煤電新篇章：深度調(diào)峰助力能源轉(zhuǎn)型，煤電機(jī)組如何再攀高峰？

每經(jīng)記者 石雨昕  陳星    每經(jīng)編輯 陳星    

4月24日，《天津市推動(dòng)大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新實(shí)施方案》出爐，煤電機(jī)組靈活性改造被提及。通知指出，到2027年底，完成煤電機(jī)組靈活性改造200萬千瓦。

4月22日，《寧夏回族自治區(qū)推動(dòng)大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新實(shí)施方案》發(fā)布，提出實(shí)施煤電機(jī)組靈活性、供熱、節(jié)能降碳改造“三改聯(lián)動(dòng)”。

4月16日，黑龍江召開推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新工作視頻會(huì)議，相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，下一步將計(jì)劃實(shí)施60萬千瓦靈活性改造。

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《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者梳理發(fā)現(xiàn)，2016年國家能源局發(fā)布《關(guān)于下達(dá)火電靈活性改造試點(diǎn)項(xiàng)目的通知》，此后，煤電機(jī)組靈活性改造的步伐就沒有停過。

日前，國家層面上，煤電機(jī)組靈活性改造再次發(fā)力。2月27日《關(guān)于加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)峰儲能和智能化調(diào)度能力建設(shè)的指導(dǎo)意見》（以下簡稱《指導(dǎo)意見》）發(fā)布，《指導(dǎo)意見》指出，深入開展煤電機(jī)組靈活性改造，到2027年存量煤電機(jī)組實(shí)現(xiàn)“應(yīng)改盡改”。

靈活性改造改什么、怎么改？這個(gè)過程中又應(yīng)該如何應(yīng)對所面臨的挑戰(zhàn)？近日，《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者參加國務(wù)院國資委新聞中心主辦的“走進(jìn)新國企•向新而行 智造未來”活動(dòng)，實(shí)地探訪了位于海南省樂東黎族自治縣的國家能源集團(tuán)樂東電廠，試圖在這里找到答案。

靈活性改造的“社會(huì)賬”

靈活性改造是為了讓煤電機(jī)組進(jìn)一步提升負(fù)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(yùn)行。

早在2016年，為加快能源技術(shù)創(chuàng)新，挖掘燃煤機(jī)組調(diào)峰潛力，提升我國火電運(yùn)行靈活性，全面提高系統(tǒng)調(diào)峰和新能源消納能力，國家能源局發(fā)出了《關(guān)于下達(dá)火電靈活性改造試點(diǎn)項(xiàng)目的通知》。

近年來，在“雙碳”目標(biāo)下，我國又進(jìn)一步提出大力推動(dòng)煤電節(jié)能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯(lián)動(dòng)”。煤電“三改聯(lián)動(dòng)”如果實(shí)施得當(dāng)，將極大地助力新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建，推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型。

國家能源集團(tuán)樂東電廠生產(chǎn)技術(shù)部主任厲克接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪時(shí)表示，現(xiàn)在清潔能源占比越來越高，未來綠電占比肯定也會(huì)越來越高，但是清潔能源發(fā)電能力受限這個(gè)問題一直沒有解決，比如光伏設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電受光照及天氣影響較大，不能快速響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰需求，這就需要火電機(jī)組在用電高峰期高負(fù)荷發(fā)電補(bǔ)足電力缺口，在低谷期利用火儲聯(lián)合調(diào)頻提升節(jié)能減排的水平，有效緩解電網(wǎng)調(diào)頻壓力。

樂東電廠 每經(jīng)記者 石雨昕 攝

“從煤電來講，未來會(huì)更注重調(diào)峰性能。在新能源發(fā)電高峰時(shí)，我們要給新能源讓路，降低負(fù)荷，但同時(shí)也要考慮煤電經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備安全性。因此，在滿足新能源需求的同時(shí)，還要保障煤電生產(chǎn)安全。”厲克對記者解釋。

靈活性改造的“經(jīng)濟(jì)賬”

煤電靈活性改造的好處毋庸置疑，那么，對企業(yè)來說，考慮成本和收益的“經(jīng)濟(jì)賬”又該怎么算？

記者了解到，靈活性改造成本主要來自改造投資以及靈活性運(yùn)行帶來的相應(yīng)損失。改造投資自不用說，煤電機(jī)組靈活性改造后，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)機(jī)組能效下降、度電煤耗上升、燃料成本也會(huì)相應(yīng)增加。同時(shí)，低負(fù)荷運(yùn)行意味著相應(yīng)時(shí)段的煤電發(fā)電量下降，收益就會(huì)減少。除此之外，煤電機(jī)組長時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行對設(shè)備的損耗也不能忽視。

