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湖北節能降耗工作思路

按:黨中央、國務院提出“十一五”期間萬元生產總值能耗降低20%的目標,是具體落實科學發展觀,調整經濟結構,實現增長方式轉變,開創新型工業化道路的重要決策。實現這個目標,必將促進我省的經濟發展從高投入高消耗高污染低效益的增長方式轉變到低投入低消耗低污染高
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  按:黨中央、國務院提出“十一五”期間萬元生產總值能耗降低20%的目標,是具體落實科學發展觀,調整經濟結構,實現增長方式轉變,開創新型工業化道路的重要決策。實現這個目標,必將促進我省的經濟發展從高投入高消耗高污染低效益的增長方式轉變到低投入低消耗低污染高效益的道路上來。為此,湖北省發改委課題組撰寫了16萬多字的關于“湖北省‘十一五’期間單位生產總值能耗降低20%研究報告”,本刊節錄選編其中部分內容,予以發表。


  節能降耗是湖北可持續發展的保證


  能源問題一直是制約湖北綜合實力提升的根本性問題。湖北雖然占據著整個江漢平原,物產豐富,擁有三峽和葛洲壩兩座大型水電站,但電力并入全國電網,由國家統配。湖北缺煤、少油、乏氣,每年存在著巨大的能源缺口。由于湖北貧煤而使大規模范圍火電依賴性強,一旦經濟繁榮,能源供應之弦繃緊,湖北電煤就必然出現卡口,加大成本費用,而且火電污染大,調節性能差。加之湖北地處中部內陸,從海外進口石油等能源的成本較高,不利于企業降低生產成本和居民改善生活質量。隨著經濟進一步發展和工業化進程的加快,湖北省能源“瓶頸”效應將日益明顯。


  湖北是個缺煤大省,電煤基本購自外省,如河南、山西、陜西等,且配額缺口大。2003年,分配給湖北的電煤為817萬噸,實際用煤達到1300萬噸以上,缺口超過400萬噸。數據顯示,我國在一次能源向二次能源轉換方面,電力用煤占國內煤炭的比重從1990年的25%上升到2002年的53.5%。預計到2010年,湖北燃煤電廠裝機容量將進一步增大,如再投產燃煤機組700萬千瓦左右,用煤量將增加近一倍,全省電煤需求量將達到2500萬噸左右,缺口只會越來越大。如果遭遇鐵路運力緊張或煤礦減產,只有拉閘限電。2001年―2004年連續四年在圣誕期間拉閘限電已經成為現實,導致了大量的工業企業停產,百萬居民缺少生活用電,交通出現麻煩。


  現實表明:湖北是能源貧省,卻是能耗大省。偏工、偏重的用能對象是湖北特色,這一點大不同于外省。全省73%的電量被工業吃掉了,重耗能的工業結構吞噬了許多毛利。全省目前平均電價0.36元左右,具體實行目錄電價,這個電價水平與美國等發達地區相當,但湖北的單位產品能耗卻比國際先進水平高出30%以上,有的甚至一兩倍,使企業的競爭力大大降低。湖北省能源的利用效益也是很低的,且不與發達國家相比,就是和兄弟省市一站,湖北也矮了一大截。如單位能源創國民生產總值,湖北省僅及江蘇的58%。同樣1千瓦時電,別的省份能創十多元、數十元的工業產值,湖北只有七八元。耗能大、能效低無形中蠶食了相當大的企業利潤。因此,加快對重工業、大型制造業的節能技術的改造勢在必行。在此過程中,節能作為“第五大能源”也將會形成又一大新興產業,不僅可以提高傳統產業的利潤率,而且節能技術產業自身也將形成一個前景廣闊的市場。


  湖北能源構成與特點


  一、湖北能源狀況及特點。


  1.電力工業發展較快。但人均能源資源相對不足,資源質量較差,探明程度較低,尤其是化石能源勘探程度低,制約了電力建設發展的優勢。


  2.能源生產消費以煤為主。例如在上個世紀九十年代,湖北省原煤在一次能源生產中所占比重超過75%,在能源消費結構中,這個比例更高。進入二十一世紀以來,雖然湖北省水電大大發展,但其大部分都輸往華東和華南地區,本土能源消費結構中煤的占有份額不減反增,從而給環境?;ご戳思蟮難沽?。


  3.能源資源分布不均,交通運力不足,制約了能源工業的發展。湖北省能源資源西富東貧,水電大電源分布在鄂西,而負荷中心在鄂東。這種格局大大增加了能源輸運的壓力,形成了大容量、長距離、西電東送的格局。多年來,由于運力不足造成了湖北省電力供應的緊張。


