“雙碳”戰(zhàn)略下傳統(tǒng)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(fā)展路徑

 

文 | 肖偉

作者系華電國際萊城發(fā)電廠黨委書記、執(zhí)行董事

 

2022年“兩會”期間，習近平總書記在參加內(nèi)蒙古代表團審議時強調(diào)，綠色轉(zhuǎn)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(fā)電量約占全國總發(fā)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(wěn)定供應的基礎(chǔ)電源。因此，需要從“雙碳”目標出發(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踐。

 

形勢背景

 

煤電要突圍，首先需要準確把握電力系統(tǒng)在未來幾年、甚至幾十年內(nèi)的發(fā)展趨勢。2021年3月中央財經(jīng)委員會第九次會議上，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，全國風電、太陽能發(fā)電總裝機容量要達到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“雙碳”戰(zhàn)略，中國電力系統(tǒng)勢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)，同時迎來良好機遇。在推進“雙碳”戰(zhàn)略的過程中，國家統(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(yè)用戶全部進入電力市場參與交易，電力企業(yè)直面市場的程度進一步加深。另一方面，電價形成機制發(fā)生深刻變革，上網(wǎng)電價通過市場交易在“基準價+上下浮動”范圍內(nèi)形成，且山東電力現(xiàn)貨市場長周期連續(xù)結(jié)算試運行，機組運行方式由報價產(chǎn)生，對煤電企業(yè)運營管理能力和市場競爭能力帶來新的挑戰(zhàn)。

 

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(guān)部委陸續(xù)發(fā)布智慧能源發(fā)展、多能互補、分布式電源直供負荷試點、微電網(wǎng)、增量配網(wǎng)等政策文件，鼓勵售電主體創(chuàng)新服務，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，為發(fā)電企業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈、探索更加貼近市場和用戶發(fā)展途徑提供了政策依據(jù)。2019年5月，中國華電正式發(fā)布國內(nèi)同類型企業(yè)首個綜合能源服務業(yè)務行動計劃，其他能源企業(yè)也紛紛試水綜合能源業(yè)務，帶動“清潔友好、多能聯(lián)供、智慧高效”的綜合能源服務業(yè)務邁出實質(zhì)性步伐。

 

綜上分析，煤電企業(yè)當前主要面臨“兩個倒逼、一個空間”的發(fā)展形勢，需要應勢而動、順勢而為，找準方向、突圍轉(zhuǎn)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(chǎn)，是國家“九五”計劃和山東電力重點建設(shè)項目。近年來，隨著600兆瓦、1000兆瓦大容量機組的建成，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，立足自身資源稟賦，加快調(diào)結(jié)構(gòu)、優(yōu)布局、補短板，大力推進機組供熱改造、靈活性改造，推動企業(yè)向綜合能源服務商轉(zhuǎn)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(zhèn)化率已經(jīng)達到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。國家鼓勵現(xiàn)有煤電機組替代供熱，積極關(guān)停采暖和工業(yè)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(fā)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(guān)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(yè)存續(xù)發(fā)展的空間。

 

萊城電廠立足實際情況，把供熱拓展作為企業(yè)的“生命工程”，于2014年實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)型，2021年底對2號機組實施汽輪機切缸改造，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；如四臺機組全部實施汽輪機高背壓或切缸技術(shù)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(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任，帶動機組發(fā)電煤耗下降30克/千瓦時，環(huán)保效益突出。

 

為充分挖掘節(jié)能減排潛力，萊城電廠推動向泰安東部城區(qū)長距離供熱項目列入山東省2022年基礎(chǔ)設(shè)施“七網(wǎng)”建設(shè)行動計劃，正在加快省內(nèi)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(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，萊城電廠主動融入地方經(jīng)濟社會發(fā)展，2020年11月實現(xiàn)對外工業(yè)供汽“零突破”。預計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)市場用汽需求，陸續(xù)釋放機組工業(yè)蒸汽供應能力到200噸/小時，打造地方經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈最可靠的能源支點，為招商引資營造良好環(huán)境。

 

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

 

發(fā)揮保障調(diào)節(jié)作用，開展機組靈活性改造

 

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

 

