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摘要:以目前我國熱電廠的發展現狀作為研究對象,對其節能減排路徑設計進行深入分析,從而確定節能減排技術的可行性,最終確定路徑設計的方法。并通過挖掘熱電廠節能減排技術實施的影響指標,改變傳統評價原則,對其進行定性及定量綜合考量,構造更加全面系統的評價體系,使其可以滿足熱電廠不同階段的節能減排技術的需求。
關鍵詞:熱電廠;節能減排;路徑設計;評價體系
引言
作為21世紀國家重要的戰略性物資,能源的開發和利用程度嚴重影響著國家國民經濟水平。目前隨著全球化程度的加深,以及全球經濟發展的加快,能源危機、環境污染等對經濟的可持續發展造成了極大的威脅,過度開采化石能源所造成的污染成為目前人類面臨的最嚴峻的問題之一。電力行業,尤其是熱電廠必須要進行節能減排,更加充分高效地利用有限的電力資源,同時盡可能提高清潔機組效率,使其更加節能。熱電廠節能減排工作的目的主要在于減少污染物的排放量,改變傳統的熱電廠發展模式,改善產業結構,進一步優化熱電廠經營模式,提高產業利潤。熱電廠中節能減排技術的應用推廣不僅能夠保障經濟可持續發展,還可以進一步加快城鎮一體化腳步,達到節能減排、保護環境的目的,因而節能減排是熱電廠發展過程中必須要經歷的過程和策略。
1熱電廠節能減排技術路徑設計
1.1發電環節綜合減排
按照熱電廠發電過程中的能量傳輸過程,可以將熱電廠發電過程分為發電側、電網側以及需求側三個環節,而CO2等污染物的排放主要發生在發電側環節,而電網側和需求側環節中存在的過度消耗及不合理使用的問題又會相應地增加發電側的能源消耗量,從而使得碳排放量增加。因此對于發電環節的節能減排來講,必須綜合治理,綜合考慮到各個環節之間的影響,然后從各個環節中提出合適的節能減排措施。熱電廠節能減排綜合優化模型圖如圖1所示。發電側環節的節能減排措施分為三大類:提高化石能源的綜合利用效率;進一步調整和完善能源的結構;應用新興節能技術,例如碳捕獲和封存等。而電網側環節是整個熱電廠能量傳輸過程的中間環節,同時也是發電側環節和需求側環節之間的重要橋梁,目前國家通過加大投資力度以及智能電網的推廣,同時應用一些新興技術如柔性輸電等,大大減少了污染物排放量。對于需求側環節,最有效的措施就是要設計相應激勵政策和機制,增強用戶節能意識,提高能源利用率,減少能源的浪費,從而間接降低CO2等污染物的排放量。
1.2碳排放配額分配
在熱電廠節能減排路徑研究中引入碳排放績效機制,對熱電廠行業中CO2排放量根據發電績效標準進行配額分配。主要步驟為:發電量的確定→CO2排放現量及GPS基準值的計算→目標年發電量和CO2排放量預測→目標控制年的GPS基準值計算→配額分配CO2。具體的程序如圖2所示。碳排放績效機制具有很好的實用性,可以在熱電廠節能減排的研究中進行大力推廣和應用,促進能源結構的調整,對于發電技術的提高具有十分重要的意義。
1.3新興技術的應用效果
(1)超臨界技術是目前應用比較成熟的熱電廠節能減排技術。應用該技術能夠大大提高供電的效率,從而使得CO2的排放量減少,目前國家政策也正在不斷地加大投資力度,通過技術創新提高熱電廠的發電效率,降低煤耗。(2)引進可再生能源的新興技術,可改善能源消耗的結構,降低煤電比例,從而減少CO2排放量。(3)碳捕獲與存儲技術的應用可以保障大氣中的CO2處于一個相對比較穩定的狀態,但是該技術的投資比較多,對能源的消耗也比較大,降低了發電廠的效率。目前這項技術還不太成熟,正在研究的過程。(4)整體煤氣化聯合循環發電技術的發電效率高,且除污染物的效果也比較好,但是這項技術的成本相對較高,目前正在嘗試研究成本更低但是效能高的技術,自主創新創造出更加節能減排技術。(5)智能電網的建設中引入一些高端的技術如傳感技術等可在熱電廠運行各個環節中逐步解決問題,使得CO2排放大大減少,促進熱電廠節能減排。