  4.水電發展受水情的影響較大,冬季枯水期需補償電源。


  5.能源工業技術水平低下,勞動生產率低。能量利用率低下,能耗水平高,環境污染嚴重的中小火電廠數量較多。


  6.農村能源問題日益突出,影響越來越大。主要表現在三個方面:一,農村生活用能嚴重短缺,過度的燃燒薪柴造成大面積植被破壞,引起了水土流失和土壤有機質減少。二,隨著農業生產機械化和化學化的發展,農業生產的能耗量急劇增長。三,鄉鎮工業能耗直線上升,能源利用率嚴重低下。


  7.能源環境問題日趨嚴重,制約了經濟社會發展。雖然以武漢為中心的城市群經濟發展最快,但其環境污染在加劇,并向農村蔓延,生態破壞的范圍仍在繼續擴大。目前,在污染環境的各因素中,70%以上的總懸浮顆粒物,90%以上的二氧化硫,60%以上的氮氧化合物,85%以上的礦物燃料產生的二氧化碳均來自煤炭利用。


  8.從能源安全的角度考慮,面臨嚴重挑戰。能源安全實質是保障能源可靠和合理的供應,湖北省煤、石油、天然氣的供應呈逐年增長的趨勢,但自產能源量少質差。目前,能源資源大省均開始實行資源?;ふ鉸?,一旦煤的供應不足,將嚴重影響湖北省的工農業生產和居民的正常生活秩序。


  9.發電類型單一,目前在湖北省內只有火電與水電供給,而具有市場前景和環境效益的風電、太陽能發電、核電和生物質能等的大規模利用幾乎都是空白。即使有少數可再生能源生產企業,也是規模小,生產分散,競爭力不強,再生資源評價滯后,技術保障、技術裝備與服務體系落后。


  二、水能是優勢,新能源不足。


  湖北省內煤炭儲藏量十分有限,探明儲量不足全國的1%,上個世紀需要的煤炭90%靠外省供應,最近幾年,外省供應量超過97%。目前湖北煤炭年產量近1000萬噸左右,由于煤質差、發熱量低、含硫量高,燃燒不完全,廢渣、廢氣排放量相對較大,不適合燃煤電廠燃燒的需要。多年來湖北的火電燃煤由于受到資源和運力的雙重制約,經常是質差量缺,且由于燃煤質量低劣,導致環境污染嚴重。


  水能是清潔可再生能源,是湖北能源的突出優勢,可開發裝機容量達3310萬千瓦,名列全國前茅。長江流域水能資源理論蘊藏量為2.68億千瓦,約占全國水能資源的40%??煽⒌乃芪?.97億千瓦,占全國可開發水能資源的53.4%,年均可發電10270億千瓦時,相當于年產原煤5.6億噸。2004年,三峽電廠的供電范圍由北網地區擴大到廣東,首次出現跨南網、北網送電。因此,盡管三峽電力源源不斷輸出,但為湖北電網提供的電力并未大幅增加,未能改變目前湖北電網的電力短缺局面。


  湖北省內的石油已探明剩余可開采量僅占全國儲量0.8%,天然氣更少,需要從省外調入。川氣入鄂,為湖北提供了新的能源供應渠道。


  太陽能、風能尚未能廣泛應用,生物質能主要用于農村做飯,這些能源的利用還沒有形成較大的規模。


  湖北節能發展的艱巨任務


  根據預測和分析,“十一五”期間到2020年,要保證湖北GDP的增長目標,需要從省外大量輸入能源。顯然,把能源保障完全寄托在全球和國內能源形勢正常演變的前提下,風險較大、變數太多,可能會制約湖北的經濟和社會發展??悸塹驕瞇問頻姆⒄貢浠?,不確定因素則更加復雜。因此,必須從節能的角度規劃和布局全省能源供需體系,降低阻礙發展的風險。同時,從可持續發展和循環經濟模式的要求出發,必須轉變增長方式,加大發展高效節能技術的力度,以促進湖北在這一輪競爭中處于較有利地位。


