| 煤電煥新：一場(chǎng)關(guān)乎11億千瓦的效率變革 | |||
| 2025/6/9 9:20:13 頭條 | |||
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在推進(jìn)新能源占比不斷提升的新型電力系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)程中，煤電正經(jīng)歷著歷史性的角色嬗變。 今年，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《新一代煤電升級(jí)專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案（2025—2027年）》（以下簡(jiǎn)稱《實(shí)施方案》），新一代煤電升級(jí)專項(xiàng)行動(dòng)正式啟動(dòng)，旨在推動(dòng)傳統(tǒng)煤電向“清潔降碳、安全可靠、高效調(diào)節(jié)、智能運(yùn)行”方向轉(zhuǎn)型。 那么，新一代煤電升級(jí)怎么升？與過(guò)往的煤電改造有何不同？ 對(duì)于“升級(jí)”這條路，中國(guó)工程院院士楊勇平給出了精準(zhǔn)概括：“以‘三改聯(lián)動(dòng)’為基礎(chǔ)，通過(guò)明確技術(shù)指標(biāo)、完善實(shí)施路徑、配套政策支持，系統(tǒng)部署煤電行業(yè)清潔化、靈活化、智能化升級(jí)行動(dòng)路徑，既是推動(dòng)煤電高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵舉措，也是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐。” 推進(jìn)低碳化還需“量體裁衣” “低碳化改造已經(jīng)不再是煤電企業(yè)的選修課，而是不得不做好的必修課。這項(xiàng)工作時(shí)間緊迫、勢(shì)在必行。”中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)專家委員會(huì)首席專家、中國(guó)能源研究會(huì)理事陳宗法的一句感慨，道出了煤電升級(jí)的緊要。 我國(guó)作為全球最大的煤炭消費(fèi)國(guó)，煤電裝機(jī)容量超過(guò)11億千瓦，占總發(fā)電裝機(jī)容量的比重為35.7%，承擔(dān)著約60%的發(fā)電量、70%的頂峰能力和接近80%的調(diào)節(jié)能力。然而，這座“能源壓艙石”長(zhǎng)期背負(fù)著沉重的環(huán)境壓力，大量的煤炭消耗使煤電行業(yè)在“雙碳”目標(biāo)約束下面臨著經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境容量的雙重?cái)D壓。 在此背景下，近年來(lái)我國(guó)通過(guò)節(jié)能降碳改造，實(shí)現(xiàn)了煤電大范圍的清潔高效利用，并建成世界最大的清潔煤電供應(yīng)體系。 由東方電氣自主研制的700兆瓦高效超超臨界循環(huán)流化床鍋爐是目前投運(yùn)的全球單機(jī)容量最大、參數(shù)最高、技術(shù)最先進(jìn)的循環(huán)流化床鍋爐，該成果使機(jī)組熱效率提升至46.5%，每年可節(jié)約標(biāo)煤超17.5萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放50萬(wàn)噸，為推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的低碳化和清潔化轉(zhuǎn)型積攢了寶貴經(jīng)驗(yàn)。 碳捕集技術(shù)進(jìn)入規(guī)?；?yàn)證階段。今年3月，華能隴東能源基地百萬(wàn)噸級(jí)二氧化碳捕集利用與封存（CCUS）研究及示范項(xiàng)目取得重要進(jìn)展，項(xiàng)目電氣倒送電一次成功。該項(xiàng)目創(chuàng)新采用化學(xué)吸收—地質(zhì)封存全流程技術(shù)，捕集成本大大降低。項(xiàng)目建成后，將成為全球規(guī)模最大、能耗最低的煤電二氧化碳捕集工程，為我國(guó)煤電深度脫碳提供了典范。 那么，如何以“新”的要求引導(dǎo)煤電升級(jí)進(jìn)入更高層次？ 《實(shí)施方案》對(duì)新一代煤電升級(jí)在清潔降碳技術(shù)上作了新的要求：新建機(jī)組應(yīng)預(yù)留低碳化改造條件，鼓勵(lì)具備條件的實(shí)施低碳化建設(shè)。新一代煤電試點(diǎn)示范機(jī)組采用降碳措施后，度電碳排放水平應(yīng)較2024年同類型機(jī)組降低10%—20%，鼓勵(lì)進(jìn)一步提高碳減排水平。 “以往煤電升級(jí)改造的實(shí)踐證明，只有政策上到位、技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合算，升級(jí)改造才能落到實(shí)處。因此，政策要兼顧到國(guó)家、企業(yè)、市場(chǎng)等社會(huì)各方，吸取過(guò)去煤電升級(jí)改造的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，綜合施策，有效推進(jìn)煤電低碳化改造建設(shè)。”業(yè)內(nèi)專家指出。 正是有了充分考慮，《實(shí)施方案》提出分省制定方案、探索新一代煤電試點(diǎn)示范，不搞“一刀切”，分類有序推動(dòng)煤電清潔降碳。 