進一步降低煤電機組能耗，提升靈活性和調(diào)節(jié)能力
煤電“三改聯(lián)動”正當時
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煤炭清潔高效利用是深入推進能源革命的重要一環(huán)?！半p碳”目標下，我國進一步提出大力推動煤電節(jié)能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯(lián)動”。煤電行業(yè)既要發(fā)揮兜底保障作用，又要不斷提升清潔高效發(fā)展水平，“三改聯(lián)動”是關(guān)鍵一步。
國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的《全國煤電機組改造升級實施方案》，設(shè)置了煤電“三改聯(lián)動”的時間表和路線圖。目前，各地正多措并舉，積極探索，推進煤電機組“三改聯(lián)動”。
以占比不到五成的裝機，生產(chǎn)了約六成的電量，支撐了超七成的高峰負荷需求——我國以煤為主的基本國情，決定了煤電在相當長時期內(nèi)，仍將承擔保障能源電力安全的重要作用。
煤電行業(yè)也是我國電力領(lǐng)域中二氧化碳排放的重點行業(yè)。“雙碳”目標下，我國進一步提出推動煤電“三改聯(lián)動”。煤電“三改聯(lián)動”如果實施得當，將極大地助力新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建，推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型。
簡單來說，“三改聯(lián)動”就是針對煤電機組進行的三種技術(shù)改造：節(jié)能降碳改造是為了讓煤電機組降低度電煤耗和二氧化碳排放；供熱改造是為了讓煤電機組能夠承擔更多的供熱負荷，實現(xiàn)對低效率、高排放的分散小鍋爐的替代；靈活性改造是為了讓煤電機組進一步提升負荷調(diào)節(jié)能力，為新能源消納釋放更多的電量空間，并幫助電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
根據(jù)《全國煤電機組改造升級實施方案》，“十四五”期間煤電節(jié)能降碳改造規(guī)模不低于3.5億千瓦、供熱改造規(guī)模力爭達到5000萬千瓦、靈活性改造完成2億千瓦。
當前，煤電行業(yè)“三改聯(lián)動”進展如何？正面臨哪些挑戰(zhàn)？記者進行了采訪。
進展——
促進電力行業(yè)清潔低碳轉(zhuǎn)型，助力“雙碳”目標實現(xiàn)
在國家能源集團寧夏電力靈武電廠，工作人員正忙著檢查供熱首站熱網(wǎng)循環(huán)泵運行參數(shù)，確保冬季供暖保障。這座電廠2015年起三次進行供熱改造，現(xiàn)在不僅能發(fā)電，還具備超過6600萬平方米的供熱能力。
“現(xiàn)在我們供熱能夠覆蓋銀川市近2/3的城區(qū)，替代了幾百臺分散燃煤小鍋爐，每年減少燃煤量132萬噸、減排二氧化碳200萬噸。”靈武電廠黨委書記、董事長呂國強告訴記者。
眼下，電廠的靈活性改造項目“飛輪儲能+火電聯(lián)合調(diào)頻”也正加緊建設(shè)，預(yù)計年底正式接入運行。據(jù)介紹，項目能夠顯著提高火電機組調(diào)頻能力，響應(yīng)時間達毫秒級，幫助消納不穩(wěn)定的新能源。
“風電、光伏發(fā)電具有隨機性、間歇性的特點。一方面需要保持合理的煤電體量，確保無風無光時的電力供應(yīng)；另一方面，在風電光伏發(fā)電高峰期間需要煤電壓低發(fā)電出力，為風光發(fā)電讓路，從而實現(xiàn)先立后破、有序替代?！彪娏σ?guī)劃設(shè)計總院院長杜忠明認為，大力推動煤電“三改聯(lián)動”，不僅能推進煤電行業(yè)實現(xiàn)清潔高效、靈活低碳的高質(zhì)量發(fā)展，還可以支撐新能源大規(guī)模開發(fā)和整個電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型。
當前全國具有靈活調(diào)節(jié)能力的電源不足20%。中國電力企業(yè)聯(lián)合會專職副理事長夏忠介紹，盡管抽水蓄能、燃氣發(fā)電、新型儲能等都是提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的有效手段，但目前而言，以電化學儲能為代表的儲能技術(shù)受經(jīng)濟性、安全性等因素制約，增速受限；抽水蓄能受站址資源、建設(shè)周期較長等因素限制，規(guī)模短期內(nèi)難以快速提升；氣電受氣源、氣價限制，僅能因地制宜進行布置。因此，煤電靈活性改造是提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的現(xiàn)實選擇。
