煤電新篇章：深度調峰助力能源轉型，煤電機組如何再攀高峰？

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

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

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

4月16日，黑龍江召開推動工業(yè)領域設備更新工作視頻會議，相關負責人介紹，下一步將計劃實施60萬千瓦靈活性改造。

……

《每日經(jīng)濟新聞》記者梳理發(fā)現(xiàn)，2016年國家能源局發(fā)布《關于下達火電靈活性改造試點項目的通知》，此后，煤電機組靈活性改造的步伐就沒有停過。

日前，國家層面上，煤電機組靈活性改造再次發(fā)力。2月27日《關于加強電網(wǎng)調峰儲能和智能化調度能力建設的指導意見》（以下簡稱《指導意見》）發(fā)布，《指導意見》指出，深入開展煤電機組靈活性改造，到2027年存量煤電機組實現(xiàn)“應改盡改”。

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

靈活性改造的“社會賬”

靈活性改造是為了讓煤電機組進一步提升負荷調節(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。

早在2016年，為加快能源技術創(chuàng)新，挖掘燃煤機組調峰潛力，提升我國火電運行靈活性，全面提高系統(tǒng)調峰和新能源消納能力，國家能源局發(fā)出了《關于下達火電靈活性改造試點項目的通知》。

近年來，在“雙碳”目標下，我國又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“三改聯(lián)動”如果實施得當，將極大地助力新型電力系統(tǒng)的構建，推動能源清潔低碳轉型。

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

樂東電廠 每經(jīng)記者 石雨昕 攝

“從煤電來講，未來會更注重調峰性能。在新能源發(fā)電高峰時，我們要給新能源讓路，降低負荷，但同時也要考慮煤電經(jīng)濟性和設備安全性。因此，在滿足新能源需求的同時，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行帶來的相應損失。改造投資自不用說，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、燃料成本也會相應增加。同時，低負荷運行意味著相應時段的煤電發(fā)電量下降，收益就會減少。除此之外，煤電機組長時間低負荷運行對設備的損耗也不能忽視。

樂東電廠運行部主任楊浩元對《每日經(jīng)濟新聞》記者表示，《指導意見》指出，在新能源占比較高、調峰能力不足的地區(qū)，在確保安全的前提下探索煤電機組深度調峰，最小發(fā)電出力達到30%額定負荷以下。單純從技術角度看，煤電機組負荷率降到30%以下問題不大，但是煤電機組不能長時間低負荷運行，這會對設備造成較大影響。“深度調峰負荷率降到30%以下對鍋爐的影響比較大，蒸汽流動不均勻會導致超溫嚴重，設備容易變形。”

厲克表示，在海南，之前的調峰要求在35%左右，當負荷率降到30%以下時稱之為深度調峰，這對機組來說是一個很大的挑戰(zhàn)。在降低負荷過程中，機組設備的可靠性受到嚴峻挑戰(zhàn)。因為在這個過程中，機組可能需要從干態(tài)轉為濕態(tài)運行，會涉及一系列復雜的技術問題。

而發(fā)電機組在深度調峰時，整個運行系統(tǒng)低負荷運行的狀態(tài)與其最佳參數(shù)設定有出入，這會降低鍋爐的運行效率，增加煤耗。“之前我們測試的時候，負荷越低煤耗越高，如果從其最佳運行狀態(tài)，也就是70%左右降到30%以下，單位煤耗會增加40克左右。”楊浩元說。

厲克表示，靈活性改造會使機組單位發(fā)電的煤耗增加，對設備的使用壽命也有不利影響。因此，從煤電運行成本角度看，機組負荷率降到30%以下確實是一個相對較高的標準。

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

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

厲克對記者表示，一方面，要從長遠來看，要促進新能源加快發(fā)展和能源綠色低碳轉型；另一方面，今年開始實施煤電容量電價機制，這也會給煤電企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟補償。

記者關注到，《關于建立煤電容量電價機制的通知》提出，煤電容量電價按照回收煤電機組一定比例固定成本的方式確定。其中，用于計算容量電價的煤電機組固定成本實行全國統(tǒng)一標準，為每年每千瓦330元。

