本文选自中国工程院学报《工程》2019年第2期。
资料来源:淘汰落后产能促进中国煤电行业节能[J]。
工科，2019，5(2):194-196。
编辑评论/注释
过去几十年，燃煤发电为中国经济发展提供了80%的电力，是中国电力工业的主体。其煤炭消费量也占中国煤炭消费总量的一半，是煤炭消费大国。受我国资源禀赋影响，煤炭在我国能源结构中的主导地位短期内难以改变。因此，燃煤发电行业的节能工作对我国的能源供应和能源安全具有重要意义。清华大学院士科研团队在《中国工程院学报·工程》上撰文指出，从本质上讲，煤电节能增效的根本动力一定是新技术的发展。就一个经济体的煤电行业而言，机组的不断升级往往对节能增效意义更大，淘汰落后产能是机组升级的主要任务之一。由于淘汰落后产能往往关系到发电企业的切身利益，在实施过程中存在诸多障碍。为了大力开展节能减排，解决能源供应和能源安全问题，中国需要不断推进落后产能的淘汰。
一.导言
过去几十年，燃煤发电为中国经济发展提供了80%的电力，是中国电力工业的主体。其煤炭消费量也占中国煤炭消费总量的一半，是煤炭消费大国。受我国资源禀赋影响，煤炭在我国能源结构中的主导地位短期内难以改变。因此，燃煤发电行业的节能工作对我国的能源供应和能源安全具有重要意义。本质上，煤电节能增效的根本动力必然是新技术的发展。就一个经济体的煤电行业而言，机组的不断升级往往对节能增效意义更大，淘汰落后产能是机组升级的主要任务之一。由于淘汰落后产能往往关系到发电企业的切身利益，在实施过程中存在诸多障碍。为了大力开展节能减排，解决能源供应和能源安全问题，中国需要不断推进淘汰落后产能。。二、燃煤发电落后产能淘汰简史在燃煤发电行业，落后产能一般指小火电机组。。在不同的时代，小火电机组分别指代的单机容量范围为：0.1 MW以下（1949年以前）、0.5 MW以下（1949年至20世纪60年代）、25 MW以下（20世纪70年代）、50 MW以下（1980—1997年）、100 MW以下（1997—2007年）和200 MW以下（2007年至今）。国家电力公司于1997年首次启动淘汰落后产能工作，并通过采用“以大代小”的办法，在1998年年底之前顺利完成对单机容量50 MW以下的小机组的关停任务。鉴于此，1999年国务院办公厅转发国家经济贸易委员会《关于关停小火电机组有关问题的意见》（国办发〔1999〕44号）的通知，标志着电力行业全国范围开展淘汰落后产能工作的正式启动。表1所示为1996年以来我国淘汰落后产能的规划与实际执行情况。从表中可见， 2000年之前几年，我国淘汰的电力落后产能容量达10.11 GW。然而，随着2003年我国大范围内出现电力短缺问题，全国性的落后产能淘汰工作被中断。因此，“十五”期间（2001—2005年）我国淘汰的电力落后产能容量仅约8.3 GW，仅占规划容量的55%。表1 1996年以来中国火电落后产能淘汰情况随着电力短缺问题的逐步解决，十五期间中断的落后产能淘汰工作于2005年底正式恢复。2007年1月20日，国务院批准了国家发改委、能源办《关于加快关停小火电机组的意见》(国发2号文)，这标志着新一轮落后产能淘汰工作正式开始。“十一五”期间，我国淘汰落后电力产能76.83 GW，超出预计50gw 54%。“十二五”期间将继续淘汰落后产能43.72 GW，是计划淘汰产能的两倍多。
第三，淘汰落后产能对能源消耗的影响
在燃煤发电行业，通常以供电煤耗[g(kW·h)-1]来衡量机组的能效。煤耗，即单位上网电量消耗的标准煤数量。基于过去几十年淘汰的大部分落后产能，单机容量在6 ~ 6 ~ 100 MW之间，假设其平均供电煤耗为490g(kW·h)-1。根据每年淘汰落后产能、全国平均供电煤耗、全国煤电总装机的统计数据，可以计算出每年淘汰落后产能对当年燃煤发电机组全国平均供电煤耗下降的影响。图1显示了2006-2016年淘汰落后产能情况、淘汰落后产能对全国平均供电煤耗下降的影响以及全国供电煤耗总体下降情况。图1淘汰落后产能对供电煤耗下降的影响(2006-2016年)从图1可以看出，淘汰落后产能对全国燃煤发电机组平均供电煤耗下降影响很大。
