改革开放30年来,伴随着经济的高速发展,热电联产得到了长足的发展。截至2007年底,我国热电联产机组从1980年的501.01万千瓦(占6000千瓦以上火电机组的11%),增加到8578.89万千瓦(占6000千瓦以上火电机组的15.42%),增长了17倍多。2007年热电机组为10091万千瓦,为保障生产和人民生活用热,补充电力供应,节能减排,能源合理利用发挥了重要作用。
但在热电联产高速发展的同时,也存在不少困难和问题。主要有:
一、热电企业生产经营困难
一些热电联产企业由于建厂较早,以抽凝机组、中压和次高压为主,设备陈旧,能耗较高,历史包袱较重。供热体制改革滞后,热价较低,热费收不上来,企业经济效益差,有的甚至长期严重亏损,靠政府补贴为生。尤其是北方,以供暖为主的中小热电企业尤为困难,根本无力实施节能减排技术改造。
据统计,2007年以来,我国煤炭价格快速上涨,2007年煤炭价格上涨同比超过10%,2008年煤炭价格又持续上涨。虽然国家两次上调电价,但仍不能弥补热电企业因电煤价格上涨造成的成本加大,导致绝大部分企业出现亏损。尤其是一些没有大型发电集团为依托的热电联产企业,规模小、产权分散、电煤用量小以及现金流脆弱,企业只能以市场价格购买煤炭,没有享受到国家对发电企业计划内电煤价格的优惠政策。同时,由于热电企业持续亏损,融资更加困难,资金状况进一步恶化,一些热电厂陷入电煤供应链断裂而无电可发、无热可供的困境。
二、热电联产与小火电的概念界定模糊
由于一些地方对热电联产并不了解,往往将机组发电容量大小作为界定热电联产机组与小火电的标准,认为机组发电容量小就是小火电。其实,以供热为主的热电联产并不“小”,热电联产的界定标准,是由热电联产的节能原理而来的;相对于热电分产,热电联产具有无可争议的节能效果。
区分热电联与小火电要注意四个方面:
一是不能单纯地比较大火电机组与热电联产机组的供电煤耗。可能有的热电机组的供电煤耗会比大火电略高一些,但是以供热为主的热电厂,供热量很大,供电量很小,如果供热节煤量远远大于供电多耗煤量,那么它仍是节能的,更不用说热电联产在环保和能源梯级利用方面的巨大作用。
二是不能单纯地衡量机组效率与能耗。单就中小抽凝机组效率(背压机组效率比大火电好得多)与大型供热机组(30万千瓦以上)比,可能效率会低一些,但是从整个能量利用系统(或者说能源终端综合利用效率)来分析,可以根据当地热负荷的需求,因地制宜地匹配相应规模的机组。
三是要以发展的观点看中小热电联产机组。随着我国材料工业和装备工业的快速发展,随着热电企业在节能减排领域中的经验积累,中小热电完全可以把供电煤耗降到比大火电低。2008年浙江绍兴市26个公用热电站,最大机组也只有2.2万千瓦,总装机96.4万千瓦,但供电煤耗降到了294.3克/千瓦时(2008年全国超超临界100万千瓦机组平均供电煤耗为294.7克/千瓦时)。
四是建大型供热机组的合理性,发电部分要与超超临界和超临界的凝汽机组比较。满足3x30万千瓦机组的供热需要,一般只要2x3万千瓦(一抽一背)就足够了。供热煤耗,30万千瓦机组与3万千瓦机组几乎一样。在同样满足供热需求的前提下,对供热供电的大系统(能源终端利用率)来说,供热机组越小;反而效率越高,越节能。这与单台机组的效率衡量是完全不一样的。
三、价格形成机制不合理
供热为主的热电联产企业,与纯凝发电企业和以发电为主的热电企业的主要不同点在于:热力和电力两种产品的市场不一样。电力销售是由国家统一定价,而热力销售虽由地方政府确定热价,但基本上是市场竞争定价。只有供热价格比用户自备小锅炉成本低,用户才接受,否则就不接受。为照顾当地企业和居民利益,地方政府通常也支持这种机制。热电联产供热成本,虽然能耗低于小锅炉,但其他成本远高于小锅炉,也高于凝汽式火电厂或以发电为主的大型供热机组。
