“雙碳”戰略下傳統煤電突圍路徑的思考與實踐

“雙碳”并不意味著立刻淘汰煤電，而是要求煤電在新時代找到合適的發展路徑

 

文 | 肖偉

作者系華電國際萊城發電廠黨委書記、執行董事

 

2022年“兩會”期間，習近平總書記在參加內蒙古代表團審議時強調，綠色轉型是一個過程，不是一蹴而就的事情，要先立后破，而不能未立先破。習近平總書記的講話深刻闡述了對碳達峰碳中和的思考，為推進“雙碳”工作提供了基本遵循。

 

當前，煤電發電量約占全國總發電量的60%，煤電仍然是當前我國電力供應的最主要電源，也是保障我國電力安全穩定供應的基礎電源。因此，需要從“雙碳”目標出發，系統性思考煤電在新型電力系統中的作用和意義。

 

本文以華電國際萊城發電廠為例，探索交流“雙碳”戰略下傳統煤電突圍路徑的思考與實踐。

 

形勢背景

 

煤電要突圍，首先需要準確把握電力系統在未來幾年、甚至幾十年內的發展趨勢。2021年3月中央財經委員會第九次會議上，首次提出“要構建以新能源為主體的新型電力系統”。中央明確要求到2030年，全國風電、太陽能發電總裝機容量要達到12億千瓦以上，加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系。

 

一是電力發展結構轉變，煤電在電力系統中的定位發生改變。推進“雙碳”戰略，中國電力系統勢必要從原先的煤電為主體轉變為可再生能源為主體。傳統煤電未來發展的定位將發生重大轉變，既面臨諸多挑戰，同時迎來良好機遇。在推進“雙碳”戰略的過程中，國家統籌能源保供安全與結構調整，傳統煤電將逐步向基礎保障性和系統調節性電源并重轉型。

 

二是電力市場化改革縱深推進，煤電面臨的競爭更加激烈。2015年開啟新一輪電力體制改革之后，電力市場化改革步伐不斷加快。一方面，電力市場體系逐步完善，燃煤機組全部參與電力市場交易，工商業用戶全部進入電力市場參與交易，電力企業直面市場的程度進一步加深。另一方面，電價形成機制發生深刻變革，上網電價通過市場交易在“基準價+上下浮動”范圍內形成，且山東電力現貨市場長周期連續結算試運行，機組運行方式由報價產生，對煤電企業運營管理能力和市場競爭能力帶來新的挑戰。

 

三是綜合智慧能源導向更加明顯，煤電迎來新的市場空間。近年來，國家有關部委陸續發布智慧能源發展、多能互補、分布式電源直供負荷試點、微電網、增量配網等政策文件，鼓勵售電主體創新服務，向用戶提供包括合同能源管理、綜合節能和用能咨詢等增值服務，為發電企業延伸產業鏈、探索更加貼近市場和用戶發展途徑提供了政策依據。2019年5月，中國華電正式發布國內同類型企業首個綜合能源服務業務行動計劃，其他能源企業也紛紛試水綜合能源業務，帶動“清潔友好、多能聯供、智慧高效”的綜合能源服務業務邁出實質性步伐。

 

綜上分析，煤電企業當前主要面臨“兩個倒逼、一個空間”的發展形勢，需要應勢而動、順勢而為，找準方向、突圍轉型。

 

做法措施

 

萊城電廠4臺335兆瓦燃煤火電機組于2003年全部建成投產，是國家“九五”計劃和山東電力重點建設項目。近年來，隨著600兆瓦、1000兆瓦大容量機組的建成，企業生存空間逐步受到擠壓。因此，萊城電廠緊緊圍繞“雙碳”目標，立足自身資源稟賦，加快調結構、優布局、補短板，大力推進機組供熱改造、靈活性改造，推動企業向綜合能源服務商轉型。

 

堅持能源梯級利用，推進機組供熱改造

 

