摘要：在全球共同應對氣候變化之際，中國承諾到2020年使碳排放強度較2005年降低40%-45%。然而，中國目前70%以上的電力需求仍依靠燃煤發電。在電力工業走向低碳，大力發展風電、核電等新能源時，火電行業不甘落后，以先進自動化技術、減碳技術建設高效、低污染燃的新型煤發電廠，為節能減排做出貢獻。

　　中國電力需求保持穩定增長

　　在全球共同應對氣候變化之際，中國承諾到2020年使碳排放強度較2005年降低40%-45%。然而，中國目前70%的電力需求依靠燃煤發電。

　　從中長期看，我國正處在全面建設小康社會的歷史階段，工業化、城鎮化還有很大的發展空間，整個社會對電力的需求將保持穩定增長。目前中國正處在工業化、城鎮化加快推進的重要時期，電力需求保持較快增長的趨勢不會改變。預計2010年中國電力需求增長6%，到2020年，中國全社會用電需求量將達到7.67萬億千瓦時，是2008年的2.2倍。

　　2000年至2009年，我國國民經濟年均增長速度為9.86％，全社會用電量從2000年的13470億千瓦時增長到2009年的36430億千瓦時，年均增長11.7％，高出經濟增長速度1.84個百分點。

　　在經濟加速成長時期，電力在經濟社會發展中的基礎保障作用更加突出，經濟社會發展對電力的依賴程度越來越高，電力消費的增長率要大于ＧＤＰ的增長率。全球知名公司Frost & Sullivan預測，到2020年，中國的發電裝機量將會達到16.4億千瓦，電源結構中煤電的比例占67.0％、水電占23.0％、核電占3%，風電及其他生物能源占7%。

　　國際能源署預測顯示，到2030年，中國的發電量需要將達到美國的水平。目前美國的發電能力是中國兩倍多。“如果想擺脫目前的電力緊缺局面，中國將必須加快新電站的建設速度，同時應提高能源的利用效率，特別是在工業領域，以控制電力需求增長。”

　　風電核電等新能源發展迅猛

　　國家能源局局長張國寶在其署名文章《科學發展：電力工業贏得挑戰的根本路徑》中稱，要加快發展核電，力爭2020年核電占電力總裝機的比例達到5%以上；大力發展風電和可再生能源，盡快形成每年1000萬千瓦以上的自主裝備能力，力爭使我國在2010年前后的風電裝機突破2000萬千瓦，建成世界最大的風力發電國家;積極開發水電，力爭到2020年水電裝機規模達到3億千瓦左右。

　　中國是一個燃煤大國，碳排的壓力非常大，而目前國家的能源結構還是以煤電為主，所以要改變能源結構的現狀，風電、核電是主要的發展目標。近年來，我國新能源發展迅猛。風電裝機連續四年翻番，2009年并網風電、太陽能發電裝機分別達到1758萬千瓦和23萬千瓦。核電發展進入快車道，是目前世界上核電在建規模最大的國家。

　　日前發布的《中國風電發展報告2010》顯示，截至2009年底，中國風電新增裝機達到1380萬千瓦，超過美國，成為當年新增風電裝機容量世界第一的國家，當年新安裝風機總數達到10129臺，平均每天27臺，相當于每小時就豎起一臺風機。與此同時，累計裝機達到2580萬千瓦，位居全球第二。

　　報告預測，到2020年，中國風電累計裝機將達到2.3億千瓦，相當于13個三峽電站；總發電量可達4649億千瓦時，相當于取代200個火電廠。

　　報告估計，全球風能裝機容量到2020年可達10億千瓦，可減少每年15億噸的二氧化碳排放，這相當于“哥本哈根協議”中發達國家所作的2020年減排承諾的50%～75%。而到2030年，通過全球預期將達23億千瓦的風能裝機容量，更可減少總計340億噸的碳排放。

　　在節能環保的大背景下，中國同時將“適度發展核電”轉變為“積極推進核電發展”方針，并制定核電“2020年建成4000萬千瓦，在建1800萬千瓦”的規劃目標。根據《核電中長期發展規劃2005-2020》，及《新能源產業振興發展規劃（草案）》，提到“核電產業2011年、2020年發展目標分別為 1200萬千瓦、8600萬千瓦”。“按照規劃，預計未來我國每年新增8-10臺機組，保守估計的市場價值應在6000-7000億，發展前景十分廣闊。”

　　分析人士認為，在我國，核電占據的發電份額太小了，目前只有2%不到，而火電份額卻達到了70%以上，我們對火電的依賴太重了。

　　火電以減碳技術謀變促發展

　　然而，目前政府對清潔能源的建設熱情，并不會改變未來數年內火電在我國電源結構中的支配地位。考慮到核電及水電項目建設周期較長，風電和太陽能發電受成本及技術等因素制約難以迅速擴大規模，未來我國北煤南運、西電東輸的能源格局仍將長期存在。

