1、提高蒸汽初参数
常规超临界机组汽轮机典型参数为24.2MPa/566℃/566℃,常规超超临界机组典型参数为25-26.25MPa/600℃/600℃。提高汽轮机进汽参数可直接提高机组效率,综合经济性、安全性与工程实际应用情况,主蒸汽压力提高至27-28MPa,主蒸汽温度受主蒸汽压力提高与材料制约一般维持在600℃,热再热蒸汽温度提高至610℃或620℃,可进一步提高机组效率。主蒸汽压力大于27MPa时,每提高1MPa进汽压力,降低汽机热耗0.1%左右。热再热蒸汽温度每提高10℃,可降低热耗0.15%。预计相比常规超超临界机组可降低供电煤耗1.5~2.5克/千瓦时。技术较成熟。
适用于66、100万千瓦超超临界机组设计优化。
2、二次再热
在常规一次再热的基础上,汽轮机排汽二次进入锅炉进行再热。汽轮机增加超高压缸,超高压缸排汽为冷一次再热,其经过锅炉一次再热器加热后进入高压缸,高压缸排汽为冷二次再热,其经过锅炉二次再热器加热后进入中压缸。比一次再热机组热出2%~3%,可降低供电煤耗8~10克/千瓦时技术较成熟。
美国、德国、日本、丹麦等国家部分30万千瓦以上机组已有应用。国内有100万千瓦二次再热技术工程。
4、外置蒸汽冷却器
超超临界机组高加抽汽由于抽汽温度高,往往具有较大过热度,电力节能改造,通过设置独立外置蒸汽冷却器,充分利用抽汽过热焓,提高回热系统热效率。预计可降低供电煤耗约0.5克/千瓦时。技术较成熟。
适用于66、100万千瓦超超临界机组。
5、低温省煤器
在除尘器入口或脱硫塔入口设置1级或2级串联低温省煤器,采用温度范围合适的部分凝结水回收烟气余热,降低烟气温度从而降低体积流量,提高机组热效率,电力系统节能,降低引风机电耗。预计可降低供电煤耗1.4~1.8克/千瓦时技术成熟。
适用于30~100万千瓦各类型机组。
电力工业能效及节能问题研究
考虑到发电领域的节能重点与输配电领域存在较大差异,因此估算我国电力工业节能潜力,一般将发电和输配电分别处理。
1.电源
对于发电领域的节能而言,可从以下三个方面入手:一是新电装机容量的能耗控制,二是淘汰高耗能的小型发电机组,三是对现有发电机组的技术改造。
2.电网
对输配电领域的节能而言,主要有两个途径,即降低线路损失率,以及通过消纳富余的可再生能源电能,提高可再生能源比例,减少火电消费量。
02
储能+制氢迎来政策端进一步催化
根据前文提到的新能源利用率问题,可以看出电网对新能源利用率的限制是存在一定自我调节的。而《方案》中有关储能的装机需求变化自然也与此有关。
在旺盛的新能源市场需求下,新型储能项目累计装机规模于2023年末已经达到3139万千瓦,截至2024年一季度末则已经达到了3530万千瓦的规模,超过了“十四五”规划中一开始设想的增速。本次的《方案》上调了装机目标至4000万千瓦,而提升储能装机的目的无疑是为了增强当前电网的消纳能力。而同期抽水蓄能的累计装机规模达到5094万千瓦,距离规划目标尚有增长空间,因此《方案》中有关抽水蓄能的目标并未产生变化。
正如前文所言,截至目前火电依旧是中国电力的主要来源,在储能实现进一步的规模突破/技术突破前,煤电都将是中国保障用电安全的主力,但这本身又与“提升非化石能源占比规模”,甚至是“节能降碳”的大方向存在一定矛盾。《方案》对此给出的方案,电力,更倾向于煤炭的清洁利用,以及提高分布式新能源建设,从电网端提升新能源消纳能力。
从技术方向来说,通过风光新能源进行电解水制氢是充满想象力的方向,可以在提高新能源发电消纳的同时完成电力储能。截至2024年1月,国内公开在建及规划电解水制氢项目制氢装机总规模超过41GW,其中98%为可再生能源制氢项目,绿氢项目投建呈现爆发式增长态势。
而有关煤电的低碳化改造则指向了落后煤电产能的出清,以及煤制氢&氢发电的产业。目前煤制氢依旧是国内制氢的主要模式,主因便是国内煤炭储量丰富以及工艺成熟。只是碳排放角度来看,煤制氢依旧会产生较大的碳排放量,对节能减排的帮助并不大,因此主要方向或还是集中于发电端的降碳改造、灵活性改造、供热改造等。
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