序 曲
新中國成立時的1949年,全國發電裝機總容量僅為185萬千瓦,年發電量為43億千瓦,人均年用電量僅為9千瓦時。偌大的中國,這是一個多么積弱積貧的數字。
1978年,改革開放序幕拉開之年,我國發電裝機容量已有5712萬千瓦(其中火電裝機占比約70%),發電裝機缺口達1000萬千瓦,這是一個共和國成立近30年電力發展的數字。
是年,改革的春風吹進了電力行業,為解決電力發展與國民經濟發展極不相稱的矛盾,以集資辦電和市場價格機制解決電力短缺問題,成為電力改革的首選。
1988年,新中國歷史上唯一一屆能源部成立,我國電力發展開始進入千帆進發、萬馬奔騰的局面,截至2017年,電力裝機猛增到17.8億千瓦,其中火電裝機11億千瓦,占全國裝機62.2%,實現了歷史性跨越。
40年來,在電力發展如何適應國民經濟高速發展并破解一系列困境的問題上,我國火電奏響了安全文明發展、優質高效發展、低碳綠色發展、智能共享發展的“四部曲”。無論是政企分開改革、廠網分開改革、主輔分離改革、管理體制改革和市場化改革等,“四部曲”的主旋律始終伴隨電力改革不斷向縱深推進。
1第一部曲:安全文明發展――艱難卓絕的重生
上世紀80年代入職火電企業的員工都還清晰地記得,那時的火電機組絕大部分是20萬千瓦及以下低效高耗能機組,少數30萬千瓦機組還需進口。由于長期計劃經濟體制和管理上的粗放,幾乎所有火電廠都不同程度地存在以下問題:
一是安全基礎不牢固。各類惡性事故(人身死亡和重大設備損壞事故、火災事故等)時有發生,特別是各種嚴重誤操作事故頻繁出現。
二是設備可靠性極不穩定。鍋爐滅火、爆管頻發、繼電保護誤動、自動裝置失靈、強迫停運等成為電網調度十分頭疼的經常性事件,機組等效可用率不及80%;有個代號為“440”的電廠被稱為“時時停”電廠,有個機組連續運行不到7天的電廠被稱為“禮拜”電廠,有個只有在有太陽時才能發電的電廠被稱為“太陽電廠”。
三是文明生產普遍臟亂差。設備八漏(漏油、漏水、漏風、漏粉、漏氣、漏煙、漏煤、漏氫)成為常態。突出的是車間零米、鍋爐頂部、電纜溝和輸煤系統等;以至于南方某新建電廠投產僅一年就被戲稱為“遠看像個新廠,近看是個舊廠,細看是個灰場”;有些老廠甚至有幾十年都沒清理的垃圾。
四是經濟指標不理想。許多發電廠生產能力不能全面有效發揮,難以適應日益增長的調峰要求;相當一批電廠供電煤耗和油耗居高不下,1988年全國火電廠平均供電煤耗432克/千瓦時(其中有些1.2萬千瓦及以下的火電機組平均供電煤耗甚至超過800克/千瓦時)。
1988年底,黨的十三屆四中全會作出了治理整頓、深化改革的決定。1989年起,全國各行各業都開展了治理整頓工作。能源部以此為契機,以火電廠為突破口,以“安全、文明生產達標”為抓手(也稱“雙達標”),結合電力生產的特點以及現代化企業管理的要求,以“安全生產、設備管理、節能降耗、文明生產和科技進步”五項標準為考核內容。以 “安全、文明、經濟” 三項指標和 “設備、管理和人員素質”三個環節為重點,在全國火電廠打響了持續5年、艱難卓絕的治理整頓攻堅戰。
1989年4月,由能源部選定全國6個裝機百萬千瓦以上的大型火電廠為重點治理整頓電廠(即諫壁、姚孟、神頭、大同、秦嶺、錦州電廠),各網、省局抓20個,共計27個重點治理整頓電廠,總裝機容量2141萬千瓦,占全國火電裝機的20%。無論從發電廠的分布,還是電廠的容量和作用,27個電廠都具有廣泛的代表性。