具體來(lái)講，《實(shí)施方案》進(jìn)一步細(xì)化了煤電低碳化改造建設(shè)的支持政策，增強(qiáng)其有效性，力求調(diào)動(dòng)滿足條件的實(shí)施主體甚至社會(huì)資本的積極性。 例如，從地方實(shí)際和企業(yè)角度出發(fā)，提出“統(tǒng)籌考慮電力系統(tǒng)需求、煤電機(jī)組條件和企業(yè)經(jīng)營(yíng)情況等因素，合理確定本地區(qū)現(xiàn)役機(jī)組改造升級(jí)、新建機(jī)組建設(shè)運(yùn)行和新一代煤電試點(diǎn)示范的時(shí)序、范圍、目標(biāo)等”；對(duì)于現(xiàn)役機(jī)組不盲目迫使其升級(jí)，而是“鼓勵(lì)具備條件的現(xiàn)役機(jī)組實(shí)施低碳化改造”；對(duì)于新建機(jī)組升級(jí)指標(biāo)水平，提出“新建機(jī)組設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50660）的相關(guān)要求”，并鼓勵(lì)探索新一代煤電試點(diǎn)示范；在技術(shù)創(chuàng)新上提出“因地制宜采用零碳低碳燃料摻燒、碳捕集利用與封存、煤電與新能源耦合等技術(shù)，提升機(jī)組清潔降碳技術(shù)水平”。 此外，《實(shí)施方案》還從進(jìn)一步發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用的角度出發(fā)，提出“鼓勵(lì)完善電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)和煤電容量電價(jià)機(jī)制，合理體現(xiàn)煤電機(jī)組高效調(diào)節(jié)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值”，在助推煤電降碳的同時(shí)保障調(diào)峰機(jī)組合理收益。 破解“剛性”枷鎖要“軟”“硬”兼施 傳統(tǒng)煤電機(jī)組最低負(fù)荷率普遍高于50%，啟動(dòng)耗時(shí)超10小時(shí)，難以滿足當(dāng)前新型電力系統(tǒng)的發(fā)展需求。《實(shí)施方案》對(duì)煤電的深度調(diào)峰技術(shù)作了具體要求，提出根據(jù)機(jī)組類型、煤質(zhì)特性、供熱類型等區(qū)別，現(xiàn)役機(jī)組最小發(fā)電出力達(dá)到25%—40%額定負(fù)荷。新一代煤電試點(diǎn)示范機(jī)組最小發(fā)電出力達(dá)到20%額定負(fù)荷以下。機(jī)組在實(shí)現(xiàn)上述深度調(diào)峰能力的同時(shí)，盡可能通過(guò)自身調(diào)節(jié)或輔助調(diào)節(jié)方式兼顧一次調(diào)頻性能。 在新疆哈密，國(guó)神哈密煤電公司花園電廠通過(guò)INFIT輔助調(diào)頻及深度調(diào)峰優(yōu)化等改造工作，使機(jī)組最低出力可達(dá)到20%的額定負(fù)荷，大幅提升了電廠參與調(diào)峰的能力。 花園電廠的靈活性改造只是一個(gè)縮影。據(jù)國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司數(shù)據(jù)，截至今年4月初，新疆已完成87臺(tái)煤電機(jī)組靈活性改造，總裝機(jī)規(guī)模3683萬(wàn)千瓦。 讓我們將視野放寬，國(guó)家能源局和中電聯(lián)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2024年三季度末，全國(guó)靈活調(diào)節(jié)煤電規(guī)模超過(guò)6億千瓦，全國(guó)靈活性改造完成3.6億千瓦，充分為電網(wǎng)消納風(fēng)電、太陽(yáng)能等新能源的負(fù)荷波動(dòng)釋放了調(diào)節(jié)空間，有力發(fā)揮了對(duì)提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的支撐作用。 “依托靈活性改造，我國(guó)煤電正逐步破解其與生俱來(lái)的‘剛性’枷鎖，為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供關(guān)鍵支撐。”業(yè)內(nèi)專家指出。 當(dāng)前，熱電解耦系列技術(shù)的發(fā)展對(duì)北方地區(qū)煤電釋放調(diào)峰潛力起到了關(guān)鍵作用。為什么這么說(shuō)？清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心教授付林形象地解釋：“火電未來(lái)的定位是同時(shí)滿足北方地區(qū)供熱和為可再生能源調(diào)峰，然而熱電聯(lián)產(chǎn)‘以熱定電’運(yùn)行模式，熱電輸出相互耦合、相互制約。因此需要找到一種解耦熱電聯(lián)產(chǎn)的熱電輸出，使得熱電機(jī)組在滿足供熱負(fù)荷時(shí)，發(fā)電還能在大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式。” 華能丹東電廠儲(chǔ)熱罐工程是我國(guó)較早一批熱電解耦靈活性改造項(xiàng)目，該廠通過(guò)新建一臺(tái)斜溫層技術(shù)的常壓熱水儲(chǔ)熱罐來(lái)進(jìn)行熱電解耦改造，極大地提高了機(jī)組在供暖期的運(yùn)行靈活性。