大。在2007—2009年期间，每年淘汰的煤电落后产能容量平均高达19 GW，而其对全国煤电机组平均供电煤耗每年下降的影响也高达4.5 g·(kW·h)–1。随着淘汰落后产能逐渐正常化，其对全国煤电机组供电煤耗年下降量的影响也逐渐降低到2 g·(kW·h)–1的稳定水平。总体来看，我国煤电机组平均供电煤耗的下降趋势与淘汰落后产能的变化趋势基本一致，说明淘汰落后产能与我国煤电机组平均供电煤耗的下降密切相关。。在“十一五”和“十二五”期间，淘汰落后产能对全国燃煤机组平均供电煤耗年下降量的影响累计达27 g·(kW·h)–1，约占同期燃煤机组平均供电煤耗年下降总量的46%。据中国电力企业联合会2016年底对中国煤电行业数据的不完全统计，目前仍有5198台单机容量小于100 MW的煤电机组，总装机容量约92gw；；单机容量100~200 MW(不含200 MW)的仍有471台，总装机容量约65gw；；单机容量200~300 MW(不含300 MW)的仍有251台，总装机容量约54gw；；单机容量300~600 MW(不含600 MW)的仍有1090台，总装机容量约360 GW。如果将上述机组全部视为落后产能，假设上述机组在不同机组产能区间的平均供电煤耗分别为490g(kW·h)-1、380g(kW·h)-1、330g(kW·h)-1、328g(kW·h)-1。如果将上述不同机组容量区间的机组分别淘汰，换成目前主流的1000 MW二次再热机组[平均供电煤耗假定为276g(kW·h)-1]，可以计算出更换上述不同容量区间的机组对全国平均供电煤耗的影响将分别降低20g(kW·h)-1和7g(kW·h)-1。图2淘汰不同容量等级燃煤发电机组对全国平均供电煤耗的影响预测四。淘汰落后产能的经济要求
由于燃煤发电技术的不断发展，燃煤发电行业落后产能的定义也应不断更新。淘汰落后产能，更换最新技术的行为，可以理解为这样一个项目过程。，项目投资为新建机组的建设投资（F
c
，CNY·kW–1），收益为新建机组替代落后产能所节约的燃料消耗。假定常规机组的寿命为30年，落后产能替代项目经济上可行需满足不等式（1），其中，FNPV指替代以后节约燃料成本的净现值。假定标煤的单价（CNY·t–1）以p表示，机组年运行时间（h）以m表示，新建机组与淘汰机组的煤耗差[g·(kW·h)–1]以表示，财务年收益率（%）以i表示，落后产能替代后燃料成本节约的净现值FNPV可以表示为式（2）。将不等式（1）和式（2）重新整理可得到不等式（3）。由此，落后产能淘汰是否经济可行的临界供电煤耗差，可以表达为式（4）。如果新建燃煤发电机组初始投资成本为3180 CNY KW–1，机组年运行时间为5000 h，财务收益率为5%，则临界供电煤耗差与待淘汰机组剩余寿命(n)之间的关系可以成立，如图3所示。从图3可以看出，假设平均标准煤价为700 CNY·t–1，剩余寿命为10年和20年的机组临界供电煤耗差分别为40g(kW·h)-1和49g(kW·h)-1。但是，如果标准煤的单价降低到500 CNY·t–1，剩余寿命为10年和20年的机组的临界供电煤耗差将分别上升到55g(kW·h)-1和68g(kW·h)-1。相反，如果标准煤的单价提高到900 CNY·t–1，剩余寿命为10年和20年的机组的临界供电煤耗差将分别减少到31g(kW·h)-1和38g(kW·h)-1。图3不同标准煤单价下临界供电煤耗差与机组剩余寿命的关系考虑到机组年运行时间的变化，假设新建燃煤发电机组初期投资成本为3180 CNY KW–1，财务收益率为5%，标准煤单价为700 CNY T–1。可以建立临界供电煤耗差与待淘汰机组剩余寿命(n)的关系，如图4所示。从图4可以看出，当机组年运行时间减少到4000 h或3000 h时，剩余寿命为10年和20年的机组临界供电煤耗差将分别上升到49g(kw·h)-1和61g(kw·h)-1，或65g(kw·h)-1和81 g (kw)。考虑到调峰机组年运行时间可能较低，相应地，淘汰落后机组所需的临界供电煤耗差可能较高。
。图4 不同年运行时间下临界煤耗差与机组剩余寿命的关系动词 （verb的缩写）摘要
改编自原著:
王，，，吕，，倪。淘汰落后产能促进中国煤电行业节能[J].工科，2019，5(2):194-196。作者简介
倪窦唯，动力机械工程专家，中国工程院院士。长期从事汽轮机系统和火电系统的动态研究。复杂热力系统及其关键部件的先进建模方法和一系列新的控制策略得到了全面系统的发展。为大型火电机组性能和振动远程在线检测诊断系统的建立做出了重要贡献。对先进燃气轮机的消化、吸收、应用和推广起着核心、组织和指导作用。近年来，从事中国能源战略研究，推动以煤气化和醇醚替代燃料为主导的多联产能源系统在中国的应用。要阅读全文，请
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