强化科学技术创新引领 推动绿色低碳发展——浅析中国特检院在生态文明建设中如何发挥积极作用

  我国是特种设备生产使用大国，截至2021年底，特种设备总量达1800余万台，锅炉、电梯、换热压力容器都属于“耗能大户”。特别是锅炉，2021年能源消费总量约20亿吨标准煤，约占全国能源消费总量的40%。中国特种设备检测研究院（以下简称中国特检院）作为特种设备安全与节能领域的“国家队”，始终坚持科学技术创新，不断强化技术支撑和公益服务，在推动特定种类设备节能节材、支撑能源绿色低碳转型等方面做了大量卓有成效的工作，为生态文明建设贡献了积极力量。

  自2008年《节约能源法》修订施行以来，中国特检院积极开展锅炉等特定种类设备节能方面的科研工作，系统研究了节能减排技术与检测评价方法，有力支撑了政策法规标准制修订工作，并初步构建以节能技术为支撑、以规范标准为引领的推动节能减排新路径。

  强化科技创新引领。2008年至今，中国特检院共承担高耗能特种设备节能方面的科研项目40余项。该院通过科研攻关，基本构建了高耗能特种设备能效检测与评价框架体系，重点针对锅炉，开发了“工业锅炉能效测试数据计算与管理平台”等系列软件平台，累计出具3.68万份能效测试报告，积累了全面、准确、可比性强的实测数据，为掌握我国工业锅炉产品设计与运行能效水平、制修订规范标准奠定了坚实的基础；开展技术攻关，建立了超高参数电站锅炉基于风险的整体安全评价技术，为燃煤火电机组进一步降低煤耗水平提供安全保障。中国特检院还积极开展碳排放测试与计算、碳足迹评估等方面的研究工作，参与申报“低碳热力发电技术与装备国家重点实验室”，在特种设备节能增效基础上进一步推动绿色低碳发展。

  做好节能监管技术支撑。2018年，《关于加强锅炉节能环保工作的通知》中进一步增加环保要求，构建锅炉安全节能环保三位一体的工作格局，显著提高了监管效能。在此过程中，中国特检院通过研究分析全国工业锅炉能效排放总体水平及其关键影响因素，协助市场监管总局起草系列政策文件，强化锅炉节能环保监管顶层设计，全面提升锅炉节能环保水平。党的十八大以来，在市场监管、发展改革、生态环境等部门共同推动下，全国共淘汰落后低效锅炉近40万台，燃煤工业锅炉新产品能效提升约10个百分点。

  夯实规范标准基础。2010年，受市场监管总局特种设备安全监察局委托，中国特检院组织制定锅炉节能审查和监管的相关技术规范，规定工业锅炉产品热效率目标值和限定值，对于规范锅炉设计制造、提升能效水平具有重要的引导和约束作用。2016年，中国特检院组织修订工业锅炉产品热效率指标，总体锅炉新产品平均热效率提高约5个百分点，每年新增锅炉可节约120万吨标准煤，带来经济效益约12亿元。2021年，中国特检院协助特种设备安全监察局制定新的《锅炉节能环保技术规程》，将原有两个技术规范整合优化，同时增加锅炉环保基本要求，对于锅炉安全节能环保三位一体监管模式的实施具有重要的支撑作用。此外，中国特检院还参与制定一系列国家行业标准，规范工业锅炉及系统能效测试与评价方法，提出节能要求与评价指标；加快推进锅炉碳排放量化与评价、超临界二氧化碳锅炉等相关标准研制工作，为促进节能降碳技术研发与产品应用发挥积极作用。

  在保障本质安全的前提下，中国特检院通过开展失效模式、损伤机理、寿命评估等方面研究，开发特种设备轻量化设计、老旧能承受压力的容器超期服役安全保障和压力管道绿色维护等技术，促进特定种类设备在设计制造、运行维护等环节实现节材化、绿色化。