  一、節能工作的重點。


  1.以先進技術,使石化燃料(油、煤、氣)達到高效低污染利用。


  目前,高效低污染的燃燒技術包括:①氣體燃料的燃燒技術,主要在正確設計燃燒器,控制燃燒器參數和提高火焰穩定性等。②油的燃燒技術,主要注意提高燃油的霧化質量、實現良好的配風和燃料控制。③煤粉燃燒技術,主要是通過各種新型燃燒器來實現煤粉的穩定著火和燃燒強化,提高燃燒效率,實現低負荷穩燃,防止結渣,節約用油等。現已成熟的燃燒器包括:煤粉鈍體燃燒器、穩燃腔燃燒器、開縫鈍體燃燒器、夾心風燃燒器、火焰穩定船式燃燒器和雙通道自穩燃式燃燒器等。④煤粉低氮氧化物燃燒技術,其方法主要采用空氣分級燃燒和煙氣再循環燃燒技術。⑤高濃度煤粉燃燒技術和流化床燃燒技術等。


  煤是通向未來可再生能源為基礎的持久能源體系的橋梁,在相當長時期內,煤仍將是中國、也是湖北省的主要能源。因此,必須解決好煤炭能源的利用以及其給社會、經濟和環境等帶來的嚴重問題。這就要求積極發展潔凈煤技術。


  潔凈煤技術的含義是:旨在減少污染和提高效率的煤炭加工、運輸、轉化和污染控制新技術的總稱。其核心是提高效率和減少污染,從而使煤炭成為潔凈、高效、可靠的能源。具體包括:①燃燒前的凈化技術。其中有洗選處理、型煤加工、制水煤漿。這是減輕污染、?;せ肪車淖罹糜行У耐揪?。因此,煤炭深加工是國際公認的潔凈煤技術的重點。②燃燒中的凈化技術。主要是采用先進的燃燒器,通過改進鍋爐和爐窯等燃燒設備的設計以及燃燒技術,減少污染物的排放,提高效率。這是潔凈煤技術的核心。③燃燒后的凈化技術。包括煙氣除塵、脫硫、脫氮等。這是污染物排放控制的最后一道關口。④煤炭的轉化技術。這是以化學方法為主將煤炭轉化為潔凈的燃料或化工產品,包括煤炭氣化、煤炭液化和燃料電池。煤炭氣化的優點是在其燃燒前脫除硫和氮成分。煤炭液化得到的是潔凈的液體燃料,它將改變煤炭利用原有的地位。⑤廢棄物的處理技術,是對煤炭開采和利用過程中所產生的矸石、煤層氣、泥煤和燃煤電站產生的煤粉等污染物,進行無害化處理及資源再利用的技術。


  2.能源梯級利用及管理。


  能源梯級利用是世界上廣泛采用的節能策略,也是循環經濟發展的重要部分。


  在能源梯級利用及管理方面,湖北省開展了大量卓有成效的工作。主要有:①用能大戶能源管理:重點抓武鋼、東風公司能源管理系統;②鋼鐵企業高爐煤氣利用:煤氣混燒發電、TRT透平余能回收、余熱利用等;③建立聯合循環電站:沌口聯合循環電具有很高的循環熱效率;④開發熱電聯供汽輪機,武漢汽輪發電機廠提供全系列中小熱電聯供汽輪機產品;⑤柴油機尾氣吸附制冰技術;⑥高效換熱器技術及產品。


  二、節能工作的優先主題。


  能源節約既要著眼于提高用能設備效率,也要考慮整個用能系統的最優化。


  1.優化用能系統。①提高能量傳遞和轉換設備的效率,減少轉換的次數和傳遞的距離。②在熱力學原則的指導下,按能量品質合理梯級使用能源,盡可能防止高品質能量降級使用。③按系統工程的原理,實現整個企業或地區用能系統的熱能、機械能、電能和余熱的全面綜合利用,達到能源利用最優化。④改善企業的能源管理系統。


  2.調整結構,發揮效能。①調整工業結構。在不影響全局的情況下,可以適當調整輕重工業的比例。②合理布局工業。根據能源資源分布的特點,合理布局工業結構,達到區域能源優化配給,取得節能效益。③合理使用能源。各種不同品質的能源要合理使用,以發揮各自的優勢,取得最大的經濟效益。④多種能源互補,綜合利用。⑤進行企業改造、設備更新及工業改革,采用高能效設備,淘汰高能耗設備。


  3.突出發展重點技術。


 ?、傺芯糠⒄谷鵲緦?、熱電冷聯產和熱電煤氣多聯供中關鍵技術;研究發展小型分散式能源系統技術,優化能源布局,加強能源安全;研究減少電廠自用電技術。對大量使用的工業窯爐,研究提高新建、改擴建工程的能耗準入標準;實現技術裝備大型化、生產流程連續化、緊湊化、高效化,以及各種工業能源梯級利用、余熱余能利用等,最大限度綜合利用各種能源和資源技術。