萊城電廠超前謀劃機組靈活性改造，通過微技改實現(xiàn)深度調(diào)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(jīng)信委公布首批可再生能源調(diào)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(chǎn)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(diào)峰和寬負荷調(diào)峰能力，提高“硬件”水平。

 

2021年12月，電廠投產(chǎn)的9兆瓦等級調(diào)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(diào)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(shè)的儲能示范項目，計劃年內(nèi)建成投產(chǎn)。萊城電廠將成為山東省首家同時具有調(diào)頻、調(diào)峰兩種類型儲能示范項目的企業(yè)，提高調(diào)峰調(diào)頻、電壓支撐等輔助服務能力，為維護電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)揮示范作用。

 

山東是國內(nèi)電力現(xiàn)貨試點省份，萊城電廠著力構(gòu)建現(xiàn)貨交易運營模式，快速適應山東電力現(xiàn)貨市場。通過優(yōu)化機組運行方式，密切跟蹤風光預測、線路檢修、全網(wǎng)冷熱備用等涉網(wǎng)信息，合理安排機組啟停，電廠可以最大限度多發(fā)效益電?？茖W調(diào)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(jié)算電價在華電山東區(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)虧損嚴重的情況下實現(xiàn)盈利，企業(yè)相對競爭力顯著增強。

 

構(gòu)建智慧高效系統(tǒng)，探索綜合能源服務業(yè)務

 

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)對多種能源協(xié)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(fā)電行業(yè)的發(fā)展趨勢。

 

萊城電廠把綜合能源服務作為“戰(zhàn)略儲備”，適度超前地站到能源轉(zhuǎn)型“風口”上，積極布局“源網(wǎng)荷儲一體化”項目。依托已建成投運的廠區(qū)屋頂分布式光伏項目、儲能調(diào)頻電站以及正在建設(shè)的101兆瓦/206兆瓦時儲能調(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)荷儲一體化”運行示范項目。同時，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、100兆瓦級儲能調(diào)峰電站、工業(yè)園區(qū)售電業(yè)務，探索開展“源網(wǎng)荷儲一體化”項目，以分布式光伏電站向產(chǎn)業(yè)園區(qū)供電，實現(xiàn)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(wǎng)荷儲一體化”示范項目初審。

 

 

 

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，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策略，對園區(qū)綜合能源系統(tǒng)進行多能聯(lián)供優(yōu)化調(diào)度，重點設(shè)計形成具有園區(qū)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(yōu)化方案，實現(xiàn)多種能源供需平衡數(shù)字化、精確化管控。

 

順應能源發(fā)展大勢，萊城電廠將探索研究虛擬電廠技術(shù)路線和運營模式，通過運用云服務、AI等信息技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)分布式電源、儲能、可控負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，促進能源行業(yè)轉(zhuǎn)型和社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。

 

經(jīng)驗思考

 

“雙碳”戰(zhàn)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(chǎn)業(yè)鏈供應鏈安全。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，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(guī)劃，全力爭取替代關(guān)停老小機組熱力市場，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?shù)鼐用癫膳枨笠约凹夹g(shù)經(jīng)濟合理的前提下，積極發(fā)展長距離供熱項目，向周邊城區(qū)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(guān)注工業(yè)蒸汽需求動態(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，提高城市配套服務能力，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)展對煤電機組調(diào)節(jié)電網(wǎng)系統(tǒng)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(diào)峰能力，釋放大規(guī)模存量調(diào)節(jié)能力，維護電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定。

 

推進新型儲能項目建設(shè)，打造“火儲”聯(lián)調(diào)，增加電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)資源，同時保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，提升電網(wǎng)對新能源的消納能力。

 

3．由生產(chǎn)供應型向綜合服務型轉(zhuǎn)變。

 

加快布局綜合能源服務業(yè)務，充分挖掘產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，開發(fā)建設(shè)源網(wǎng)荷儲一體化、制氫加氫一體化、儲能調(diào)峰、數(shù)據(jù)中心等綜合能源服務和新興產(chǎn)業(yè)項目，探索建設(shè)多能互補、智能微網(wǎng)、發(fā)儲用一體的綜合能源服務基地，促進地方經(jīng)濟社會發(fā)展。

 

圍繞當?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，形成具有“清潔友好、多能聯(lián)供、智慧高效”的綜合能源服務模式。