在不少人的印象中，火電廠是冒著黑煙的落后產能。事實上，伴隨中國環保產業取得長足進步，許多傳統火電廠已變身“綠電廠”，成為行業綠色低碳轉型的先進樣本。
縱觀今天國內的火電廠，清潔低排、環境友好已成為突出特點。中國企業以一系列先進技術裝備設施，建成世界最大的超低排放火電廠群，掀開綠色火電新篇章。更清潔高效利用煤炭、更綠色環保運營電廠，成為中國堅定推進能源轉型的生動注腳。
火電廠節能減排成效顯著
走進國家能源集團江蘇常州電廠，一輛輛污泥運輸車把城市污泥緩緩倒入全密閉式污泥處理車間，這些污泥經過處理后，與燃煤均勻摻混，作為原料為機組發電提供動力。
“作為過去的傳統火電廠，我們正積極向綜合能源服務商轉型，和地方政府簽訂了城市中水處置協議，對城市污泥進行資源化、無害化、規模化利用，做無廢城市建設的參與者。”國家能源集團江蘇常州電廠有關負責人說。
浙江樂清灣畔，坐落著國內首座國產百萬千瓦級超超臨界火力發電廠。藍色的廠房、240米高的煙囪與周圍的青山綠水融為一體。“煙囪冒著的白煙主要是水蒸汽，溫度再高些就會變成透明氣體。燃煤燃燒后產生的氣體，經過了脫硫、脫硝、除塵等處理，達到超低排放標準，燒煤和燒天然氣一樣清潔。”華能玉環電廠廠長劉艷貴介紹。
作為傳統火電廠綠色轉型的代表之一，華能玉環電廠承擔著浙江省統調機組10%的發電任務。早在2016年，玉環電廠就已率先完成超凈排放改造，大氣污染物排放量大幅削減。同時，電廠自主研發建成了國內首套污泥、固廢直燃摻燒系統。目前電廠已有4套工業固廢燃燒裝置和2套污泥直摻鍋爐磨煤機裝置，固廢和污泥日處置能力可達到300噸以上。
“我們在完成超低排放改造后，也在積極探索成為綜合能源服務供應者。目前已經建成年供熱量達50萬噸的超長距離供熱項目，供熱管線長約40公里，為醫藥、化工等行業提供生產性用熱，為醫院、學校、社區等場所提供生活性用熱。”劉艷貴介紹，截至今年3月，項目累計供汽量已達108.27萬噸，累計節約標煤13.2萬噸，減排二氧化碳34.32萬噸，相當于種植闊葉林約1900公頃。
實現全流程管控污染物超低排放
從傳統高排放高污染的火電廠轉變為環境友好的“綠電廠”，實現超低排放是關鍵一步。
位于海南樂東黎族自治縣的國家能源集團樂東電廠，是全省首家達到超低排放標準的電廠。在這里，燃煤燃燒后，機組出口煙氣中的氮氧化物、二氧化硫排放量均控制在每立方米10毫克以內，出口煙氣粉塵排放量控制在每立方米1毫克內。機組運作產生的灰渣、石膏等固體廢物還能實現100%利用，顆粒物及噪聲等無組織排放均達到世界標準。
“跟傳統火電廠相比，現在多數火電廠有個共同特點，就是‘超低排放’。”國家能源集團有關負責人告訴記者。通俗來說，超低排放是指燃煤機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣機組排放水平，污染物排放總量低，氮氧化物可以實現燃用天然氣的環境效益。超低排放是相對于傳統火電排放標準實現更低的排放限值管控，一般指在基準氧量6%條件下，燃煤機組顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等大氣污染物排放濃度限值分別為10、35、50毫克/立方米，相較《火電廠大氣污染物排放標準》重點區域執行的特別排放限值（顆粒物、二氧化硫、氮氧化物分別為20、50、100毫克/立方米），分別降低了50%、30%、50%，是目前國際上最嚴格的火電排放限值要求。
從全國范圍看，多數火電廠已達成超低排放標準。根據中國電力企業聯合會發布的《中國電力行業年度發展報告2023》，截至2022年底，全國達到超低排放限值的煤電機組約10.5億千瓦，占煤電總裝機容量比重約94%。2022年，全國電力煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放量分別比上年降低19.4%、13%、11.6%。
