摘要：针对我国富煤､贫油､少气的能源结构特点,从国内外电力发展现状､煤电能效指标､污染物排放指标､技术装备水平和环保标准等方面,对中国､美国､德国､日本和澳大利亚等主要火电国家煤电技术进行对标分析研究｡结果表明:中国300MW及以上容量燃煤机组能耗指标包括设计､制造､施工与运行等在内的煤电超超临界机组整体技术装备水平均居于世界领先水平;单位发电量的SO2排放量､火电厂除尘设施建设和粉尘控制技术水平等均居于世界先进水平,但单位发电量的NOx排放量较高,燃煤电厂NOx减排是目前治理的重点;中国对燃煤电厂NOx,SO2和烟尘排放限值的要求,尤其是重点地区特别排放限值要求明显高于其他主要燃煤国家的现行标准,是目前世界上最严格的环保标准｡
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0前言近年来,中国能源消费总量持续保持世界第一的地位,中国富煤､贫油､少气的能源结构特点,决定了煤炭在未来相当长的一个时期内仍将是中国的主导能源｡先进的煤电技术使得燃煤发电成为最清洁的煤炭利用方式之一｡在全球能源资源和环境容量约束面临巨大压力的情况下,煤电技术水平对煤炭利用效率和环境保护具有重要意义｡2014年10月,西安热工研究院受国家能源局委托,依据2013年世界主要煤电国家(中国､美国､德国､日本和澳大利亚)一次能源构成､装机容量构成和发电量构成,对煤电机组的能耗指标､污染物排放指标､煤电技术装备水平和环保标准等进行对标分析,得出我国煤电机组在设计､制造､运行等方面与国际先进水平相比存在的优势或差距,在国家实施中国“制造2025”和“一带一路”等国际战略以及煤电设备产能相对过剩的背景下,对我国煤电技术“十三五”发展规划和相关技术装备产业政策的制定具有重要的意义｡
1国､内外电力发展现状概述1.1 一次能源消费构成根据《BP世界能源统计年鉴》,2013年世界一次能源消费总量约181.8亿t标准煤,原煤､原油､天然气､核电､水电､非水可再生能源分别占一次能源消费总量的30.1%,32.9%,23.7%,4.4%,6.7%,2.2%｡2013年,世界原煤消费54.7亿t标准煤,中国､美国､日本､德国､澳大利亚原煤消费量分别占世界的50.3%,11.9%,3.4%,2.1%,1.16%,这五国所消耗的原煤总量占世界总量的68.86%｡2013年五国各种一次能源消费量及其所占比例分别如图1和图2所示｡由图1和图2可见:2013年中国原煤消耗约占一次能源消耗的67.5%,明显高于其他国家｡从单位产值能耗和人均一次能源消费量来看:2011年中国的单位产值能耗为0.89t标煤/千美元,远高于美国､德国､日本的0.63~0.73t标煤/千美元;中国人均一次能源消费量快速增长,2011年达到2.9t标煤,超过世界人均水平(2.6t标煤),约为美国的30%､德国和日本的50%｡
1.2 装机容量构成2013年,世界发电装机总容量达到57.3亿kW,火电装机约37.9亿kW,占世界发电装机总容量的66.2%｡其中:燃煤发电装机约22.3亿kW,占38.9%;燃气发电装机约12.8亿kW,占22.3%;燃油发电装机约2.9亿kW,占5.0%｡2014年,中国发电装机总容量达到13.6019亿kW,其中火电9.1569亿kW,约占67.4%｡
2012年五国不同类型装机容量构成比较如图3所示｡
由图3可见:2012年中国火电装机比例为69.0%,分别低于澳大利亚和美国11.3和5.1百分点,高于日本和德国8.5和10.3百分点;中国煤电装机比例最高,燃气装机比例最低｡
近年来中国和世界主要煤电国家的总装机容量､人均装机容量和人均用电量比较如图4所示｡图中中国数据为2013年中国电力企业联合会统计数据,德国､日本的人均用电量数据为2010年IEA统计数据｡由图4可以看出:2013年底中国发电装机规模居世界第一,但人均装机容量仅为0.93kW;2013年中国人均用电量为3966kW˙h,接近世界平均水平｡