　　長期以來，中國的能源結構是以煤炭為主，煤炭占一次能源生產總量的比例達到70%~75%，大約78%的電力裝機是以煤為燃料的火電機組，而發電量的83%來自煤電。可以說，中國電力是順著鐵路線走的。

　　火力發電廠，是世界排放二氧化碳的最大行業，火力發電廠燃燒化石燃料后排放的二氧化碳，占全球燃燒同種燃料排放量的30%，大約占全球人類活動排放二氧化碳的24%。除了直接排放污染物，火力發電的能效水平也較低，降低火力發電比例，是促進節能減排效益空間最大的環節之一，同時也是國家完成2020年減排行動目標最為關鍵的領域。

　　在對中國污染全球環境的譴責和聲討聲中，人們卻忽略了這樣一個事實：在過去兩年里，中國已經成為全球首屈一指高效、低污染燃煤發電廠建造者，并在掌握這項技術的同時，降低了建造成本。國際能源組織在一個報告中指出，“中國已經成為世界先進燃煤發電廠的主要市場，這些發電廠都配置有高排放量控制系統”。

　　面對節能減排的要求，面對盈利虧損的壓力，火電行業并沒有消極應對，而是在國家的領導下，積極謀變，應用先進的超臨界發電技術、自動化技術，建設高效、低污染燃煤發電廠，為節能減排做出貢獻。

　　專家指出，最低效的發電廠只能把燃煤中所含的27％到36％的能量轉換成了電力。而效率最高的發電廠的轉換率最高可以達到44％，這意味著與舊式發電廠相比，它們可以減少近三分之一的溫室氣體排放量。與此同時，目前工業鍋爐和單純供熱鍋爐的熱效率都低于火電鍋爐，這些分散的熱源能耗高、污染大，嚴重浪費資源。如果由發電效率和熱效率都占優勢的火電廠同時供電供熱，將節省大量煤炭資源。

　　專家預計，到2020年，我國將完全掌握超超臨界60萬千瓦和100萬千瓦級各系列機組的設計、制造技術，超臨界和超超臨界機組將占火電機組總容量的30％，2050年將占50％。

　　據中電聯統計，現在我國火電廠投運500MW—1000MW機組共有301臺，其中超（超）臨界機組占1/3。發電量接近全國發電總量的10﹪。平均供電煤耗為315克/千瓦小時，比全國平均供電煤耗低30克/千瓦小時，但與先進國家的300克/千瓦小時比，還有一定差距。新建、在建的火電項目90﹪都是超（超）臨界機組，如果我國實現了超（超）臨界機組占全國火電機組裝機容量50﹪的話，我國的供電煤耗就可達到320—325克/千瓦小時水平。

　　數據顯示，目前最先進的超超臨界燃煤機組的熱效率可達45%，新一代超超臨界燃煤機組的熱效率可達50%以上。未來，新一代超超臨界燃煤發電、超臨界循環流化床發電、整體煤氣化聯合循環發電將逐步成為主流。

　　火電廠自動化的發展與趨勢

　　火電廠主控系統是保證火電廠安全、穩定生產的關鍵。隨著控制技術、網絡技術等的飛躍發展和火電廠主控系統控制水平和工程方案的不斷進步，火電廠的管理信息系統和主控系統一體化無縫連接必將成為未來火電廠管控系統的發展趨勢，傳統火電廠的DCS系統也必將向這一趨勢靠攏。可以預見，未來我國火電廠自動化技術應用很可能將以更快的速度發展。

　　筆者認為，針對火電廠未來管控一體化的發展趨勢，火電廠必將加速進入IT時代。基于領先的自動化集成理念，先進的Web技術和實用的現場總線技術的產品和解決方案的廣泛應用，火電廠將真正變成一個“透明工廠”，同電力系統、電力企業集團形成生產過程自動化和管理現代化的信息網絡，真正實現了從管理信息系統到現場監控系統再到現場控制器甚至現場I/O的完全透明的通訊連接。

　　例如，新一代自動化控制系統能夠提供豐富的遠程I/O、分布式I/O、現場總線解決方案，滿足輸煤現場設備分散的要求，廣泛應用于電廠的輸煤系統中，大大降低化學車間工人的勞動強度，提高自了動化水平。結合飛速發展的以太網控制技術建立全廠輔機集中監控網絡，實現了在單元控制室對全廠輔助車間的監視和控制。這樣既實現了火電廠智能化生產，確保了工人安全，又降低了成本和能源的損耗。

　　目前，諸如ABB、施耐德、浙江中控等國內外知名的自動化企業針對中國火電行業自動化標準和特點，向火電行業提供供安全、可靠、高效的自動化產品和成熟的技術解決方案。（頑石）