觀察火電廠運作全流程，脫硫、脫硝、除塵屬于污染物排放的末端治理。目前，中國已形成成熟的超低排放技術路線，煤電污染防治技術領先全球。而在燃煤電廠污染物排放的源頭控制和過程管控方面，中國也已取得不少積極成效。
“源頭控制就是控制燃煤質量，從源頭上減少污染物生成，從這方面看，近些年中國在煤炭洗選領域取得長足進步，煤炭洗選技術和裝備都已達到國際先進水平，其中重介質選煤技術在全國獲得了大面積推廣和應用，煤炭入選率也實現了快速提升，為源頭控制提供了良好的技術和裝備條件。”國家能源集團上述負責人說。
再看過程管控環節。過去，燃煤機組煤耗是造成資源浪費和環境污染的原因之一。伴隨多地積極推進煤電機組“三改聯動”，不少高煤耗、高污染的落后小機組、小鍋爐已被淘汰，新建火電項目主要為大容量、高參數機組。根據電力規劃設計總院發布的《中國電力發展報告2023》，“十四五”前兩年，煤電“三改聯動”改造規模合計超過4.85億千瓦，完成“十四五”目標約81%。其中節能降碳改造1.52億千瓦、靈活性改造1.88億千瓦、供熱改造1.45億千瓦。根據相關規劃，“十四五”期間，全國將持續推進煤電“三改聯動”，改造規模合計6億千瓦左右。
技術創新引領行業轉型
火電廠到“綠電廠”的轉身，離不開多項關鍵創新技術的支撐。生態環境部有關負責人表示，近年來，中國環保產業取得長足發展，為深入打好污染防治攻堅戰提供了重要保障。其中，新技術新成果不斷轉化應用，有力支撐了污染防治攻堅戰。火電廠超低排放、大型垃圾焚燒、燃煤煙氣治理技術裝備達到世界領先水平，中國已建成世界上最大的超低排放火電廠群。
如今，中國各項環保新技術新成果不斷轉化應用，有力支撐引領行業邁向低碳發展。在江西贛州，華能秦煤瑞金電廠擁有國內首創、具有自主知識產權的全國產安全智能型DCS/DEH一體化、全廠主輔一體化分散控制系統技術，這里的燃煤機組是國內首個應用基于國產芯片和國產操作系統的二次再熱燃煤機組，標志著中國高參數、大容量發電領域核心控制設備實現完全自主可控。在廣東深圳，媽灣電廠通過汽輪機通流技術改造、“低壓變頻、低壓上船”岸電模式等手段，大幅降低機組發電污染物排放量。同時，電廠通過磨煤機組節能改造、工業廢水處理設施升級改造等，有效達成節能目的，每年減少電費、水費等成本支出超百萬元。
“積極改造煤電機組、推動火電廠向低碳轉型，是因為火電在能源保供中占據重要地位。”劉艷貴說，如今，以風、光為主的新能源裝機規模進一步擴大，而煤電具備全時段的頻率穩定性和出力可調性，是確保電力系統穩定的基礎，仍將在未來很長一段時間里發揮兜底保障和靈活調節作用。
“當下，我國煤電機組超低排放系列技術日益成熟并得到廣泛應用。國家大力推動火電廠超低排放，進一步推動化石能源減污降碳清潔發展，既是寄望于火電在化石能源綠色低碳轉型中發揮示范引領作用，也是明確在能源轉型的大戰略中，火電將繼續發揮能源保供 ‘壓艙石’‘穩定器’的功能。”國家能源集團上述負責人說。
《2024年能源工作指導意見》提出，持續推進煤炭開發節能降碳，加快煤層氣產業化發展，大力建設瓦斯抽采利用規模化礦區和示范項目。繼續實施煤電“三改聯動”，穩妥有序淘汰落后產能。今后，伴隨“三改聯動”等改造規劃有序推進，更多先進節能技術逐步落地，火電行業將繼續在能源保供和綠色轉型領域發揮積極作用，為中國如期實現“雙碳”目標提供可靠支撐。分公司流花油田開發項目副總經理張寧介紹，“圓筒型浮式生產儲卸油裝置+深水導管架平臺”的聯合開發模式，可大幅提高采收率，將油田生產壽命延長近30年，開發成本則降低近10億元，為我國深水油氣田經濟高效開發提供新選擇。