1.财务成本。我国南方地区平均1蒸吨/小时的小锅炉房平均造价为10万元左右,而是蒸吨/小时供汽能力热电厂平均造价为100万元以上,带来的折旧、还本付息的财务压力远大于小锅炉。凝汽式火电厂单位造价一般约4000元/千瓦左右,而中小型热电厂的造价8000元-10000元/千瓦。热电机组的设备利用小时远低于凝汽式火电厂,平均低1500小时/年以上。
2.环保治理成本。小锅炉除简单的除尘设备外(水膜式或旋风式),没有脱硫装置,排放基本不受控制。热电厂作为“省控”、“国控”企业,所有排放指标全部在线监测,必须全部达标。在大中城市周围,环保部门已要求热电企业实行两级脱硫(循环流化床石灰石脱硫+炉外半干法脱硫),两级除尘(高压静电+布袋),大大增加了热电企业的投资成本和营运成本。
3.煤炭成本。凝汽式大火电和大型供热机组产量高,用煤批量大,又有相当比例的“重点计划煤”。以供热为主的热电厂机组小,用煤批量小,煤炭全靠市场采购,既没有运输计划也没有稳定的供货渠道,经过中间商的炒作,平均到厂煤价明显高于大火电煤价。
4.劳动生产率和设备利用率。以大型凝汽发电为主的火电厂,装机容量大,完全按调度计划生产,调峰幅度小。以供热为主的热电联产企业,其发电量完全受制于供热量,热负荷变化机组运行状态必须立即调整,装机容量小,备用容量大,劳动生产率和设备利用率低。通常大型机组电厂人均销售收入已超过500万元,而多数以供热为主的中小热电企业不足50万元。机组年利用小时,在南方如浙江省大型火电近几年来正常年份在7000小时左右,而热电机组不足5500小时;在北方,以供热为主的热电企业,过了供暖季,大部分机组只好停下来,机组利用小时就更低了。
四、机型和规模选择缺乏科学的、因地制宜的原则
从系统整体能源利用率的角度,热负荷达不到要求的大型供热机组无论与超超临界凝汽式火电机组比,还是与以供热为主的中小热电机组比,并不节能,反而是浪费能源。从环境保护的角度考察问题更为严重。因此,发展热电联产必须因地制宜,结合实际情况来选择热电机组规模。
有条件的地方,因地制宜地建设抽—背搭配的机组,供电煤耗可大大降低。如果1x3万千瓦背压加1x3万千瓦抽凝的装机,完全可以满足供热需要,发电量不到2x30万千瓦抽凝的十分之一,能耗完全可以下降到300克/千瓦时以下,这样发电耗煤减少90%以上,对当地环境的污染就大为减轻。
对于热电联产机组,为了节能减排,在有条件的地方应该“上大压小”。如果当地热负荷大且集中,供煤供水及灰渣处理方便,环境容量又允许,经过全系统(终端)能源利用率的比较研究结果是节能环保的就应该提倡支持。对人口密集、经济发达、当地环境容量已经为负值的地区,不采取科学的态度,不考虑大、中、小型机组比例,而机械地实施“上大压小”,可能带来诸多不良后果。
五、热电联产替代分散小锅炉推进速度缓慢
我国已出台有关文件明确要求用热电联产集中供热为主的方式替代城市燃煤小锅炉,提高热电联产在供热中的比例。但目前一些地区由于热电联产替代分散小锅炉的相关支持政策不明确,在城市建设规划中没有提前配套考虑热力规划,导致一些企业为解决自身热负荷需求而建设小锅炉。
调研中发现,除部分省市刚开始编制热电联产规划外,其他一些地区对用热企业仍没有统一规划热源,鼓励热电联产替代的政策不明确。由于执行替代小锅炉政策受到企业内外购热成本差距不大的影响,用热企业主动替代的积极性不高。受原建设地政府财政税收以及环保收费等问题的制约,政府明确替代的执行力度不够。因此,热电联产替代分散小锅炉的进展缓慢。
