“雙碳”戰(zhàn)略下傳統(tǒng)煤電突圍路徑的思考與實(shí)踐

“雙碳”并不意味著立刻淘汰煤電，而是要求煤電在新時(shí)代找到合適的發(fā)展路徑

 

文 | 肖偉

作者系華電國(guó)際萊城發(fā)電廠黨委書記、執(zhí)行董事

 

2022年“兩會(huì)”期間，習(xí)近平總書記在參加內(nèi)蒙古代表團(tuán)審議時(shí)強(qiáng)調(diào)，綠色轉(zhuǎn)型是一個(gè)過程，不是一蹴而就的事情，要先立后破，而不能未立先破。習(xí)近平總書記的講話深刻闡述了對(duì)碳達(dá)峰碳中和的思考，為推進(jìn)“雙碳”工作提供了基本遵循。

 

當(dāng)前，煤電發(fā)電量約占全國(guó)總發(fā)電量的60%，煤電仍然是當(dāng)前我國(guó)電力供應(yīng)的最主要電源，也是保障我國(guó)電力安全穩(wěn)定供應(yīng)的基礎(chǔ)電源。因此，需要從“雙碳”目標(biāo)出發(fā)，系統(tǒng)性思考煤電在新型電力系統(tǒng)中的作用和意義。

 

本文以華電國(guó)際萊城發(fā)電廠為例，探索交流“雙碳”戰(zhàn)略下傳統(tǒng)煤電突圍路徑的思考與實(shí)踐。

 

形勢(shì)背景

 

煤電要突圍，首先需要準(zhǔn)確把握電力系統(tǒng)在未來幾年、甚至幾十年內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)。2021年3月中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議上，首次提出“要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”。中央明確要求到2030年，全國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量要達(dá)到12億千瓦以上，加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。

 

一是電力發(fā)展結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，煤電在電力系統(tǒng)中的定位發(fā)生改變。推進(jìn)“雙碳”戰(zhàn)略，中國(guó)電力系統(tǒng)勢(shì)必要從原先的煤電為主體轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕茉礊橹黧w。傳統(tǒng)煤電未來發(fā)展的定位將發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，既面臨諸多挑戰(zhàn)，同時(shí)迎來良好機(jī)遇。在推進(jìn)“雙碳”戰(zhàn)略的過程中，國(guó)家統(tǒng)籌能源保供安全與結(jié)構(gòu)調(diào)整，傳統(tǒng)煤電將逐步向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重轉(zhuǎn)型。

 

二是電力市場(chǎng)化改革縱深推進(jìn)，煤電面臨的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。2015年開啟新一輪電力體制改革之后，電力市場(chǎng)化改革步伐不斷加快。一方面，電力市場(chǎng)體系逐步完善，燃煤機(jī)組全部參與電力市場(chǎng)交易，工商業(yè)用戶全部進(jìn)入電力市場(chǎng)參與交易，電力企業(yè)直面市場(chǎng)的程度進(jìn)一步加深。另一方面，電價(jià)形成機(jī)制發(fā)生深刻變革，上網(wǎng)電價(jià)通過市場(chǎng)交易在“基準(zhǔn)價(jià)+上下浮動(dòng)”范圍內(nèi)形成，且山東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)長(zhǎng)周期連續(xù)結(jié)算試運(yùn)行，機(jī)組運(yùn)行方式由報(bào)價(jià)產(chǎn)生，對(duì)煤電企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力帶來新的挑戰(zhàn)。

 

三是綜合智慧能源導(dǎo)向更加明顯，煤電迎來新的市場(chǎng)空間。近年來，國(guó)家有關(guān)部委陸續(xù)發(fā)布智慧能源發(fā)展、多能互補(bǔ)、分布式電源直供負(fù)荷試點(diǎn)、微電網(wǎng)、增量配網(wǎng)等政策文件，鼓勵(lì)售電主體創(chuàng)新服務(wù)，向用戶提供包括合同能源管理、綜合節(jié)能和用能咨詢等增值服務(wù)，為發(fā)電企業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈、探索更加貼近市場(chǎng)和用戶發(fā)展途徑提供了政策依據(jù)。2019年5月，中國(guó)華電正式發(fā)布國(guó)內(nèi)同類型企業(yè)首個(gè)綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)行動(dòng)計(jì)劃，其他能源企業(yè)也紛紛試水綜合能源業(yè)務(wù)，帶動(dòng)“清潔友好、多能聯(lián)供、智慧高效”的綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)邁出實(shí)質(zhì)性步伐。

