楊 卓,毛應淮

(中國環(huán)境管理干部學院,河北秦皇島 066004)

電力行業(yè)的節(jié)能減排與低碳經(jīng)濟

楊 卓,毛應淮

(中國環(huán)境管理干部學院,河北秦皇島 066004)

中國能源結(jié)構(gòu)以煤為主,火電行業(yè)是碳排放量的主體,面對低碳經(jīng)濟的發(fā)展模式,電力行業(yè)勢必將成為CO2減排的主力軍。目前,火電行業(yè)通過“上大壓小”政策,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)減排;通過提高電力工業(yè)的煙氣脫硫,實現(xiàn)工程減排;通過擴大清潔能源的比例,減少煤炭消耗總量,實現(xiàn)總量減排。使用清潔能源是實現(xiàn)碳減排的有效途徑。指出了電力行業(yè)“節(jié)能減排”的現(xiàn)狀和措施,分析了電力行業(yè)在“低碳經(jīng)濟”中所面臨的新形勢,并對低碳電力技術(shù)的研究與運用進行了展望,闡述了通過利用清潔能源促進碳減排的迫切性和必要性。

節(jié)能減排;低碳經(jīng)濟;電力;能源消費;可持續(xù)發(fā)展

全球氣候變暖是當前人類社會所面臨的最大挑戰(zhàn)之一。根據(jù)聯(lián)合國最新的全球氣候變化科學評估報告,氣候變化所導致的總代價將引起全球GDP損失約5%[1];而世界銀行前首席經(jīng)濟學家斯特恩指出,在考慮更廣泛的風險和影響的情況下,估計損失將上升到GDP的20%或者更多[2]。

在引起全球氣候變暖的諸多因素中,人類活動所排放的溫室氣體不斷增加是最主要原因。在溫室氣體引致的全球氣候變暖效應中,CO2的作用高達77%。因此,減少CO2的排放對于控制溫室效應、減緩全球變暖至關(guān)重要[3]。

哥本哈根會議使“低碳經(jīng)濟”的理念再次引起全球關(guān)注,低碳經(jīng)濟成為新的經(jīng)濟發(fā)展模式,并終將演變成為規(guī)制全球經(jīng)濟社會發(fā)展格局的新規(guī)則[5]。中國政府在2010年2月的哥本哈根氣候變化峰會上首次宣布溫室氣體減排清晰量化目標,到2020年單位GDPCO2排放比2005年下降40%～45%。據(jù)國家發(fā)改委數(shù)據(jù),截至今年上半年,中國單位GDP能耗在2005年基礎(chǔ)上累計降低了13%,“十一五”規(guī)劃中的單位GDP能耗降低20%的約束性指標有望實現(xiàn),這相當于中國在5年內(nèi)至少減排15億t CO2。

中國能源結(jié)構(gòu)以煤為主,當前CO2的排放主要來自于能源部門,而火電行業(yè)是總排放量的主體。因此,面對低碳經(jīng)濟的發(fā)展模式,電力行業(yè)勢必將成為CO2減排的主力軍。中國有選擇低碳經(jīng)濟發(fā)展模式的必要性和迫切性,實現(xiàn)我國電力行業(yè)的低碳化發(fā)展,是我國電力行業(yè)所面臨的時代議題?！禕P世界能源統(tǒng)計2009》報告所提供的數(shù)據(jù)顯示,我國一次能源結(jié)構(gòu)中煤炭占70.2%,位居世界首位,由此引發(fā)的CO2過量排放問題不容忽視。

表1 2008年世界一次能源消費量及結(jié)構(gòu)百萬噸標煤量

國家統(tǒng)計局發(fā)布的2008年統(tǒng)計公報顯示,2008年全國6000kW及以下電廠發(fā)電消耗原煤13.4億t,火電耗煤量占全國原煤總產(chǎn)量的53%。2007年全國供電煤耗為342g/kWh,2008年全國平均供電煤耗為349g/kWh,2009年1～8月份,全國供電煤耗率為341g/kWh(中國電力網(wǎng))。工業(yè)鍋爐每燃燒一噸標準煤就產(chǎn)生CO22620kg,SO212kg,NOx 7.4kg,因此燃煤鍋爐排放廢氣成為大氣的主要污染源之一。