由此,治理整頓和達標工作在全國火電廠轟轟烈烈開展,許多企業把“安全、文明、經濟”三項指標作為火電企業生產經營中最重要的內容。把整治設備作為突破口,主要成效表現在:
安全生產明顯改善。全國火電廠安全無事故周期從力爭100天到實現安全生產300天,個別甚至超過500天,尤其是重特大事故明顯減少。
設備可靠性明顯提高。最突出的是100多臺國產20萬千瓦機組,1988年的等效可用系數只有75.97%,1991年提高到80.25%,相當于增加發電能力85億千瓦時。其中15個重點治理整頓電廠的50多臺20萬千瓦機組,1991年等效可用系數達到81.38%。發電設備非計劃停用次數明顯減少。1988年統計的133臺機組,共發生非計劃停用1050次,平均7.86次/臺?年,1991年統計160臺機組,共發生非計劃停用757次,平均5次/臺?年,每臺機組平均減少將近3次。
文明生產邁上新臺階。諫壁電廠在短短的幾個月內清除了包括文革期間遺留下來的垃圾上千噸。在相當一批電廠中,從進入電廠大門到進入車間大門,給人的感覺煥然一新,能夠做到清潔、整齊,這與火電廠三年前臟、亂、差的面貌形成了鮮明對照。
節能降耗成效顯著。1988年全國火電廠平均供電煤耗432克/千瓦時,l991年為424克/千瓦時,3年內下降8克/千瓦時。其中15個20萬千瓦機組的重點治理整頓電廠,1991年平均供電煤耗為390.5克/千瓦時,比1988年20萬千瓦機組平均煤耗下降6克/千瓦時。
基礎管理得到了加強。在治理整頓和達標工作中,埋怨設備質量差、工程遺留問題多的情緒,強調客觀困難的情緒逐漸減少;職工的榮譽感、使命感、主人翁責任感增強。許多電廠把工作的基點放在基層班組,強化責任制,搞標準化建設,狠抓三基工作等,取得了較好的效果。
通過“安全文明生產達標”深入開展,1991年,處于不同起跑線上的27個重點治理整頓電廠基本實現安全、穩發、滿發;其中唐山發電總廠、遼寧發電廠、牡丹江第二發電廠、天生港發電廠、河門口發電廠成為全國首批5家達標企業;太原第二熱電廠、哈爾濱第三發電廠、望亭發電廠、鄒縣發電廠成為單獨考核命名的4家達標企業。一批在治理整頓工作中成績顯著的邢臺電廠、錦州電廠、富拉爾基發電總廠、徐州電廠、鎮海電廠、姚孟電廠、九江電廠、秦嶺電廠、大武口電廠、黃臺電廠、重慶電廠、永安電廠均被予以表揚,同時,還有40多家火電廠申報達標。
安全文明生產達標工作不僅推動了各火電廠的全面工作,在其影響下,不少水電廠和供電企業也開展了達標工作。在隨后的兩年中,安全文明生產達標工作深入人心,并深得人心,成為各電力企業正常工作的中心內容。1993年,全國25萬千瓦及以上裝機容量的火電廠基本實現了“安全文明生產達標”。這一效果,不僅使隨之而來的“創一流”工作順理成章,而且為火電建設規模化高速發展奠定了良好的基礎。
2第二部曲:高效優質發展――不甘人后的拼搏
1993年,成立僅一屆的能源部被撤銷,恢復成立的電力工業部在鞏固和發展安全文明生產達標工作成果的基礎上,按照原能源部提出的創建一流火電廠的設想和相關要求,制訂了《電力行業一流火力發電廠考核標準(試行)》。
1994年6月28日,電力部在全國企業達標暨創一流工作會議上,命名華能大連電廠為全國第一個進口30萬千瓦機組的一流火電廠。
隨著電力工業的快速發展和電力工業管理體制的深化改革,針對原有的一流火力發電廠考核標準(試行)部分條款需要修改和充實。在廣泛征求意見基礎上,電力部于1994年下半年頒發了《關于電力行業一流火力發電廠考核標準(修訂版)的通知》。1995年10月17日,長春熱電二廠被電力部命名為國內第一家國產20萬千瓦火電機組的一流火電廠。