目前，我國常住人口城鎮化率已經達到60%，仍處于快速發展期，新型城鎮化建設帶來巨大的供熱市場。國家鼓勵現有煤電機組替代供熱，積極關停采暖和工業供汽小鍋爐，對具備供熱條件的純凝機組開展供熱改造。國家發展改革委和國家能源局要求，2025年全國火電平均供電煤耗要下降到300克標準煤/千瓦時以下，無法達到的將逐步淘汰關停。對于煤電機組而言，實施供熱改造可大幅拉低供電煤耗，保障企業存續發展的空間。

 

萊城電廠立足實際情況，把供熱拓展作為企業的“生命工程”，于2014年實現熱電聯產轉型，2021年底對2號機組實施汽輪機切缸改造，現已完全滿足萊蕪區本地供熱需求，供熱余量尚未有效釋放；如四臺機組全部實施汽輪機高背壓或切缸技術改造，最大供熱能力將達到4500萬平方米，最遠供熱距離將突破50公里，可實現向泰安城區等周邊地區集中供暖，更好履行央企民生供熱責任，帶動機組發電煤耗下降30克/千瓦時，環保效益突出。

 

為充分挖掘節能減排潛力，萊城電廠推動向泰安東部城區長距離供熱項目列入山東省2022年基礎設施“七網”建設行動計劃，正在加快省內立項，滿足不斷增長的城市居民供熱需求，對全國煤電機組具有借鑒意義。

 

隨著環保約束日益收緊，用能企業的自備小鍋爐等高耗能裝備逐步淘汰，萊城電廠主動融入地方經濟社會發展，2020年11月實現對外工業供汽“零突破”。預計2022年工業蒸汽銷售將突破80萬噸，幫助用汽企業減少成本1500余萬元。下一步，將根據市場用汽需求，陸續釋放機組工業蒸汽供應能力到200噸/小時，打造地方經濟產業鏈、供應鏈最可靠的能源支點，為招商引資營造良好環境。

 

同時，萊城電廠推動工業余熱高效利用，探索熱水供應業務，并與萊蕪區最大的熱水供應商達成熱水供用長期合作框架協議，成功鎖定熱水供應市場，開拓新的盈利增長點。

 

發揮保障調節作用，開展機組靈活性改造

 

目前，建設以新能源為主體的新型電力系統也需要煤電機組的托底保障和靈活調節作用。

 

萊城電廠超前謀劃機組靈活性改造，通過微技改實現深度調峰時機組負荷可降至額定負荷的40%左右，2017年2月萊城電廠4號機組位列山東省經信委公布首批可再生能源調峰試點的8臺機組之一。同時，將四臺機組靈活性改造作為“十四五”改善存量資產的重中之重，目前1號機組靈活性改造可研報告已進入審查階段，實施后將大幅提升機組深度調峰和寬負荷調峰能力，提高“硬件”水平。

 

2021年12月，電廠投產的9兆瓦等級調頻儲能項目成為山東省首批儲能試點項目。另有100兆瓦等級調峰儲能項目于2022年4月進入山東省2022年度儲能示范項目名單，并且成為山東省2022年首個啟動建設的儲能示范項目，計劃年內建成投產。萊城電廠將成為山東省首家同時具有調頻、調峰兩種類型儲能示范項目的企業，提高調峰調頻、電壓支撐等輔助服務能力，為維護電網系統穩定發揮示范作用。

 

山東是國內電力現貨試點省份，萊城電廠著力構建現貨交易運營模式，快速適應山東電力現貨市場。通過優化機組運行方式，密切跟蹤風光預測、線路檢修、全網冷熱備用等涉網信息，合理安排機組啟停，電廠可以最大限度多發效益電。科學調整機組檢修方式，努力爭取容量補償政策收益。2022年上半年，萊城電廠平均結算電價在華電山東區域10家火電單位中連續保持第一，調頻凈收入超過9家火電單位之和，在煤電企業虧損嚴重的情況下實現盈利，企業相對競爭力顯著增強。

 

構建智慧高效系統，探索綜合能源服務業務

 

隨著物聯網、人工智能、5G等新興技術的不斷發展，用能企業對多種能源協同供應的需求日益增長，利用效率更高、更加便捷、更加智慧的綜合能源服務模式將成為發電行業的發展趨勢。