2 火電行業(yè)節(jié)能減排的措施

2008年,我國火電裝機已突破6億kW,在建規(guī)模仍然巨大。目前,電煤消耗約占全國煤炭產(chǎn)量的一半以上,SO2排放量約占全國排放量的52%,煙塵排放量占全國排放量的20%,產(chǎn)生的灰渣占全國的70%,電力工業(yè)成為我國節(jié)能降耗和污染物減排的重點領(lǐng)域。“十一五”期間我國采取以下措施進行節(jié)能減排：

2.1 通過“上大壓小”政策,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)減排

逐步淘汰小火電機組,分期分批淘汰高能耗、重污染的各類生產(chǎn)設(shè)備和落后工藝作為減排的基礎(chǔ)保障。通過淘汰小火電機組,可以提高煤炭利用率和熱效率,使發(fā)電耗煤系數(shù)大大降低。力求用最少的煤生產(chǎn)出最多的電是我們的發(fā)展目標。通過“上大壓小”政策可以達到一定的節(jié)能減排效果,但隨著火電裝機總量的增加,煤炭用量也在增加,無法從根本上實現(xiàn)碳減排的任務(wù)。

2.2 提高電力工業(yè)的煙氣脫硫,實現(xiàn)工程減排

提高電力工業(yè)的煙氣脫硫,提高現(xiàn)役燃煤機組脫硫排放的比例,對新建項目要求全部上脫硫裝置,實現(xiàn)工程減排。

表2 2002-2008年我國火電廠已建脫硫設(shè)施的狀況

預計到2010年,脫硫裝機比例將達80%以上?！笆晃濉逼陂g,在電力以外的SO2排放不增加或少量增加的情況下,僅經(jīng)過火電煙氣脫硫以及關(guān)停小火電的減排作用,其凈消減量就可以滿足全國SO2減排10%的約束性指標的需要。工程減排將依賴大量的污染治理投資,是個治標不治本的措施。

2.3 擴大清潔能源的比例,減少煤炭消耗總量

電力企業(yè)在“上大壓小”、工程減排的同時,積極研究開發(fā)清潔能源發(fā)電技術(shù),擴大核電和水電在總能源中的比例,積極推進風力發(fā)電、太陽能發(fā)電和生物質(zhì)能等能源利用技術(shù),通過大力發(fā)展清潔能源發(fā)電,實現(xiàn)管理減排。

3 使用清潔能源是實現(xiàn)碳減排的有效途徑

由上述可知,目前的“節(jié)能減排”對策已經(jīng)有效減少了SO2的排放,“上大壓小”和SO2工程減排只能在一定程度上減少SO2減排的壓力。隨著GDP的增加,我國一次能源消耗的煤炭總量依然會增加,還解決不了NOx和CO2的減排問題,使火電能源利用的環(huán)境成本大大提高。

世界經(jīng)濟發(fā)展模式正面臨變革,低碳經(jīng)濟成為未來各國發(fā)展的共同選擇,新能源成為拉動經(jīng)濟增長的支柱性產(chǎn)業(yè)。我國各種形式的新能源也呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的局面,預計到2020年,水電、核電、風電、生物質(zhì)能發(fā)電、太陽能發(fā)電裝機合計將達到430GW(其中水電300GW、核電40GW),占當時總發(fā)電裝機容量的36%,較2005年上升14%。我國應該在“壓小”火電機組的同時,嚴格控制“上大”火電機組,盡快加大清潔能源占電力能源的比例。在經(jīng)濟持續(xù)增長的同時,嚴格控制能源消耗的煤炭總量,才能在減排SO2的同時,減排NOx和CO2。

