電和小火電等同了。真正的小熱電,其發電后的蒸汽都被供熱所利用。這樣,再小的熱電,煤耗也比先進的火電廠要低。國家應組織力量,對現有的小熱電廠進行一次審查,對度發電煤耗超過250克標準煤的要進行整改。
其次,對全國現有的工業鍋爐進行一次調查,看看,哪些可以改成為近處火電廠供熱的,哪些可以組織起來改造成為小熱電的。以后,各計劃部門在審批新建工業鍋爐時,要按此原則辦理。
第三,燃料費用不斷提高,而電價、熱價不能同比提價,供熱產生虧損,提高熱價又直接影響到居民利益,熱費漲價后,收費就更困難。對此,國家的政策應全面考慮。煤價放開,20%的煤供工業鍋爐,近60%的煤供電廠,熱價、電價又不能放開,如何解決這個矛盾?
做好節能大文章
有熱用戶,是降低發電能耗最好的機會。而隨著經濟的發展,人們生活水平的改善,對熱的需要量還會大量增加。在我國,如何利用供熱來降低發電能耗,是一個最大的節能項目,國家一定要采取有力措施,做好這篇節能大文章。
我在原國家計委工作時,曾提出熱電聯產這個題目,也做了一些工作。1981年8月人民日報刊登了我在這方面的觀點,時間雖然過去25年了,但文中提出的觀點并沒有失去其現實意義。在此,我建議:
一、嚴格規定,新建小熱電供電煤耗最高不能超過250克標準煤╱千瓦時。之所以規定為250克╱千瓦時,就是準許小熱電有小部分蒸汽進入冷凝器。
二、像美國一樣準許小型熱電廠并網運行,多余電量按合理價格收購。
三、燃料費用漲價,電價、熱價同比上漲,由物價部門核準。 每年能節約幾億噸煤的特大項目,國家應組織力量強力地抓,抓出成果。丹麥作為資本主義國家,能做到沒有火電廠不供熱,沒有鍋爐房不發電,我國是經濟管理高度集中的社會主義國家,更應能做到。