 

綜上分析，煤電企業(yè)當(dāng)前主要面臨“兩個(gè)倒逼、一個(gè)空間”的發(fā)展形勢(shì)，需要應(yīng)勢(shì)而動(dòng)、順勢(shì)而為，找準(zhǔn)方向、突圍轉(zhuǎn)型。

 

做法措施

 

萊城電廠4臺(tái)335兆瓦燃煤火電機(jī)組于2003年全部建成投產(chǎn)，是國(guó)家“九五”計(jì)劃和山東電力重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。近年來，隨著600兆瓦、1000兆瓦大容量機(jī)組的建成，企業(yè)生存空間逐步受到擠壓。因此，萊城電廠緊緊圍繞“雙碳”目標(biāo)，立足自身資源稟賦，加快調(diào)結(jié)構(gòu)、優(yōu)布局、補(bǔ)短板，大力推進(jìn)機(jī)組供熱改造、靈活性改造，推動(dòng)企業(yè)向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型。

 

堅(jiān)持能源梯級(jí)利用，推進(jìn)機(jī)組供熱改造

 

目前，我國(guó)常住人口城鎮(zhèn)化率已經(jīng)達(dá)到60%，仍處于快速發(fā)展期，新型城鎮(zhèn)化建設(shè)帶來巨大的供熱市場(chǎng)。國(guó)家鼓勵(lì)現(xiàn)有煤電機(jī)組替代供熱，積極關(guān)停采暖和工業(yè)供汽小鍋爐，對(duì)具備供熱條件的純凝機(jī)組開展供熱改造。國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局要求，2025年全國(guó)火電平均供電煤耗要下降到300克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)以下，無法達(dá)到的將逐步淘汰關(guān)停。對(duì)于煤電機(jī)組而言，實(shí)施供熱改造可大幅拉低供電煤耗，保障企業(yè)存續(xù)發(fā)展的空間。

 

萊城電廠立足實(shí)際情況，把供熱拓展作為企業(yè)的“生命工程”，于2014年實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)型，2021年底對(duì)2號(hào)機(jī)組實(shí)施汽輪機(jī)切缸改造，現(xiàn)已完全滿足萊蕪區(qū)本地供熱需求，供熱余量尚未有效釋放；如四臺(tái)機(jī)組全部實(shí)施汽輪機(jī)高背壓或切缸技術(shù)改造，最大供熱能力將達(dá)到4500萬平方米，最遠(yuǎn)供熱距離將突破50公里，可實(shí)現(xiàn)向泰安城區(qū)等周邊地區(qū)集中供暖，更好履行央企民生供熱責(zé)任，帶動(dòng)機(jī)組發(fā)電煤耗下降30克/千瓦時(shí)，環(huán)保效益突出。

 

為充分挖掘節(jié)能減排潛力，萊城電廠推動(dòng)向泰安東部城區(qū)長(zhǎng)距離供熱項(xiàng)目列入山東省2022年基礎(chǔ)設(shè)施“七網(wǎng)”建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃，正在加快省內(nèi)立項(xiàng)，滿足不斷增長(zhǎng)的城市居民供熱需求，對(duì)全國(guó)煤電機(jī)組具有借鑒意義。

 

隨著環(huán)保約束日益收緊，用能企業(yè)的自備小鍋爐等高耗能裝備逐步淘汰，萊城電廠主動(dòng)融入地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，2020年11月實(shí)現(xiàn)對(duì)外工業(yè)供汽“零突破”。預(yù)計(jì)2022年工業(yè)蒸汽銷售將突破80萬噸，幫助用汽企業(yè)減少成本1500余萬元。下一步，將根據(jù)市場(chǎng)用汽需求，陸續(xù)釋放機(jī)組工業(yè)蒸汽供應(yīng)能力到200噸/小時(shí)，打造地方經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈最可靠的能源支點(diǎn)，為招商引資營(yíng)造良好環(huán)境。

 

同時(shí)，萊城電廠推動(dòng)工業(yè)余熱高效利用，探索熱水供應(yīng)業(yè)務(wù)，并與萊蕪區(qū)最大的熱水供應(yīng)商達(dá)成熱水供用長(zhǎng)期合作框架協(xié)議，成功鎖定熱水供應(yīng)市場(chǎng)，開拓新的盈利增長(zhǎng)點(diǎn)。

 