 ?、詬咝茉醋患際?。抓好各種熱能轉換系統的的優化運行技術開發和推廣。研究熱力系統優化運行技術及監控軟件;大型鍋爐啟動節油技術;運行參數優化設計與調整控制技術;熱能、電能的儲存技術等。


 ?、勱ㄖ諛薌際?。研究適合湖北省氣候條件的建筑節能50%的設計標準和示范建筑結構。深入開發采用蓄冷、蓄熱空調及冷熱電聯供技術,中央空調系統采用風機水泵變頻調速系統。加快太陽能、地熱等可再生能源在建筑物的利用。


 ?、芙煌ń諛薌際?。


  以降低公路交通運輸工具能耗為核心,研究發動機燃燒的改進策略、設計方法與理論模型,優化發動機燃燒與控制技術??⑵突啄謚苯優縞浜筒裼突繾涌刂乒補旒際?、多氣閥電噴、稀薄燃燒、提高壓縮比、發動機增壓等先進發動機技術、降低附屬設備能源消耗等重大汽車節能技術以及其他機動車節油技術。發展缸徑80mm以下直噴型單缸柴油機,直噴、增壓、增壓中冷、電控、四氣門多缸柴油機,電控、增壓車用汽油機及節能環保小型通用汽油機,代用燃料內燃機,電控高壓燃油噴射系統等產品。鼓勵發展每百公里油耗在5~7L的節能型轎車;加快輕型汽車的柴油化進程,發展柴油發動機轎車。


  提高公路和車輛運行管理水平。加快發展柴油車、大噸位車和專業車;加快運輸企業集約化進程,優化運輸組織結構,提高運輸效率。合理規劃城市交通運輸發展模式,加快發展大城市軌道交通等公共交通,提高綜合交通運輸系統效率。制定和實施機動車燃油經濟性標準并實施車輛燃油稅等相關制度,促進汽車制造企業改進技術,降低油耗,提高燃油經濟性,引導消費者購買低油耗汽車。


  發展混合燃料汽車,在城市公交車、出租車上推廣混合燃料,研究氣體燃料發動機供給系統控制與匹配技術,車用醇類混合燃料燃燒與控制技術,車用生物油制備與混合燃料技術,加快節約和替代石油步伐。


 ?、蕕緦Φ繾詠諛薌際?。深入研究低損耗輸、變、配電技術和設備,進一步降低輸、變、配電損耗??⒔諛艿緇錄際?,提高電機效率。


  三、節能工作重大專項工程。


  1.太陽能光伏與熱氣流互補發電系統。


  組織研發高效率、低成本太陽能電池,加快推進產業化。結合湖北省風能和太陽能的分布特點,依托湖北省通城、利川風力發電場建設,開展太陽能熱氣流與光伏聯合互補發電模式的研究,率先在湖北省建設100kW級太陽能熱氣流與光伏互補發電示范工程。該電站造型獨特,形成非常壯觀的景點,可以和旅游結合,大力發展旅游業;利用太陽能溫室效應在集熱棚內種植農副產品;通過互補發電模式運行,提高電站發電效率。


  2.生物質能多聯產系統。


  由于生物質能資源分散,收集手段落后,生物質能利用工程規模很??;此外,大多數工程工藝簡單、設備簡陋,設備利用率低,轉換效率低下。因此,提出建設生物質能多聯產系統。建設汽化系統、液化系統和移動系統,解決運輸問題,同時致力于開發高效、無污染的生物質能利用技術,以達到?;た蟛試?,保障國家能源安全,實現CO2減排??⒌臀廴舊際?、推廣低成本系統并推進裝置與系統的產業化。


  3.氫能燃料電池。


  利用湖北省已有氫能利用技術基礎,圍繞燃料電池的產業化,研究開發系列燃料電池發電機組,開展燃料電池關鍵材料及其制備工藝研究,加強燃料電池核心組件微結構設計和低成本制造技術研究,組織車用燃料電池發動機設計及其系統匹配與優化技術研究,無污染制氫與移動儲氫技術研究,燃料電池檢測鑒定技術研究,車用燃料電車加氫站設計運行規范與評估技術研究。組織燃料電池汽車運營示范規劃,推動東風電動汽車產業發展。


  4.電力節能工程。


  節約能源、提高能效,積極推廣節能新技術、新材料、新工藝,發展冶煉電爐節能技術和低損耗輸供電技術的開發應用,研究開發并建設電力節能工程。大力研究推廣節能電機、高效風機、水泵及變頻調速技術,爭取通過技術創新,實現電力系統全方位的節能。本文來自《今日湖北》雜志

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