一流火電廠考核標準與安全文明生產達標考核標準相比,考核內容更加全面,考核指標更加苛刻,考核方式更加嚴格,動態管理更加嚴謹。其中最顯著的是增加了企業兩個文明建設成就、現代企業管理制度建立、人員效率、環境保護、財務管理等。如電力工業部關于《命名一流火力發電廠》的通知電綜[1997]546號,除命名山東辛店發電廠和沈陽沈海熱電有限公司為“一流火力發電廠”外,針對遼寧鐵嶺發電廠的主要技術經濟指標達到了一流火力發電廠的標準,但由于該廠在執行新廠新辦法方面走了彎路,對該廠延長一年的考核期,屆時委托東北電力集團公司再進行一次復核,報部批準后命名。同時,對在創一流火力發電廠工作中表現突出的江西貴溪發電廠和湖南耒陽發電廠給予通報表揚(耒陽電廠在1998年被命名為長江以南第一家一流火電廠)。
創一流是促進火力發電廠安全、文明、效益、服務整體水平全面提升的有效手段,更加注重轉變企業經營機制,使企業建立起競爭機制、激勵機制和自我約束機制,形成自主創新的技術進步機制和減人增效機制,進一步提高火電廠的安全經濟運行水平,使火力發電廠能夠成為適應我國社會主義市場經濟體制的新型電力企業。
1997年,國務院批準成立國家電力公司,與電力部實行兩塊牌子一套人馬,拉開了電力工業政企分開改革的大幕。從1998年開始,一流火電廠由國家電力公司命名。國家電力公司把創建國際一流火力發電廠工作在更大范圍和更高層次繼續深入開展。
為適應新形勢的要求,進一步加強火力發電廠管理,更好地引導和鼓勵火電廠堅持國際一流的目標,國家電力公司于2000年制定下發了《關于創建國際一流火力發電廠考核標準(試行)的通知》(國電發[2000]543號)。
2002年,華能大連電廠、山東鄒縣電廠、浙江北侖電廠獲得國家首批國際一流電廠稱號。
開展創建國際一流火力發電廠的重大舉措為促進火電廠實現兩個根本性轉變,深化電力體制改革,盡快縮小與國際先進水平差距,建立現代企業制度產生了積極而深遠的影響,被實踐所證明是科學有效的企業管理手段。通過堅持不懈的創一流工作,火力發電廠的面貌以及生產、經營、管理、兩個文明建設等各方面都發生了巨大變化。
2003年,以國發5號文開啟廠網分開改革為標志,全國火電廠分別劃歸央企五大發電集團、地方各電力集團和其他各類市場主體。面對管理體制的重大改革和同質化競爭的巨大挑戰,各大集團紛紛在“跑馬圈地”、規模化快速做大的同時,均把“創一流”作為提升管理、提升競爭力的首選。華能、大唐、華電、國電、國華等發電集團均以不同主題切入“創一流”活動中,以集團名義制定頒發了各具特色的創一流管理辦法,許多新的管理理念在創一流實踐中得到驗證。其中對標管理成為最成功有效的抓手,以設備可靠性水平為標志的優質發展、以能效綜合水平為標志的高效發展成為最顯著的特征。安全“零事故”、作業“零違章”、操作“零差錯”、機組“零非停”、設備“零泄漏”、排放“零超標”、服務“零投訴”等,成為火電廠創一流追求的新境界。
隨著大電廠、大機組、高參數、高自動化火電廠越來越普及,我國火電在規模和管理上已躍居世界前列。根據中電聯每年發布的火電機組可靠性統計數據以及能效對標報告,在單機100萬千瓦及以上容量等級的火電機組容量占比達到10.2%,30萬千瓦、60萬千瓦及以上機組分別占火電總裝機容量的34.7%和34.5%,2016~2017年,全國主力發電機組等效可用系數均在90%以上;各類型機組年平均非計劃停運次數降至0.5次/臺?年以下;全國納入可靠性統計的1000兆瓦等級火電機組91臺,均為燃煤機組,等效可用系數為92.72%,同比提高了1.11個百分點;600兆瓦等級火電機組489臺,也均為燃煤機組,等效系數同比上升0.68%。