國家發(fā)展改革委有關負責同志曾指出，在現(xiàn)行單一制電價體系下，煤電企業(yè)只有發(fā)電才能回收成本并獲得回報。隨著煤電轉變經(jīng)營發(fā)展模式，煤電機組越來越多時間“備而不用”，通過單一電量電價難以完全回收成本，近年來出現(xiàn)行業(yè)預期不穩(wěn)等現(xiàn)象。此次建立容量電價機制采取了明確預期、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)預期、為企業(yè)吃下“定心丸”，又有利于凝聚各方共識，確保機制平穩(wěn)實施。

“現(xiàn)在最新的煤電機組靈活性改造具體措施還沒有公布，有了具體指導后，我們也會積極推進改造工作，截至2024年4月底，我們樂東公司已完成了兩臺機組通流改造工作，在提升電力保供能力的同時提高煤電調峰能力，補充新能源因光照與氣候原因導致的發(fā)電量短板。”厲克說。

煤電機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，關鍵在于提高經(jīng)濟效益。

2022年5月，《關于促進新時代新能源高質量發(fā)展的實施方案》印發(fā)，提出“按照推動煤炭和新能源優(yōu)化組合的要求，鼓勵煤電企業(yè)與新能源企業(yè)開展實質性聯(lián)營”。這對破解前述經(jīng)濟性難題、激發(fā)企業(yè)改造積極性提供了方向。

記者注意到，內蒙古已對提高火電企業(yè)靈活性改造積極性進行了有益探索。2022年出臺的《內蒙古自治區(qū)火電靈活性改造消納新能源實施細則（2022年版）》提出，自治區(qū)內發(fā)電集團統(tǒng)籌本區(qū)域內火電靈活性制造改造，整合新增調節(jié)空間，按照新增調節(jié)空間1:1確定新能源規(guī)模。配建的新能源要與相應的靈活性制造改造的燃煤電廠實現(xiàn)實質性聯(lián)營。

與內蒙古類似，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，有利于發(fā)揮出現(xiàn)有煤電調節(jié)優(yōu)勢，降低全系統(tǒng)調節(jié)能力建設的投入，實現(xiàn)清潔與調節(jié)的取長補短。同時，煤電企業(yè)自主建設新能源項目，以帶動煤電靈活性改造，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，實現(xiàn)煤電與新能源的統(tǒng)籌發(fā)展。

樂東電廠走的就是“風光火儲氫”一體化之路。

近年來，樂東電廠積極布局打造“風光火儲氫”一體化能源格局，大力開發(fā)風光資源，有序實現(xiàn)清潔能源多能互補。楊浩元介紹，公司廠內光伏裝機量達8.87兆瓦，廠外16項集中式、分布式光伏項目有序開發(fā)建設投運，預計2025年底光伏總裝機量將超400兆瓦。“我們光伏利用小時數(shù)在1300小時左右，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，樂東電廠還主動謀劃綠氫項目，探索解決風電消納難題。當前，公司正在推進近海風電電解海水制氫科技項目，搭建電解海水制氫中試階段關鍵技術研發(fā)平臺，同步謀劃推動近海風電電解水制氫、天然氣發(fā)電機組摻氫混合燃燒項目，積極為海南能源綠色轉型探索新發(fā)展路徑。

不僅是國家能源集團樂東電廠自己在探索“風光火儲氫”一體化，國家能源集團還多點發(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型典型案例，國家能源集團“海南博鰲東嶼島綠色智慧能源系統(tǒng)建設實踐”案例成功入選，成為全國首批23個項目之一。

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，東嶼島外農光互補有機果蔬供應基地項目發(fā)電板塊占地面積330畝，總裝機容量約20兆瓦，每年能生產(chǎn)約2500萬千瓦時綠電。

此外，島內分布式光伏項目裝機容量3.2MWp（峰值兆瓦），建設內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、花朵風機和集團擁有自主知識產(chǎn)權的全釩液流電化學儲能等形式多樣的建筑分布式發(fā)電、儲能和柔性負荷資源，是我國直流元素最為豐富、運行調控水平最高的落地示范項目之一。

花朵風機 每經(jīng)記者 石雨昕 攝