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深度調峰助力能源轉型,煤電機組如何再攀高峰?

每日經(jīng)濟新聞發(fā)布時(shí)間:2024-04-29 11:07:03

  4月24日,《天津市推動(dòng)大規模設備更新和消費品以舊換新實(shí)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(wàn)千瓦。

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

  4月16日,黑龍江召開(kāi)推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域設備更新工作視頻會(huì )議,相關(guān)負責人介紹,下一步將計劃實(shí)施60萬(wàn)千瓦靈活性改造。

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

  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(guān)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(jiàn)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指導意見(jiàn)》)發(fā)布,《指導意見(jiàn)》指出,深入開(kāi)展煤電機組靈活性改造,到2027年存量煤電機組實(shí)現“應改盡改”。

  靈活性改造改什么、怎么改?這個(gè)過(guò)程中又應該如何應對所面臨的挑戰?近日,《每日經(jīng)濟新聞》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(lái)”活動(dòng),實(shí)地探訪(fǎng)了位于海南省樂(lè )東黎族自治縣的國家能源集團樂(lè )東電廠(chǎng),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組進(jìn)一步提升負荷調節能力,為新能源消納釋放更多的電量空間,并幫助電網(wǎng)安全穩定運行。

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

  近年來(lái),在“雙碳”目標下,我國又進(jìn)一步提出大力推動(dòng)煤電節能降碳改造、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,將極大地助力新型電力系統的構建,推動(dòng)能源清潔低碳轉型。

  國家能源集團樂(lè )東電廠(chǎng)生產(chǎn)技術(shù)部主任厲克接受《每日經(jīng)濟新聞》記者采訪(fǎng)時(shí)表示,現在清潔能源占比越來(lái)越高,未來(lái)綠電占比肯定也會(huì )越來(lái)越高,但是清潔能源發(fā)電能力受限這個(gè)問(wèn)題一直沒(méi)有解決,比如光伏設備、風(fēng)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)合調頻提升節能減排的水平,有效緩解電網(wǎng)調頻壓力。

  “從煤電來(lái)講,未來(lái)會(huì )更注重調峰性能。在新能源發(fā)電高峰時(shí),我們要給新能源讓路,降低負荷,但同時(shí)也要考慮煤電經(jīng)濟性和設備安全性。因此,在滿(mǎn)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)濟賬”

  煤電靈活性改造的好處毋庸置疑,那么,對企業(yè)來(lái)說(shuō),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(lái)自改造投資以及靈活性運行帶來(lái)的相應損失。改造投資自不用說(shuō),煤電機組靈活性改造后,低負荷運行時(shí)機組能效下降、度電煤耗上升、燃料成本也會(huì )相應增加。同時(shí),低負荷運行意味著(zhù)相應時(shí)段的煤電發(fā)電量下降,收益就會(huì )減少。除此之外,煤電機組長(cháng)時(shí)間低負荷運行對設備的損耗也不能忽視。

  樂(lè )東電廠(chǎng)運行部主任楊浩元對《每日經(jīng)濟新聞》記者表示,《指導意見(jiàn)》指出,在新能源占比較高、調峰能力不足的地區,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(shù)角度看,煤電機組負荷率降到30%以下問(wèn)題不大,但是煤電機組不能長(cháng)時(shí)間低負荷運行,這會(huì )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(dòng)不均勻會(huì )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(shí)稱(chēng)之為深度調峰,這對機組來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的挑戰。在降低負荷過(guò)程中,機組設備的可靠性受到嚴峻挑戰。因為在這個(gè)過(guò)程中,機組可能需要從干態(tài)轉為濕態(tài)運行,會(huì )涉及一系列復雜的技術(shù)問(wèn)題。

  而發(fā)電機組在深度調峰時(shí),整個(gè)運行系統低負荷運行的狀態(tài)與其最佳參數設定有出入,這會(huì )降低鍋爐的運行效率,增加煤耗。“之前我們測試的時(shí)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(huì )增加40克左右。”楊浩元說(shuō)。

  厲克表示,靈活性改造會(huì )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(shí)是一個(gè)相對較高的標準。