同時,火電機組能效水平持續提高。2017年底,全國6000千瓦及以上火電廠供電標準煤耗309克/千瓦時,比1978年降低162克/千瓦時;廠用電率4.8%,比1978年降低1.81個百分點。煤電機組供電煤耗水平持續保持世界先進水平。中國大唐憑借卓越的技術實力在山東東營百萬千瓦世界首例單軸六缸六排汽二次再熱項目中,集成應用多項首創關鍵技術,設計供電煤耗258.72克/千瓦時,為當前世界同類最好。
改革開放40年來,我國火電技術走出了一條引進、消化吸收、再創新的道路,自主創新能力和裝備國產化水平顯著提升,超超臨界機組實現自主開發,火電生產在高效、清潔、低碳方面等多項自主關鍵技術達到世界領先水平。
3第三部曲:低碳清潔發展――更高水平的追求
改革開放之初的1980年,我國火電廠粉塵排放量為398.6萬噸,二氧化硫排放量為245萬噸。1990年,電力粉塵、二氧化硫和氮氧化物排放量為362.8萬噸、417萬噸、228.7萬噸,對環境造成嚴重污染。
為緩解資源環境約束,應對全球氣候變化,國家持續加大節能減排力度,將節能減排作為經濟社會發展的約束性目標。2004年,國家發改委出臺了新建燃煤電站的技術標準和“上大壓小”的決策,關停范圍包括:單機容量5萬千瓦以下的常規火電機組;運行滿20年、單機容量10萬千瓦級以下的常規火電機組;按照設計壽命服役期滿、單機20萬千瓦以下的各類機組;供電標準煤耗高、未達到環保排放標準和其他應予關停的機組。2007年,國家發展改革委、能源辦《關于加快關停小火電機組的若干意見》(國發[2007]2號)決定今后規劃新建火電項目,要盡可能采用60萬千瓦及以上超臨界機組,從而開啟了中國火電的“大機組”時代。
據中電聯2016年統計,火電行業實施大機組替代小機組政策,如不考慮自然退役機組,“十一五”以來累計關停小火電已達到約1.1億千瓦,與意大利、巴西、西班牙等國家的發電裝機相當。
與此同時,全國火電廠開展了持續深入的超低排放改造。在此之前的2004年,在沒有強制要求、沒有電價補貼的情況下,北侖電廠投資11.55億元,實施了國內最大規模的5臺60萬千瓦火電機組脫硫改造工程。2007年7月脫硫改造工程建成投產,脫硫效率和投運率分別超過92%和98%,超過了設計要求。兩年之后,北侖電廠三期2臺百萬千瓦超超臨界燃煤機組建成投產,成為國內首家百萬千瓦機組同步投運脫硫脫硝裝置的電廠。
2014年5月,北侖電廠又投資10.9億元對2臺百萬千瓦機組和3臺60萬千瓦機組進行深度脫硫脫硝除塵。5臺機組全部改造在2017年初完成。另外2臺60萬千瓦機組通過擴容提效,不僅大幅降低煤耗,在排放上也達到了燃氣輪機標準。
值得自豪的是,我國高效、清潔、低碳火電技術不斷創新,相關技術研究和實際運用達到國際領先水平,為優化我國火電結構和技術升級作出了貢獻。超超臨界機組實現自主開發,大型循環流化床發電、大型IGCC、大型褐煤鍋爐已具備自主開發能力,二氧化碳利用技術研發和二氧化碳封存示范工程順利推進。燃氣輪機設計體系基本建立,初溫和效率進一步提升,天然氣分布式發電開始投入應用。燃煤耦合生物質發電技術已在2017年開展試點工作。
截至2017年底,全國燃煤電廠100%實現脫硫后排放,已投運火電廠機組92.3%實現煙氣脫硝,全國累計完成燃煤電廠超低排放改造7億千瓦,占全國煤電機組容量比重超過70%。