  轻量化设计。在设计中，中国特检院联合行业研究机构，通过“产学研用”密切合作，攻克材料许用强度调整对重型压力容器失效模式与损伤机理影响等关键技术，建立重型压力容器轻量化设计制造共性技术方法。针对重装换热器大型化工程需求，首次提出管束整体失稳准则和非对称管板计算精确方法，降低管板厚度15%以上。针对高温差浮头换热器，首次提出尾端带膨胀节单程浮头换热器计算方法，填补国内外长期计算方法空白，有效减薄管板厚度20%以上。通过突破我国重型压力容器设计制造技术瓶颈，推动我国压力容器轻量化绿色制造技术进步。

  延长服役周期。在使用中，中国特检院开展超期服役承压设备寿命预测及延寿关键技术研究，建立超期服役承压设备时间相关损伤模式的寿命预测及分级管理方法，开展超期服役压力容器的安全评估技术服务工作，通过合理评估延长设备使用年限、避免盲目维修报废等方式，节约40%以上设备报废、重新制造和安装过程中的能源和材料成本。

  减少更换消耗。在检验中，中国特检院开展压力管道安全保障科学研究、检验检测技术服务、标准研制与设备研发，促进管道完整性管理技术水平提升，大幅降低管道事故率，减少管道频繁更换维修造成的管材消耗以及介质泄漏造成的能源消耗和环境污染，间接降低二氧化碳等温室气体排放。开展长输油气管道检验以来，中国特检院累计开展油气管道检验检测16万公里，消除超标缺陷2万余处，减少大量停产损失，年均事故率从9.67次/万公里下降到3.22次/万公里，为能源安全、生态文明建设提供安全保障。

  发展太阳能光热发电、氢能等新能源，提高煤电机组灵活性，是我国能源绿色低碳转型的重要举措。随着能源革命深入推进，相关特种设备的安全风险凸显，中国特检院充分发挥科学技术创新在能源绿色低碳转型中的安全保障作用，增强能源转型发展动力。

  氢能开发应用。中国特检院积极布局涉氢特定种类设备安全保障科学研究，不断提升氢能装备检测能力。依托相关研究，开发临氢设备关键影响因素监测与测试技术，构建材料临氢服役性能技术体系，形成车用高压储氢气瓶及组合阀门的测试平台，填补我国塑料内胆型式试验等测试能力的空白。同时，中国特检院牵头制定多项储氢装备和加氢站相关国家行业标准，起草涉氢特定种类设备行业发展现状报告，获批建设国家市场监管重点实验室（氢能储运装备）。

  太阳能光热应用。中国特检院承担国内首套光热发电装置承压设备基于风险的检验工作，联合行业相关机构推动光热发电用熔盐介质塔顶吸热器、熔盐管路等关键设备材质的国产化替代，创造的经济效益超过1亿元。针对影响光热发电系统安全环保运行的关键问题，从传储热介质稳定性、传储热设备安全性以及污染源环保性的一体化角度出发，开展传储热系统安全检测监测与环保技术全链条研究。

  煤电灵活调峰。在保障能源安全、促进新能源消纳方面，煤电机组灵活调峰是关键环节。面向机组快速深度变负荷安全运行重大需求，中国特检院结合多源数据融合分析、深度学习等先进信息技术，研发机炉关键部件寿命预测和评估方法，建立燃煤灵活智能发电机组机炉安全评价体系，以应对部分煤电机组10%额定负荷甚至更低的极限调峰中锅炉检验、安全监管的风险挑战，保障电力供应实现“尖峰顶得上、低谷压得下”，助力我国“双碳”目标的实现。

  未来，中国特检院将深刻领会党的二十大关于绿色发展方面的重大部署，强化履责担当，结合特检工作实际抓好贯彻落实。以“碳达峰、碳中和”为目标导向，加快系统谋划布局，有效履行组织科研攻关、支撑安全监察、提供公益服务职能。研发碳排放检测技术与碳足迹核算方法，推动特定种类设备能效管理与碳排放管理深度融合；完善绿色低碳法规标准体系，推动特定种类设备安全节能环保标准化管理；加快氢能、光热等新能源特定种类设备检测评价方法研究，提升监管服务能力；大力发展数字化智能化，助力装备制造业转型升级，为生态文明建设和美丽中国建设贡献积极力量。