3.1 核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強勁

核電成為低碳能源供應的支柱,世界核電快速發(fā)展。2006年世界核電發(fā)電量約2.7萬億kWh,預計2030年將上升到3.8萬億kWh。如果以核電代替煤電可減少18億t/a的碳排放量。發(fā)展核電可改善我國的能源供應結(jié)構(gòu),有利于保障國家能源安全和經(jīng)濟安全,也是電力工業(yè)減排污染物的有效途徑和減緩地球溫室效應的重要措施。我國核電發(fā)展勢頭強勁。2008年底,我國已建了浙江秦山、廣東大亞灣和江蘇田灣3個核電基地,擁有11臺運行核電機組,9078萬kW的裝機容量,占全國電力裝機總?cè)萘康?.15%。

我國核電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀是：擁有比較完整的核工業(yè)體系,核電站建設(shè)速度加快,實驗快中子增殖堆和高溫氣能試驗堆等多項關(guān)鍵技術(shù)取得了重要進展。存在的問題是：尚不具備獨立自主規(guī)?；a(chǎn)核心設(shè)備的能力,對第三、第四代先進堆的研究與國際先進水平差距仍較大。我國核電裝備制造業(yè)已得到較大發(fā)展,目前我國30萬kW、60萬kW及百萬千瓦級核電站的國產(chǎn)化率水平分別在90%、70%和50%左右。預計2012、2013年前后,我國百萬千瓦級核電的裝備的自主化率將達到75%以上。

3.2 風電產(chǎn)業(yè)進入大發(fā)展期

在全球能源趨緊和節(jié)能減排雙重壓力下,風力發(fā)電成為發(fā)展最為迅速的綠色能源之一。中國風電裝機容量目前全球排名第四,以目前發(fā)展勢頭來看,未來3～5年,將有望達到世界第一。與太陽能相比,風力發(fā)電更具有現(xiàn)實性和可行性,發(fā)展風電產(chǎn)業(yè)符合國際能源發(fā)展大趨勢。2006年第三次全國風能資源普查工作初步探明我國陸地風能資源總儲量42億kW,技術(shù)可開發(fā)量3億kW,近?？砷_發(fā)風能資源7.5億kW。我國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚有諸多瓶頸：風電零部件,特別是軸承、電控系統(tǒng)等受制于人,影響企業(yè)規(guī)模發(fā)展;缺乏風電設(shè)備制造專業(yè)技術(shù)人才和復合型人才;需要建立風電技術(shù)公共平臺、國家級產(chǎn)品檢測中心和質(zhì)量保證控制體系。

3.3 水電產(chǎn)業(yè)潛力空間仍然很大

水能是可再生能源,水電開發(fā)具有綜合效益,且是減排溫室氣體的重要措施。我國水能資源理論蘊藏量達6×1012kWh/a,技術(shù)可利用量達2.47×1012kWh/a,特別是我國已完全掌握大型水電開發(fā)技術(shù),且已經(jīng)有了較為完備的保護生態(tài)的法規(guī)體系,使加快水電開發(fā)具有現(xiàn)實可行性。

4 低碳經(jīng)濟下電力技術(shù)的研究展望

2007年,國務(wù)院下發(fā)了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法》。由于我國的電源結(jié)構(gòu)以火電為主,通過實施節(jié)能發(fā)電調(diào)度,將有利于降低電力的碳排放系數(shù),從而從整體上減少電力行業(yè)的CO2排放。在發(fā)改委制訂的《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》中提出,到2010年可再生能源在能源消費中的比重由現(xiàn)有的不到1%增長到10%。大力促進可再生能源發(fā)展,有利于從發(fā)電結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)CO2的減排。為提高發(fā)電效率與環(huán)保效益,華能發(fā)電集團實施了“綠色煤電”計劃,分階段研究與引入各種清潔發(fā)電技術(shù)與CO2排放技術(shù),尤其是碳捕捉與儲存技術(shù)(Carbon Capture and Storage,CCS),該計劃將對低碳技術(shù)的發(fā)展起到重要的促進作用。清潔發(fā)展機制(CDM)是當前發(fā)達國家實現(xiàn)CO2減排義務(wù)的重要手段。我國是世界最大的CDM項目減排國,核準減排量(CERs)占全球的50%,大力發(fā)展CDM項目有利于獲得大量的CO2減排額度,并實現(xiàn)低碳技術(shù)與資金的引進。