  盡管有些困難,但樂(lè )東電廠(chǎng)并沒(méi)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(lè )東電廠(chǎng)完成機組深度調峰改造及近零排放改造工作,通過(guò)優(yōu)化脫硝設備設施實(shí)現了全負荷脫硝的創(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。

  煤電機組改造后煤電發(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(cháng)遠來(lái)看,要促進(jìn)新能源加快發(fā)展和能源綠色低碳轉型;另一方面,今年開(kāi)始實(shí)施煤電容量電價(jià)機制,這也會(huì )給煤電企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟補償。

  記者關(guān)注到,《關(guān)于建立煤電容量電價(jià)機制的通知》提出,煤電容量電價(jià)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(jià)的煤電機組固定成本實(shí)行全國統一標準,為每年每千瓦330元。

  國家發(fā)展改革委有關(guān)負責同志曾指出,在現行單一制電價(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。隨著(zhù)煤電轉變經(jīng)營(yíng)發(fā)展模式,煤電機組越來(lái)越多時(shí)間“備而不用”,通過(guò)單一電量電價(jià)難以完全回收成本,近年來(lái)出現行業(yè)預期不穩等現象。此次建立容量電價(jià)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,確保機制平穩實(shí)施。

  “現在最新的煤電機組靈活性改造具體措施還沒(méi)有公布,有了具體指導后,我們也會(huì )積極推進(jìn)改造工作,截至2024年4月底,我們樂(lè )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(shí)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(shuō)。

  煤電機組靈活性改造要和新能源“聯(lián)起手來(lái)”

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

  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,鼓勵煤電企業(yè)與新能源企業(yè)開(kāi)展實(shí)質(zhì)性聯(lián)營(yíng)”。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(jìn)行了有益探索。2022年出臺的《內蒙古自治區火電靈活性改造消納新能源實(shí)施細則(2022年版)》提出,自治區內發(fā)電集團統籌本區域內火電靈活性制造改造,整合新增調節空間,按照新增調節空間1:1確定新能源規模。配建的新能源要與相應的靈活性制造改造的燃煤電廠(chǎng)實(shí)現實(shí)質(zhì)性聯(lián)營(yíng)。

  與內蒙古類(lèi)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)規模的同時(shí),有利于發(fā)揮出現有煤電調節優(yōu)勢,降低全系統調節能力建設的投入,實(shí)現清潔與調節的取長(cháng)補短。同時(shí),煤電企業(yè)自主建設新能源項目,以帶動(dòng)煤電靈活性改造,有望通過(guò)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)現煤電與新能源的統籌發(fā)展。

  樂(lè )東電廠(chǎng)走的就是“風(fēng)光火儲氫”一體化之路。

  近年來(lái),樂(lè )東電廠(chǎng)積極布局打造“風(fēng)光火儲氫”一體化能源格局,大力開(kāi)發(fā)風(fēng)光資源,有序實(shí)現清潔能源多能互補。楊浩元介紹,公司廠(chǎng)內光伏裝機量達8.87兆瓦,廠(chǎng)外16項集中式、分布式光伏項目有序開(kāi)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(shí)數在1300小時(shí)左右,從全國范圍來(lái)看這都是比較高的水平。”楊浩元向記者介紹。

  此外,樂(lè )東電廠(chǎng)還主動(dòng)謀劃綠氫項目,探索解決風(fēng)電消納難題。當前,公司正在推進(jìn)近海風(fēng)電電解海水制氫科技項目,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(lè )東電廠(chǎng)自己在探索“風(fēng)光火儲氫”一體化,國家能源集團還多點(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建設實(shí)踐”案例成功入選,成為全國首批23個(gè)項目之一。

  在走訪(fǎng)過(guò)程中,國能(海南)新能源發(fā)展有限公司博鰲光伏電站站長(cháng)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(wàn)千瓦時(shí)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(chē)棚、光伏欄桿、光伏通廊、光伏地磚、光伏格柵、花朵風(fēng)機和集團擁有自主知識產(chǎn)權的全釩液流電化學(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。

  每日經(jīng)濟新聞


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