近年來，通過實施煤電結構優化和轉型升級，我國鍋爐生產制造技術和節能環保運行水平顯著提高。但總體看，還存在部分鍋爐能源利用效率不高、碳排放和污染物排放控制水平低等問題，鍋爐節能降碳減污改造潛力較大。
“鍋爐是重要的能源轉換設備，廣泛應用于電力、供熱、石化、化工、鋼鐵、有色金屬等行業。目前，我國各類鍋爐年消耗能源約20億噸標準煤，碳排放量約占全國碳排放總量的40%，是我國能源消耗量大、碳排放量多的耗能設備。”近期，國家發改委有關負責同志在就《鍋爐綠色低碳高質量發展行動方案》（以下簡稱《行動方案》）答記者問時表示，近年來，通過實施煤電結構優化和轉型升級，推進燃煤工業鍋爐節能環保綜合提升，我國鍋爐生產制造技術和節能環保運行水平顯著提高。但總體看，還存在部分鍋爐能源利用效率不高、碳排放和污染物排放控制水平低等問題，鍋爐節能降碳減污改造潛力較大。
此次由國家發改委、市場監管總局、工信部、生態環境部、國家能源局等五部門聯合發布的《行動方案》，圍繞鍋爐生產制造、建設運行、回收利用等全鏈條和各環節，提出加快推動鍋爐綠色低碳高質量發展的總體要求和重點任務，明確了工業鍋爐、電站鍋爐到2025年和2030年的熱效率等目標。我國鍋爐綠色低碳高質量發展進展如何，后續如何落實？
取得系列技術成果
總體來看，我國鍋爐產業在幾十年的發展過程中堅持技術創新，已有大量成果助力改造升級。
電站鍋爐方面，清華大學能源與動力工程系研究員黃中告訴《中國能源報》記者：“我國以煤為主的基本國情，決定了煤電在相當長時期內，仍將承擔能源供應壓艙石的作用，煤電以不到五成的裝機，生產了約六成的電量，支撐了超七成的高峰負荷需求，保障了八成的電網負荷調節能力。通過節能降碳改造、供熱改造和靈活性改造，煤電能夠執行世界上為嚴格的能效和環保標準，超大容量、超高參數、超低排放的高效煤電機組比重持續提升，機組發電效率、污染物排放控制水平均達到世界一。產業鏈上下游完全具備自主研發、設計和制造能力，百萬千瓦空冷發電機組、二次再熱技術、大型循環流化床鍋爐等技術。”
中國科學院工程熱物理研究所所務委員、煤炭高效低碳利用全國重點實驗室副主任朱治平表示，我國在燃煤發電鍋爐領域的技術整體達到國際領先水平，目前重點任務在燃煤發電調峰支撐可再生能源。但工業鍋爐分為多種爐型，情況則較為復雜。“2020年發布的國家標準《工業鍋爐能效限定值及能效等級》中，對層燃爐、流化床鍋爐、生物質鍋爐和室燃鍋爐的熱效率進行了明確規定。從統計數據上看，近年來我國燃煤工業鍋爐的能效總體上不斷提升，如2012—2020年層燃爐定型產品熱效率平均值，從2012年的79%提高到了2020年的83%。這得益于國家標準、政策的引導以及鍋爐制造企業對新技術的應用等。2016年國家強制能效指標修訂并頒布實施加速了企業對新技術的應用，《大氣污染防治行動計劃》也引導淘汰了一批小型鍋爐。”
“我國在鍋爐產業已經形成了規模優勢、體系優勢和技術優勢，有力支撐了國民經濟和社會發展，《行動方案》制定的目標可實施性強，通過加快產業改造提升，可以擴大優質供給，積極穩妥推進碳達峰碳中和目標的實現。”黃中說。
工業鍋爐改造潛力更大
《行動方案》明確，到2025年，工業鍋爐、電站鍋爐平均運行熱效率較2021年分別提高5個百分點、0.5個百分點；到2030年，工業鍋爐產品熱效率較2021年將提高3個百分點，平均運行熱效率進一步提高。
“總體上看，電站鍋爐能耗管理意識更強、改造投入更大，也愿意采用先進的節能技術。2022年，全國6000千瓦及以上火電廠供電標煤耗為301.5克/千瓦時，比2015年下降了13.5克/千瓦時，比2010年下降33.5克/千瓦時，煤耗下降減緩了電力行業二氧化碳排放量的增長。與之相比，工業鍋爐的應用場景更廣、數量更多，能耗水平相對更高，因此改造潛力巨大。”黃中表示。
中國科學院工程熱物理研究所循環流化床實驗室戰略規劃部部長高鳴介紹：“鍋爐的減碳潛力要看鍋爐熱效率，根據我們日前開展的‘工業領域煤炭高效清潔利用路徑’研究，對工業鍋爐用能情況進行了詳盡的分析調研，研究結果表明，國內的工業鍋爐總體平均熱效率和國際先進水平相比，還有5%—10%的提升空間，這和《行動方案》中提到的預期目標相契合。我們認為，通過新技術的應用，置換或改造現有的工業鍋爐，《行動方案》中的目標將能如期實現。”
此外，《行動方案》目標中提到的“運行熱效率”也格外重要。朱治平進一步解釋，這是指鍋爐實際運行時的熱效率性能，設計的熱效率高，不代表實際運行熱效率也高，比如設計熱效率在90%，可能運行熱效率只能到80%。“影響運行熱效率的因素很多，比如煤種、人員操作等，近年來，在工業鍋爐領域推廣自動控制技術成為了工業鍋爐能效提升的一個重要手段。”
加強全鏈條管理
上述國家發改委有關同志指出，各地區、各有關部門和行業企業要堅持系統觀念，強化分類指導，加強鍋爐全鏈條管理，大力推進鍋爐節能降碳減污改造，推動鍋爐設備“能源品種多元化、燃煤鍋爐大型化、燃氣鍋爐冷凝化、小型鍋爐電氣化、電站鍋爐高參數化”轉型升級，持續提升鍋爐綠色低碳高質量發展水平。
“工業熱能的需求擺在那，要想實現目標，就必須應用先進技術置換或改造現有的工業鍋爐。技術研發方、設備生產方和產業應用方需要形成三方合力。”朱治平表示，此外，國內大量工業園區都建有自備電廠，給園區供熱供電。在全球應對氣候變化大背景下，不少企業在碳減排要求下增加了光伏發電，這意味著燃煤發電鍋爐必須運行靈活，可以滿負荷，也可以超低負荷。但現有的鍋爐往往都按照高負荷設計熱效率指標，當其低負荷時，鍋爐的運行熱效率往往非常差。“國內像這樣的應用場景并不少見，如何保證鍋爐靈活生產過程中的運行熱效率，還需要更多的技術研發和應用。”
黃中建議，發揮國家工程研究中心在產業發展與科技創新之間的橋梁作用，凝聚高等院校、科研院所和產業鏈上下游企業，構建產學研用協同創新體系，加大科研資金和人員投入，圍繞產業鏈部署創新鏈、圍繞創新鏈布局產業，持續推動鍋爐產業技術進步和創新能力提升，通過市場機制實現技術轉移和擴散。
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