電力行業(yè)的低碳經(jīng)濟之路還剛剛開始,還依舊面臨很多挑戰(zhàn)。未來研究工作有望從以下方面進行開展：實現(xiàn)我國電力行業(yè)低碳化發(fā)展的技術(shù)路線研究,實現(xiàn)我國電力行業(yè)低碳化發(fā)展的制度研究,面向低碳經(jīng)濟的Energy Mix優(yōu)化研究,面向低碳經(jīng)濟的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與運行特性研究,面向低碳經(jīng)濟的新型電力調(diào)度模式研究,面向低碳經(jīng)濟的新型電力市場結(jié)構(gòu)與運行機制研究,面向低碳經(jīng)濟的電力企業(yè)應對策略研究[3]。

5 結(jié)語

低碳經(jīng)濟是一種由高碳能源向低碳能源過渡的經(jīng)濟發(fā)展模式,是一種旨在修復地球生態(tài)圈碳失衡的人類自救行為。發(fā)展低碳經(jīng)濟的關(guān)鍵在于改變經(jīng)濟發(fā)展方式,降低經(jīng)濟發(fā)展對煤炭、石油、天然氣等化石能源的依賴,促進經(jīng)濟體擺脫碳依賴,擺脫工業(yè)化、城市化進程的高碳能源依賴。電力在低碳經(jīng)濟發(fā)展中處于至關(guān)重要的位置。低碳經(jīng)濟已經(jīng)成為下一輪經(jīng)濟增長的核心動力,也成為我國提高國際競爭力,擺脫經(jīng)濟危機影響的重要手段。電力行業(yè)要從這種時代大背景下積極尋找突破口,為碳減排做出應有的貢獻。

[1]IPCC.Intergovernmental panel for climate change fourth assess mentreport[M].Cambridge University Press,2007.

[2]Stern N.The economics of climate change：The stern review[M].Cambridge University Press,2007.

[3]康重慶,陳啟鑫,夏清.低碳電力技術(shù)的研究展望[J].電網(wǎng)技術(shù),2009,33(2)：1—7.

[4]林伯強.低碳經(jīng)濟下的電力發(fā)展思路[J].中國電力企業(yè)管理,2009,(11)：10—14.

[5]李俊峰,馬玲娟.低碳經(jīng)濟是規(guī)制世界發(fā)展格局的新規(guī)則[J].世界環(huán)境,2008,2(2)：17—20.

[6]朱四海.低碳經(jīng)濟發(fā)展模式與中國的選擇[J].發(fā)展研究,2009,(5)：10—14.

[7]莊貴陽.低碳經(jīng)濟引領(lǐng)世界經(jīng)濟發(fā)展方向[J].世界環(huán)境,2008,2(2)：34—36.

Thinking of Energy-Saving and Emission Reduction in Electric Power Industry and Low Carbon Economy

Yang Zhuo, Mao Yinghuai
(Environmental Management College of China,Qinhuangdao Hebei066004)

Coal takes an important place in energy structure of China.Fire electricity industry is the most important part of carbon discharges.During the development of the low carbon economy pattern,electric power industry definitely will become the main part of carbon discharges.At present,fire electricity industry takes some policies of constructing major projects and suppressing small projects to fulfill the goal of structure reduction,to fulfill the goal of project reduction by improving flue gas desulfurization,to fulfill the goal of total emissions by enlarging ratio of clean energy utilization and reducing total quantity of coal consumption.Clean energy utilization is an effective way to fulfill carbon discharges reduction.This paper pointed the current situation and measures for“energy-saving and emission reduction”on electric power industry,analyzed the new situation for electric power industry with the new idea of“economy in low carbon”,forecasted the research and application of low carbon electric power technology,expounded the urgency and necessity of promoting carbon discharges reduction by utilizing clean energy.

energy-saving and emission reduction;low carbon economy;electric power industry;energy consumption;sustainable development

X321

A

1008-813(2010)01-0001-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2010.01.001

2009-12-28

楊卓(1980-)女,河北省山海關(guān)人,畢業(yè)于河北農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境科學學院,博士,講師,現(xiàn)從事土壤污染修復、生態(tài)城市規(guī)劃等方面的工作。