樂東電廠運(yùn)行部主任楊浩元對《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者表示，《指導(dǎo)意見》指出，在新能源占比較高、調(diào)峰能力不足的地區(qū)，在確保安全的前提下探索煤電機(jī)組深度調(diào)峰，最小發(fā)電出力達(dá)到30%額定負(fù)荷以下。單純從技術(shù)角度看，煤電機(jī)組負(fù)荷率降到30%以下問題不大，但是煤電機(jī)組不能長時(shí)間低負(fù)荷運(yùn)行，這會(huì)對設(shè)備造成較大影響。“深度調(diào)峰負(fù)荷率降到30%以下對鍋爐的影響比較大，蒸汽流動(dòng)不均勻會(huì)導(dǎo)致超溫嚴(yán)重，設(shè)備容易變形。”

厲克表示，在海南，之前的調(diào)峰要求在35%左右，當(dāng)負(fù)荷率降到30%以下時(shí)稱之為深度調(diào)峰，這對機(jī)組來說是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。在降低負(fù)荷過程中，機(jī)組設(shè)備的可靠性受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因?yàn)樵谶@個(gè)過程中，機(jī)組可能需要從干態(tài)轉(zhuǎn)為濕態(tài)運(yùn)行，會(huì)涉及一系列復(fù)雜的技術(shù)問題。

而發(fā)電機(jī)組在深度調(diào)峰時(shí)，整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)與其最佳參數(shù)設(shè)定有出入，這會(huì)降低鍋爐的運(yùn)行效率，增加煤耗。“之前我們測試的時(shí)候，負(fù)荷越低煤耗越高，如果從其最佳運(yùn)行狀態(tài)，也就是70%左右降到30%以下，單位煤耗會(huì)增加40克左右。”楊浩元說。

厲克表示，靈活性改造會(huì)使機(jī)組單位發(fā)電的煤耗增加，對設(shè)備的使用壽命也有不利影響。因此，從煤電運(yùn)行成本角度看，機(jī)組負(fù)荷率降到30%以下確實(shí)是一個(gè)相對較高的標(biāo)準(zhǔn)。

盡管有些困難，但樂東電廠并沒有停下腳步。記者注意到，在煤電機(jī)組靈活性改造方面，2018年樂東電廠完成機(jī)組深度調(diào)峰改造及近零排放改造工作，通過優(yōu)化脫硝設(shè)備設(shè)施實(shí)現(xiàn)了全負(fù)荷脫硝的創(chuàng)舉，優(yōu)化機(jī)組協(xié)調(diào)控制方式，解決低負(fù)荷下機(jī)組調(diào)頻、調(diào)峰性能，保證了機(jī)組具備深度調(diào)峰至20%的改造潛力且該狀態(tài)下環(huán)保排放指標(biāo)優(yōu)于國際水平。

樂東電廠海水淡化車間 每經(jīng)記者 石雨昕 攝

煤電機(jī)組改造后煤電發(fā)電量將會(huì)減少，在此情況下，企業(yè)積極性是否會(huì)受到影響？

厲克對記者表示，一方面，要從長遠(yuǎn)來看，要促進(jìn)新能源加快發(fā)展和能源綠色低碳轉(zhuǎn)型；另一方面，今年開始實(shí)施煤電容量電價(jià)機(jī)制，這也會(huì)給煤電企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。

記者關(guān)注到，《關(guān)于建立煤電容量電價(jià)機(jī)制的通知》提出，煤電容量電價(jià)按照回收煤電機(jī)組一定比例固定成本的方式確定。其中，用于計(jì)算容量電價(jià)的煤電機(jī)組固定成本實(shí)行全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，為每年每千瓦330元。

國家發(fā)展改革委有關(guān)負(fù)責(zé)同志曾指出，在現(xiàn)行單一制電價(jià)體系下，煤電企業(yè)只有發(fā)電才能回收成本并獲得回報(bào)。隨著煤電轉(zhuǎn)變經(jīng)營發(fā)展模式，煤電機(jī)組越來越多時(shí)間“備而不用”，通過單一電量電價(jià)難以完全回收成本，近年來出現(xiàn)行業(yè)預(yù)期不穩(wěn)等現(xiàn)象。此次建立容量電價(jià)機(jī)制采取了明確預(yù)期、逐步提高的方式，既釋放清晰明確的信號，穩(wěn)定煤電行業(yè)預(yù)期、為企業(yè)吃下“定心丸”，又有利于凝聚各方共識，確保機(jī)制平穩(wěn)實(shí)施。

“現(xiàn)在最新的煤電機(jī)組靈活性改造具體措施還沒有公布，有了具體指導(dǎo)后，我們也會(huì)積極推進(jìn)改造工作，截至2024年4月底，我們樂東公司已完成了兩臺機(jī)組通流改造工作，在提升電力保供能力的同時(shí)提高煤電調(diào)峰能力，補(bǔ)充新能源因光照與氣候原因?qū)е碌陌l(fā)電量短板。”厲克說。

煤電機(jī)組靈活性改造要和新能源“聯(lián)起手來”