2017年,全國電力煙塵、二氧化硫和氮氧化物排放量分別約為26萬噸、120萬噸和114萬噸,分別比1990年下降336萬噸、297萬噸和114.7萬噸,在全國火電裝機大幅增長的情況下,污染物總排放量顯著下降。目前,單位火電發電量煙塵排放量、二氧化硫排放量和氮氧化物排放量分別為0.06、0.26和0.25克/千瓦時,煤電機組發電效率、資源利用水平、污染物排放控制水平等已處于世界先進水平。為應對全球氣候變化、國家生態文明建設和全國污染物減排、環境質量改善作出了積極貢獻。
4第四部曲:智能共享發展――永無止境的攀登
當前,火電發展已由高速增長轉向高質量發展階段,正處在轉變發展方式、優化供需結構、轉換增長動力的攻堅期。2015年,中發9號文及一系列相關配套改革文件的發布,尤其是放開發電側改革的有關政策措施,使發電企業尤其是火電企業進入了改革的“漩渦”。在新能源快速發展擠壓電量市場占比、放開發電計劃實行競價上網、與客戶直接簽訂售電合同等重大變革新形勢下,無論體制機制、生產模式、經營方式、管理模式,還是在市場定位及市場化改革方向方面,火電廠都面臨著巨大挑戰。如何認識火電發展主要矛盾的變化、如何破解行業矛盾,是電力行業實現可持續發展的重大課題。
2013年以來,各大發電集團對此已有充分的認識和積極應對的準備,黨的十九大提出的“創新、協調、綠色、開發、共享”新時代五大發展理念,全球范圍興起的第四次工業革命浪潮,以及大數據、云計算、物聯網、移動互聯網和人工智能技術的蓬勃發展,給我國火電發展提供了一個全新的戰略思維、多維度的觀察視野、更有成效的行動措施。在發展方式和經營機制轉型呈現了共同特點――智能共享發展。
在智能發展方面,主要體現在:
智能化節能。一是各火電企業通過智能化加快超低排放、節能和靈活性改造,在我國散煤治理的過程中發揮更大的主體作用;二是在智能化推進熱電冷汽多聯供替代煤炭分散燃燒方面,走出一條社會經濟可承擔、環境容量可承受、有效供給可保障的清潔高效煤電發展之路;三是通過機組運行智能化對標、燃煤智能化摻燒、設備智能化檢修等,使火電廠智能化節能深入到每一個細節。
智能化輔助服務。針對我國電網運行對輔助服務依賴程度越來越高、方式越來越復雜的情況,各火電廠充分發揮自身獨特優勢,在電網調峰、調頻、調無功等輔助服務方面,按照國家能源局“兩個細則”要求,大力開發各種智能化軟件,全面做好響應速度快、提供服務靈活、質量保障可靠的智能化輔助服務,使我國電網運行技術經濟處于國際領先水平。
智能化交易。隨著電力市場化改革不斷深入,尤其在電力現貨交易和商業模式的創新和應用方面,火電廠大力推動“互聯網+”、人工智能、大數據應用等信息化行動的落地實施,持續提升火電與電力系統的自動化、數字化和智能化水平,為廣大用戶提供選擇多、響應快、質量好、費用省、體驗佳的電能產品和服務。
智能化管理。現在,任何一個火電廠管理人員都能通過一部手機,遠程查看發電機組在網運行的實時情況和主要技術經濟指標,甚至做到遠程監控和管理;通過網絡視頻,可以在線或無線召開一個無論你在何地的會議;大數據分析、云計算等現代技術,使數字化電廠、智慧型電廠不再是一個神話。
在共享發展方面,具有以下特色:
與民生福祉共享。40年來,我國前后共計有7億多人脫貧。包括火電在內的電力發展不僅支撐了我國經濟的高速發展,滿足了城鄉的消費,同時為電力扶貧作出了巨大貢獻。2017年人均用電量達4550千瓦時,約是1978年的16倍,接近世界平均水平。火電發展貫徹以人民為中心的思想,使普遍服務水平的顯著提升和發展成果惠及社會民生,人民群眾的獲得感和滿意度明顯提高。