六、项目核准手续复杂,项目建设缺乏统一规划
2004年投融资体制改革后,根据有关规定,所有燃煤发电项目的核准权上收国家投资管理部门。热电联产项目无论大小,都按大型火电项目一样的要求来申报,都要由国家发改委核准。节能、环保型背压式供热机组属于国家鼓励类建设项目,但由于没有具体的鼓励政策,其项目核准程序仍然等同于常规火电,需要向国家有关部门申报项目核准,项目前期需提供的支持性文件共22项之多,导致项目核准的前期准备工作复杂、前期投入费用比例高以及申报项目的周期长,加大了项目申报难度和投资风险,影响了项目业主的投资积极性。
另外,一些以热电厂名义申报的项目,长期不供热或供热不足。据了解,一些热电机组投产发电后,由于城市规划与热电规划不统一、不同步,建设热网的社会阻力很大,导致部分城市热网只建干线,未建支线。由于在地方建设热网的难度很大,尽管文件上要求热电厂与热电网时时设计、同时施工、同时投产,但由于缺乏审查核准的验收制度,又无相应机构组织专家开展相应的检查工作,热电厂供热的效益难以真正发挥作用。
七、政府管理职责不清,行业管理体系不完善
长期以来,热电行业的政府管理部门是不明确的,只不过批项目的分工比较明确。国家经贸委存在时,一般新建扩建项目由国家计委系统批,技改项目由国家经留委系统批,国家经贸委撤销后,所有项目由国家发改委能源局批。能源局扩编前由节能和新能源处承办,能源局扩编后又明确由电力司火电处承办。这样,由管理火电的机构来管理热电,以发展火电的思路来“套”热电联产这个特殊的行业,在行业政策方面,出现了不必要的具有争议性的摇摆。
2004年发改委、商务部令24号《外商投资行业目录(2004年修订版)》,以及此前所有行业政策文件法规,都把热电联产电站的建设和经营作为鼓励类项目。但是2005年12月2日国家发改委第40号令发布的《行业结构调整指导目录(2005年本)》鼓励类的要求为:“采用30万及以上集中供热的热电联产及热、电、冷多联产。”对其余热电联产只字未提。而在发改委、商务部2007年第57号令《外商投资行业目录(2007年修订)》中,鼓励类改为:“背压型热电联产电站的建设经营。”在发改委、建设部印发的发改能源[2007]14l号文件《热电联产和煤矸石综合利用发电项目建设管理暂行规定》中规定:“热电联产项目中,优先安排背压型热电联产机组。背压型机组的发电装机容量不计入电力建设规模。背压型机组不能满足需要的,鼓励建设单机20万千瓦以上的大型高效供热机组。”在2008年12月23日发改委商务部令第4号《中西部地区外商投资优势行业目录(2008年修订)》中和发改委商务部令4号《辽宁省外商投资优势行业目录(2008年修订)》中,都对列入到优势行业中的热电联产机组容量没有作明确规定。这种不确定性,造成了地方政府、金融机构和企业从业人士的严重困惑,对热电行业的发展影响巨大。
八、部分高效热电机组专用设备研发进展缓慢
对于与凝汽式火电机组通用的锅炉、发电机、辅机、电气、自动控制系统,我国装备工业材料工业发展迅速,已逐步接近和达到世界先进水平。但对供热专用的装备,特别是供热汽轮机的研制,则明显迟缓,大多数中小机组延用苏联模式,没有什么改进。而大型供热机组,多数采用的是冷凝机组模式加回转隔板开孔供热或在低排连通管上加逆止阀憋汽供热。一般只能供一至二种可调整抽汽,调整抽汽参数低不能满足石化工业的要求,设计时很难选到合适的机型。在热负荷有较大变化时,热效率就急速下降。这也是供热机组能耗下降不明显的主要原因之一。(作者:中电联课题组)