提升企業(yè)改造的積極性，關(guān)鍵在于提高經(jīng)濟(jì)效益。

2022年5月，《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》印發(fā)，提出“按照推動(dòng)煤炭和新能源優(yōu)化組合的要求，鼓勵(lì)煤電企業(yè)與新能源企業(yè)開展實(shí)質(zhì)性聯(lián)營”。這對破解前述經(jīng)濟(jì)性難題、激發(fā)企業(yè)改造積極性提供了方向。

記者注意到，內(nèi)蒙古已對提高火電企業(yè)靈活性改造積極性進(jìn)行了有益探索。2022年出臺的《內(nèi)蒙古自治區(qū)火電靈活性改造消納新能源實(shí)施細(xì)則（2022年版）》提出，自治區(qū)內(nèi)發(fā)電集團(tuán)統(tǒng)籌本區(qū)域內(nèi)火電靈活性制造改造，整合新增調(diào)節(jié)空間，按照新增調(diào)節(jié)空間1:1確定新能源規(guī)模。配建的新能源要與相應(yīng)的靈活性制造改造的燃煤電廠實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)性聯(lián)營。

與內(nèi)蒙古類似，山西、貴州將煤電企業(yè)靈活性改造與配建新能源掛鉤，在提升新能源并網(wǎng)規(guī)模的同時(shí)，有利于發(fā)揮出現(xiàn)有煤電調(diào)節(jié)優(yōu)勢，降低全系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)的投入，實(shí)現(xiàn)清潔與調(diào)節(jié)的取長補(bǔ)短。同時(shí)，煤電企業(yè)自主建設(shè)新能源項(xiàng)目，以帶動(dòng)煤電靈活性改造，有望通過新能源盈利減輕企業(yè)靈活性改造的成本壓力，激發(fā)煤電企業(yè)改造積極性，實(shí)現(xiàn)煤電與新能源的統(tǒng)籌發(fā)展。

樂東電廠走的就是“風(fēng)光火儲氫”一體化之路。

近年來，樂東電廠積極布局打造“風(fēng)光火儲氫”一體化能源格局，大力開發(fā)風(fēng)光資源，有序?qū)崿F(xiàn)清潔能源多能互補(bǔ)。楊浩元介紹，公司廠內(nèi)光伏裝機(jī)量達(dá)8.87兆瓦，廠外16項(xiàng)集中式、分布式光伏項(xiàng)目有序開發(fā)建設(shè)投運(yùn)，預(yù)計(jì)2025年底光伏總裝機(jī)量將超400兆瓦。“我們光伏利用小時(shí)數(shù)在1300小時(shí)左右，從全國范圍來看這都是比較高的水平。”楊浩元向記者介紹。

此外，樂東電廠還主動(dòng)謀劃綠氫項(xiàng)目，探索解決風(fēng)電消納難題。當(dāng)前，公司正在推進(jìn)近海風(fēng)電電解海水制氫科技項(xiàng)目，搭建電解海水制氫中試階段關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)平臺，同步謀劃推動(dòng)近海風(fēng)電電解水制氫、天然氣發(fā)電機(jī)組摻氫混合燃燒項(xiàng)目，積極為海南能源綠色轉(zhuǎn)型探索新發(fā)展路徑。

不僅是國家能源集團(tuán)樂東電廠自己在探索“風(fēng)光火儲氫”一體化，國家能源集團(tuán)還多點(diǎn)發(fā)力，在博鰲建立光伏電站。

近日，國家能源局公布了全國首批能源綠色低碳轉(zhuǎn)型典型案例，國家能源集團(tuán)“海南博鰲東嶼島綠色智慧能源系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐”案例成功入選，成為全國首批23個(gè)項(xiàng)目之一。

博鰲零碳島智慧能源管控平臺 每經(jīng)記者 石雨昕 攝

在走訪過程中，國能（海南）新能源發(fā)展有限公司博鰲光伏電站站長閆亮向記者表示，在可再生能源利用方面，東嶼島外農(nóng)光互補(bǔ)有機(jī)果蔬供應(yīng)基地項(xiàng)目發(fā)電板塊占地面積330畝，總裝機(jī)容量約20兆瓦，每年能生產(chǎn)約2500萬千瓦時(shí)綠電。

此外，島內(nèi)分布式光伏項(xiàng)目裝機(jī)容量3.2MWp（峰值兆瓦），建設(shè)內(nèi)容包括光伏建筑一體化、光伏車棚、光伏欄桿、光伏通廊、光伏地磚、光伏格柵、花朵風(fēng)機(jī)和集團(tuán)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全釩液流電化學(xué)儲能等形式多樣的建筑分布式發(fā)電、儲能和柔性負(fù)荷資源，是我國直流元素最為豐富、運(yùn)行調(diào)控水平最高的落地示范項(xiàng)目之一。

花朵風(fēng)機(jī) 每經(jīng)記者 石雨昕 攝