與產業鏈共享。習近平主席在十三屆全國人大一次會議內蒙古代表團審議時強調,要把現代能源經濟這篇文章做好,緊跟世界能源技術革命新趨勢,延長產業鏈條,提高能源資源綜合利用效率。這是習近平主席對我國能源行業賦予的新使命、提出的新要求。在電力產業鏈中,火電產業鏈最長、相關參與方最多,火電建設與發展成果為產業鏈與相關方帶來了更多共享利益。最終,產業鏈共享惠及的是產業價值鏈。
與多能互補共享。進入新世紀以來,我國火電以供給側結構性改革為主線,不斷改進電力布局、優化機組結構和配置方式,在大力提高清潔化、低碳化和智能化水平的同時,按照可持續發展的戰略方向和目標,以推進跨區跨省資源優化配置、電源集中與分散開發并舉,積極與水電、風電、光伏等開展多能互補,發揮市場在資源配置中的決定性作用,建立多元供應體系,實現多能互補共享。
與國際合作共享。2018年4月,習近平主席在博鰲亞洲論壇上莊嚴宣示,中國將“以實際行動推動經濟全球化造福世界各國人民”。中國的火電發展,正在將其技術經驗、建設能力不斷輸送到世界各國,在落實“共商共建共享”為特點的“一帶一路”倡議中,火電國際合作無論從規模上、深度上,還是理念上都有了空前的發展和質的飛躍,在增強我國火電國際競爭力的同時,使我國電力發展成果惠及更多國家和人民。
我國火電探索推進的智能共享發展,是新時代展現出來的新境界。最根本的特征就是從高速增長階段向高質量發展階段轉變,是著力破解發展中 “痛點”和“難點”的點穴之招,是貫徹黨的十九大提出的“質量變革、效率變革、動力變革”的生動實踐。以供給側結構性改革為主線,推動構建清潔低碳、開放融合、安全高效的現代能源體系。其特征的持續顯現還需堅持創新驅動,以科技創新為重點推進全面創新,不斷提升電力核心競爭力;通過商業模式創新培育發展新動能,加快由傳統能源提供者向綜合能源服務企業轉型。
結 語
40年追趕超越,40年厚積薄發,我國火電發展走過了極不平凡的歷程,取得了舉世矚目的輝煌成就。然而成就終將載入史冊。當前,電力工業已由高速增長階段轉向高質量發展階段,正處在進一步轉變發展方式、優化供需結構、轉換增長動能的攻堅期,新的問題與困難將迎面而來,火電裝機產能呈現局部過剩、利用小時逐年下降的新常態。
不可忽視的是,火電在當前和今后仍然具有許多獨特的優勢:如電網基本負荷的保底優勢、可靠的備用優勢、靈活的調峰優勢、散燒煤的替代優勢、低耗高效優勢,以及高新技術裝備制造、安裝調試、運行維護的海外拓展優勢等,這些都是其他非化石能源在相當長時期內無法替代的。2017年全國總發電量的68.5%來自燃煤發電,表明我國以煤炭為主的能源系統慣性依然存在,不僅在當前的電力供應中占絕對主導地位,而且在下一步的散煤治理、變分散燃燒為集中燃燒的過程中將發揮重大作用。
然而,低碳的核心是高比例可再生能源。為實現2020年、2030年和2050年我國非化石能源比重分別達15%、20%和50%的發展目標,以核電、水電、風電、光伏等為代表的清潔和可再生能源將會持續高質量發展。雖然煤炭消費總量持續下降,但用于發電供熱的比重將會不斷上升,煤電全面實現超低排放是煤電深度清潔化的重要標志。火電將在建立安全文明、優質高效、清潔低碳、智能共享的能源體系,促進我國生態文明建設,共建綠色美麗中國中繼續作出新貢獻。
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