 

萊城電廠把綜合能源服務作為“戰略儲備”，適度超前地站到能源轉型“風口”上，積極布局“源網荷儲一體化”項目。依托已建成投運的廠區屋頂分布式光伏項目、儲能調頻電站以及正在建設的101兆瓦/206兆瓦時儲能調峰電站、綠能智慧充換電站，建設局部智能微網，打造“源網荷儲一體化”運行示范項目。同時，圍繞山東重工產業園區，利用萊蕪區整區屋頂分布式光伏、100兆瓦級儲能調峰電站、工業園區售電業務，探索開展“源網荷儲一體化”項目，以分布式光伏電站向產業園區供電，實現分布式光伏就地消納，促進能源資源配置更加合理高效；目前，該項目已通過山東省第二批“源網荷儲一體化”示范項目初審。

 

 

 

結合自身資源技術條件，萊城電廠將拓展建設產業園區集中供冷、熱、電、輸配水等多能聯供業務，解決多元化能源需求的問題。并根據產業園區用能特征和綜合響應策略，對園區綜合能源系統進行多能聯供優化調度，重點設計形成具有園區供用能和精細化管理特色的、以多種能源綜合需求響應為導向的能源運行優化方案，實現多種能源供需平衡數字化、精確化管控。

 

順應能源發展大勢，萊城電廠將探索研究虛擬電廠技術路線和運營模式，通過運用云服務、AI等信息技術和軟件系統，實現分布式電源、儲能、可控負荷等多種分布式資源聚合和協同優化，提升電力系統利用效率和安全可靠性，促進能源行業轉型和社會經濟高質量發展。

 

經驗思考

 

“雙碳”戰略推進過程中，中國需立足富煤貧油少氣的基本國情，在降碳的同時確保能源安全、產業鏈供應鏈安全。這為煤電企業生存提供了空間。

 

萊城電廠深入探索高質量發展的方法路徑，發展成效初步顯現，為煤電企業低碳轉型發展提供了寶貴經驗，概括起來主要有以下三種方向。

 

1．由單一發電型向熱電聯產型轉變。

 

把發展供熱作為煤電企業長期生存的根基，落實國家集中清潔取暖的要求，密切跟蹤地方政府供熱規劃，全力爭取替代關停老小機組熱力市場，大力拓展新建生活區、商超等區域的供熱面積。在滿足當地居民采暖需求以及技術經濟合理的前提下，積極發展長距離供熱項目，向周邊城區拓展供熱市場，擴大供熱范圍，推動煤電機組余熱充分高效利用。

 

同時，積極關注工業蒸汽需求動態，通過產業招商、靈活銷售等方式，拓展工業蒸汽用戶，做大工業蒸汽市場，提高城市配套服務能力，助力地方政府吸引更多產業落地。

 

2．由主體電源型向系統調節型轉變。

 

牢牢把握新能源快速發展對煤電機組調節電網系統的要求，大力實施靈活性改造，通過降低煤電機組的最小出力、提高爬坡速率、縮短啟停時間等方式提升機組調峰能力，釋放大規模存量調節能力，維護電網系統穩定。

 

推進新型儲能項目建設，打造“火儲”聯調，增加電力系統靈活性調節資源，同時保證電網安全穩定運行，提升電網對新能源的消納能力。

 

3．由生產供應型向綜合服務型轉變。

 

加快布局綜合能源服務業務，充分挖掘產業優勢，開發建設源網荷儲一體化、制氫加氫一體化、儲能調峰、數據中心等綜合能源服務和新興產業項目，探索建設多能互補、智能微網、發儲用一體的綜合能源服務基地，促進地方經濟社會發展。

 

圍繞當地重工業、新材料、醫藥等產業園區，配套建設供熱、供汽、供電、供水線路，開展電、熱、冷、汽、水等多能聯供，保證產業園區能源供應，形成具有“清潔友好、多能聯供、智慧高效”的綜合能源服務模式。