來自國家能源局的數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，我國實現(xiàn)超低排放的煤電機組超過10億千瓦、節(jié)能改造規(guī)模近9億千瓦、靈活性改造規(guī)模超過1億千瓦。“十三五”以來，我國煤電機組排放的煙塵、氮氧化物、二氧化硫等大氣污染物不到全社會總量的10%，我國已建成全球最大的清潔煤電供應(yīng)體系。
難點——
投資能力不足、缺乏有效回報機制
盤算煤電“三改聯(lián)動”的“社會賬”，保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)，提升清潔低碳、高效靈活發(fā)展能力，好處毋庸置疑。那么，對企業(yè)來說，考慮成本和收益的“經(jīng)濟賬”又該怎么算？
杜忠明告訴記者，成本主要來自改造投資以及靈活性運行帶來的相應(yīng)損失。由于不同機組的具體條件千差萬別、改造范圍也不完全相同，投資差異較大，一般每千瓦投資在幾十元到幾百元。另外，煤電機組靈活性改造后，低負荷運行時機組能效下降、度電煤耗上升、燃料成本相應(yīng)增加；低負荷運行也意味著相應(yīng)時段的發(fā)電量下降，發(fā)電收益有所減少。
從收益來看，節(jié)能降碳改造能夠降低機組運行的燃料成本，供熱改造可以獲得熱力供應(yīng)收益，部分地區(qū)對開展靈活性改造的機組給予輔助服務(wù)獎勵，上述收益可以在一定程度上彌補改造投入。
安徽一家進行靈活性改造的電廠負責人給記者算了筆賬：改造后機組的最小穩(wěn)定出力，由原來的40%額定負荷降低至30%，2021年獲得收益245.6萬元。但降低額定負荷后，合計增加供電煤耗23.9克/千瓦時，當年增加燃煤成本約70萬元；不僅如此，改造后由于設(shè)備增加，據(jù)測算每年會增加約269萬元的維護、折舊等費用。
“考慮到接下來機組深度調(diào)峰時長的增加，改造項目前景還是有的。但目前來看，資金壓力仍然較大，希望增加政策支持，提高調(diào)峰收益。”該負責人建議。
采訪中，不少專家和企業(yè)談到，投資能力不足、缺乏有效回報機制，是當前實施“三改聯(lián)動”面臨的難點之一。
“供熱改造有利于提高綜合能效、拓展熱力市場，發(fā)電企業(yè)積極性較高。但節(jié)能降碳改造、靈活性改造涉及技改投資、交易補償，目前投入產(chǎn)出效益還不明顯?！毕闹艺f，今年以來煤炭價格高位運行，不少煤電企業(yè)處于虧損狀態(tài)；隨著新能源裝機占比的持續(xù)提升，煤電年利用小時數(shù)還會下降、收入還會減少。
夏忠建議，進一步釋放煤炭優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能，抓好煤炭保供穩(wěn)價工作，推進形成科學合理的電價、煤價形成機制，扭轉(zhuǎn)發(fā)電企業(yè)大面積虧損局面，提升煤電企業(yè)“三改聯(lián)動”的積極性。
為解決資金問題，碳減排支持工具、支持煤炭清潔高效利用專項再貸款等陸續(xù)推出。《全國煤電機組改造升級實施方案》也提出，加大財政、金融等方面支持力度。“一系列金融支持政策，有利于提高煤電企業(yè)改造升級的積極性，但未來仍需在財政、價格等方面進一步健全完善相關(guān)機制?！倍胖颐髡f。
解題——
堅守能源電力安全穩(wěn)定供應(yīng)底線，合理把握改造節(jié)奏
當前，不少地方正在積極推進煤電機組“三改聯(lián)動”。山西提出，推動現(xiàn)役煤電機組“三改聯(lián)動”，實現(xiàn)基礎(chǔ)性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重。河南提出，通過完善煤電調(diào)峰收益機制、支持煤電企業(yè)積極爭取專項再貸款等政策舉措，化解煤電企業(yè)經(jīng)營資金壓力，兼顧安全、技術(shù)和經(jīng)濟目標，統(tǒng)籌推動煤電企業(yè)“三改聯(lián)動”。
國家能源局有關(guān)負責人介紹，按照“十四五”時期煤電“三改聯(lián)動”的目標測算，可帶動有效投資約1000億元，節(jié)約煤炭消費5000萬噸以上，提升新能源消納能力5000萬千瓦以上。
“除了需要解決資金方面的困難外，還要加強研發(fā)新裝備、新技術(shù)。當前部分改造技術(shù)尤其靈活性改造技術(shù)仍處于發(fā)展階段，部分機組難以確定經(jīng)濟適用的改造方案，且安全運行面臨一定風險，要統(tǒng)籌考慮技術(shù)的可行性、經(jīng)濟性和運行安全性?！倍胖颐髡f。
“煤電仍是近中期電力系統(tǒng)靈活性和發(fā)電量的第一大支撐電源，需要正確認識‘雙碳’目標下煤電的兜底保供、系統(tǒng)調(diào)節(jié)等價值，發(fā)揮好煤電的‘壓艙石’作用?！毕闹医ㄗh，各地區(qū)要堅守能源電力安全穩(wěn)定供應(yīng)底線，根據(jù)電力供需形勢，有序安排煤電機組停機改造窗口，防止因改造影響電力安全穩(wěn)定供應(yīng)；在推進煤電機組改造升級過程中，要統(tǒng)籌考慮機組的技術(shù)特性，因地制宜、因廠施策、一機一策，避免“一刀切”和層層加碼；此外，依據(jù)節(jié)能改造進程，可以適時修訂相關(guān)標準，提升節(jié)能標準約束力。（記者 丁怡婷）