1.4加快電力市場建設
目前限制熱電行業中CO2的排放僅僅依靠政策法規還遠遠不夠,還必須要促進市場的完善,充分構建出節能減排的完善機制,同時加快熱電行業市場的建設,并且根據政府的宏觀調控,通過市場的自我調節,逐步形成有序的熱電市場體系。主要從兩個方面進行調控:首先是擴大熱電廠發電圈里的交易范圍,將其從省內擴大到區域,從而實現能源的優化配置,達到節能減排的目的;其次是在用戶側環節引入市場激勵制度,增強用戶節能減排意識,從根本上改善用電特性。
2節能減排評價原則
針對熱電廠節能減排的特點,結合一般的評價指標體系構建的原則,最終確定熱電廠節能減排評價的原則:(1)科學性原則。節能減排評價指標體系的設計必須是為節能減排工作進行總結和分析的,因此在設計時,必須堅持科學性的原則,在充分研究和理解節能減排體系的基礎之上,建立出思路清晰、邏輯嚴謹且科學合理的指標體系,從而更加客觀真實地反映出熱電廠節能減排的情況,分析其節能減排的水平,為節能減排工作的展開提供依據。(2)系統優化原則。系統的優化原則有兩個含義:采用比較少的指標和簡單扼要的層次結構反映出評價對象,而過多的指標會破壞各個指標之間的相互關系,使得評價結果失真;對各個指標的關系統籌兼顧,主要是其橫向和縱向的關系,在指標體系的設計過程中統籌兼顧各個關系,保證實現指標的最優化,實現客觀全面的評價對象。(3)可行性原則。對于所選取的指標要有依據,便于量化。為了能夠在實際應用中運用這個節能減排的評價結果,選取的指標必須要概念明確,具有一定的可測性、可比性,能夠直觀地說明問題。
3評價指標體系設計流程
熱電廠節能減排的評價指標體系設計過程中需要考慮到許多指標及各個指標之間的關系,因而必須要根據相關理論和特點,采取適當的方法對指標進行合理的篩查,從而獲得更為合理的節能減排評價指標體系,熱電廠節能減排評價指標體系的設計流程如圖3所示。
3.1確定評價目標
節能減排評價指標體系是熱電廠節能減排技術評價的總體要求,必須反映出熱電廠的節能減排工作與電力行業節約發展可持續發展之間的協調平衡,不斷轉變為更加低碳環保以及高效的發展模式。因而在熱電廠節能減排評價體系的目標設定時就必須能夠反映出熱電行業中節能減排的成效。
3.2建立評價指標數據庫
熱電廠節能減排評價體系建立的前提就是要初步建立一個完善的評價指標數據庫,從而進一步篩選各個指標。對于指標的篩選可以采用文獻閱讀法,通過大量系統的閱讀文獻獲得當前研究的關鍵信息,首先必須對目前節能減排評價有全面整體的把握,之后研究其設計的要求、分類的特點,以及具體指標的設置情況,從而為指標體系的設計建立一個完善的評價指標數據庫。初選指標數據庫如圖4所示。
3.3指標的篩選
為了保障節能減排評價指標體系的科學性,采取專家打分的方式,向有關的企業和學者征求相關意見,結合指標選取時的重要原則,不斷完善評價指標體系,對數據庫中的指標進行合理的篩選。在指標體系的篩選中,經過綜合考慮,將單位發電量標準煤炭消耗量、發電設備的平均利用時長以及安全管理三個指標刪除,最終確定的評價指標體系如圖5所示。
4結語
隨著我國電力行業的迅猛發展,節能減排對于熱電企業的影響也越來越大。作為節能減排領域的新課題,熱電廠節能減排技術的路徑探索設計以及評價指標體系的建立對于其行業的產業結構調整及節能減排工作有著極大的推動作用。隨著研究工作的深入,在不久的將來熱電廠節能減排必然為電力行業可持續發展提供有力的保障。
參考文獻
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作者:姜青松 單位:華電能源股份有限公司