發(fā)揮保障調(diào)節(jié)作用，開展機(jī)組靈活性改造

 

目前，建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)也需要煤電機(jī)組的托底保障和靈活調(diào)節(jié)作用。

 

萊城電廠超前謀劃?rùn)C(jī)組靈活性改造，通過微技改實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰時(shí)機(jī)組負(fù)荷可降至額定負(fù)荷的40%左右，2017年2月萊城電廠4號(hào)機(jī)組位列山東省經(jīng)信委公布首批可再生能源調(diào)峰試點(diǎn)的8臺(tái)機(jī)組之一。同時(shí)，將四臺(tái)機(jī)組靈活性改造作為“十四五”改善存量資產(chǎn)的重中之重，目前1號(hào)機(jī)組靈活性改造可研報(bào)告已進(jìn)入審查階段，實(shí)施后將大幅提升機(jī)組深度調(diào)峰和寬負(fù)荷調(diào)峰能力，提高“硬件”水平。

 

2021年12月，電廠投產(chǎn)的9兆瓦等級(jí)調(diào)頻儲(chǔ)能項(xiàng)目成為山東省首批儲(chǔ)能試點(diǎn)項(xiàng)目。另有100兆瓦等級(jí)調(diào)峰儲(chǔ)能項(xiàng)目于2022年4月進(jìn)入山東省2022年度儲(chǔ)能示范項(xiàng)目名單，并且成為山東省2022年首個(gè)啟動(dòng)建設(shè)的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，計(jì)劃年內(nèi)建成投產(chǎn)。萊城電廠將成為山東省首家同時(shí)具有調(diào)頻、調(diào)峰兩種類型儲(chǔ)能示范項(xiàng)目的企業(yè)，提高調(diào)峰調(diào)頻、電壓支撐等輔助服務(wù)能力，為維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)揮示范作用。

 

山東是國(guó)內(nèi)電力現(xiàn)貨試點(diǎn)省份，萊城電廠著力構(gòu)建現(xiàn)貨交易運(yùn)營(yíng)模式，快速適應(yīng)山東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)。通過優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行方式，密切跟蹤風(fēng)光預(yù)測(cè)、線路檢修、全網(wǎng)冷熱備用等涉網(wǎng)信息，合理安排機(jī)組啟停，電廠可以最大限度多發(fā)效益電?？茖W(xué)調(diào)整機(jī)組檢修方式，努力爭(zhēng)取容量補(bǔ)償政策收益。2022年上半年，萊城電廠平均結(jié)算電價(jià)在華電山東區(qū)域10家火電單位中連續(xù)保持第一，調(diào)頻凈收入超過9家火電單位之和，在煤電企業(yè)虧損嚴(yán)重的情況下實(shí)現(xiàn)盈利，企業(yè)相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力顯著增強(qiáng)。

 

構(gòu)建智慧高效系統(tǒng)，探索綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)

 

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等新興技術(shù)的不斷發(fā)展，用能企業(yè)對(duì)多種能源協(xié)同供應(yīng)的需求日益增長(zhǎng)，利用效率更高、更加便捷、更加智慧的綜合能源服務(wù)模式將成為發(fā)電行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

 

萊城電廠把綜合能源服務(wù)作為“戰(zhàn)略儲(chǔ)備”，適度超前地站到能源轉(zhuǎn)型“風(fēng)口”上，積極布局“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”項(xiàng)目。依托已建成投運(yùn)的廠區(qū)屋頂分布式光伏項(xiàng)目、儲(chǔ)能調(diào)頻電站以及正在建設(shè)的101兆瓦/206兆瓦時(shí)儲(chǔ)能調(diào)峰電站、綠能智慧充換電站，建設(shè)局部智能微網(wǎng)，打造“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”運(yùn)行示范項(xiàng)目。同時(shí)，圍繞山東重工產(chǎn)業(yè)園區(qū)，利用萊蕪區(qū)整區(qū)屋頂分布式光伏、100兆瓦級(jí)儲(chǔ)能調(diào)峰電站、工業(yè)園區(qū)售電業(yè)務(wù)，探索開展“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”項(xiàng)目，以分布式光伏電站向產(chǎn)業(yè)園區(qū)供電，實(shí)現(xiàn)分布式光伏就地消納，促進(jìn)能源資源配置更加合理高效；目前，該項(xiàng)目已通過山東省第二批“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”示范項(xiàng)目初審。

 

 

 

結(jié)合自身資源技術(shù)條件，萊城電廠將拓展建設(shè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)集中供冷、熱、電、輸配水等多能聯(lián)供業(yè)務(wù)，解決多元化能源需求的問題。并根據(jù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)用能特征和綜合響應(yīng)策略，對(duì)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)進(jìn)行多能聯(lián)供優(yōu)化調(diào)度，重點(diǎn)設(shè)計(jì)形成具有園區(qū)供用能和精細(xì)化管理特色的、以多種能源綜合需求響應(yīng)為導(dǎo)向的能源運(yùn)行優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)多種能源供需平衡數(shù)字化、精確化管控。

 

順應(yīng)能源發(fā)展大勢(shì)，萊城電廠將探索研究虛擬電廠技術(shù)路線和運(yùn)營(yíng)模式，通過運(yùn)用云服務(wù)、AI等信息技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布式電源、儲(chǔ)能、可控負(fù)荷等多種分布式資源聚合和協(xié)同優(yōu)化，提升電力系統(tǒng)利用效率和安全可靠性，促進(jìn)能源行業(yè)轉(zhuǎn)型和社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

 

經(jīng)驗(yàn)思考

 

“雙碳”戰(zhàn)略推進(jìn)過程中，中國(guó)需立足富煤貧油少氣的基本國(guó)情，在降碳的同時(shí)確保能源安全、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全。這為煤電企業(yè)生存提供了空間。

 

萊城電廠深入探索高質(zhì)量發(fā)展的方法路徑，發(fā)展成效初步顯現(xiàn)，為煤電企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，概括起來主要有以下三種方向。

 

1．由單一發(fā)電型向熱電聯(lián)產(chǎn)型轉(zhuǎn)變。

 

把發(fā)展供熱作為煤電企業(yè)長(zhǎng)期生存的根基，落實(shí)國(guó)家集中清潔取暖的要求，密切跟蹤地方政府供熱規(guī)劃，全力爭(zhēng)取替代關(guān)停老小機(jī)組熱力市場(chǎng)，大力拓展新建生活區(qū)、商超等區(qū)域的供熱面積。在滿足當(dāng)?shù)鼐用癫膳枨笠约凹夹g(shù)經(jīng)濟(jì)合理的前提下，積極發(fā)展長(zhǎng)距離供熱項(xiàng)目，向周邊城區(qū)拓展供熱市場(chǎng)，擴(kuò)大供熱范圍，推動(dòng)煤電機(jī)組余熱充分高效利用。

 

同時(shí)，積極關(guān)注工業(yè)蒸汽需求動(dòng)態(tài)，通過產(chǎn)業(yè)招商、靈活銷售等方式，拓展工業(yè)蒸汽用戶，做大工業(yè)蒸汽市場(chǎng)，提高城市配套服務(wù)能力，助力地方政府吸引更多產(chǎn)業(yè)落地。

 

2．由主體電源型向系統(tǒng)調(diào)節(jié)型轉(zhuǎn)變。

 

牢牢把握新能源快速發(fā)展對(duì)煤電機(jī)組調(diào)節(jié)電網(wǎng)系統(tǒng)的要求，大力實(shí)施靈活性改造，通過降低煤電機(jī)組的最小出力、提高爬坡速率、縮短啟停時(shí)間等方式提升機(jī)組調(diào)峰能力，釋放大規(guī)模存量調(diào)節(jié)能力，維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定。

 

推進(jìn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)，打造“火儲(chǔ)”聯(lián)調(diào)，增加電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)資源，同時(shí)保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提升電網(wǎng)對(duì)新能源的消納能力。

 

3．由生產(chǎn)供應(yīng)型向綜合服務(wù)型轉(zhuǎn)變。

 

加快布局綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)，充分挖掘產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，開發(fā)建設(shè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、制氫加氫一體化、儲(chǔ)能調(diào)峰、數(shù)據(jù)中心等綜合能源服務(wù)和新興產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，探索建設(shè)多能互補(bǔ)、智能微網(wǎng)、發(fā)儲(chǔ)用一體的綜合能源服務(wù)基地，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

 

圍繞當(dāng)?shù)刂毓I(yè)、新材料、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)園區(qū)，配套建設(shè)供熱、供汽、供電、供水線路，開展電、熱、冷、汽、水等多能聯(lián)供，保證產(chǎn)業(yè)園區(qū)能源供應(yīng)，形成具有“清潔友好、多能聯(lián)供、智慧高效”的綜合能源服務(wù)模式。