一方面，在深調(diào)幅度達(dá)15%額定負(fù)荷的情況下，進(jìn)一步增加機(jī)組在供暖期參與深調(diào)的“續(xù)航時(shí)間”；同時(shí)，又可在嚴(yán)寒期保證對(duì)外供熱溫度的前提下，大幅提高機(jī)組的發(fā)電出力，從而真正實(shí)現(xiàn)熱電解耦，為當(dāng)?shù)鼐用窈推髽I(yè)持續(xù)穩(wěn)定供暖提供強(qiáng)有力的保障。 此外，低負(fù)荷穩(wěn)燃、滑壓運(yùn)行優(yōu)化、旁路系統(tǒng)擴(kuò)容、熔鹽儲(chǔ)熱耦合、生物質(zhì)摻燒等技術(shù)在全國(guó)因地制宜地得到了有效利用，大大加快了煤電靈活性改造的步伐。 靈活性改造，既要有技術(shù)“軟”實(shí)力的加持，更離不開(kāi)資金“硬”實(shí)力的支撐。 對(duì)此，政策制定早有考量。《實(shí)施方案》明確，加大改造建設(shè)支持力度。支持符合“兩新”等條件的煤電領(lǐng)域節(jié)能降碳改造建設(shè)項(xiàng)目。支持符合條件的燃煤發(fā)電項(xiàng)目發(fā)行基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域不動(dòng)產(chǎn)投資信托基金（REITs），暢通“投融管退”渠道，促進(jìn)投資良性循環(huán)。同時(shí)，支持現(xiàn)役煤電改造升級(jí)機(jī)組、新建機(jī)組和新一代煤電試點(diǎn)示范機(jī)組與新能源實(shí)施聯(lián)營(yíng)，鼓勵(lì)聯(lián)營(yíng)的新能源項(xiàng)目?jī)?yōu)先并網(wǎng)。 以“智”賦“質(zhì)”謀求長(zhǎng)足發(fā)展 在可再生能源裝機(jī)突破14億千瓦的新能源時(shí)代，煤電遭遇著“既要又要”的轉(zhuǎn)型悖論：既要承擔(dān)基礎(chǔ)負(fù)荷的保供責(zé)任，又要維持深度調(diào)峰的靈活需求；既要滿足超低排放的環(huán)保要求，又要應(yīng)對(duì)燃料成本波動(dòng)的經(jīng)營(yíng)壓力，這也意味著今后的煤電升級(jí)不再只是簡(jiǎn)單的設(shè)備更新，而需要構(gòu)建涵蓋感知、決策、執(zhí)行能力的更為“智慧”的神經(jīng)系統(tǒng)。 “智能運(yùn)行是新一代煤電升級(jí)的重要支撐。”國(guó)家能源局有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，《實(shí)施方案》提出了新一代煤電應(yīng)重點(diǎn)聚焦智能控制、智能運(yùn)維、智能決策3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。其中，智能控制要求煤電機(jī)組強(qiáng)化負(fù)荷調(diào)節(jié)的自動(dòng)化性能，提升自動(dòng)控制的精準(zhǔn)度并減少人工干預(yù)；智能運(yùn)維要求提升機(jī)組運(yùn)行智能化水平，強(qiáng)化安全監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和壽命管理；智能決策是適應(yīng)電力市場(chǎng)交易機(jī)制的重要能力，通過(guò)提升機(jī)組在市場(chǎng)化運(yùn)行中的科學(xué)決策能力來(lái)降本增效。 對(duì)于煤電智能運(yùn)行，西安熱工研究院發(fā)電部副主任高林給出了定義：“以發(fā)電過(guò)程的數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，集成智能傳感與執(zhí)行、智能控制與優(yōu)化、智能管理與決策等技術(shù)，形成具備自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自趨優(yōu)的智能發(fā)電運(yùn)行模式，打造煤電站智能運(yùn)行系統(tǒng)及技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)機(jī)組安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、高效靈活運(yùn)行以及無(wú)人值守的目標(biāo)。” 具體如何實(shí)施？當(dāng)前一些煤電企業(yè)的智能化實(shí)踐屢屢取得突破，為煤電的智能運(yùn)行發(fā)展積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。 在國(guó)家能源集團(tuán)河北公司定州電廠，誕生了燃煤機(jī)組全程自主運(yùn)行技術(shù)，這是燃煤機(jī)組邁向“無(wú)人值守”時(shí)代的關(guān)鍵一步。該廠以DCS系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化為契機(jī)，依托自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI等前沿技術(shù)打造了“無(wú)人值守”模式，使機(jī)器設(shè)備更加“聰明”。在該模式下，電廠由智能控制系統(tǒng)高效管理，不僅顯著降低了人力成本，還大幅減少了運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，讓電廠運(yùn)行監(jiān)測(cè)“事半功倍”。 在新疆能源集團(tuán)和田能源公司，DeepSeek人工智能系統(tǒng)成功與電廠運(yùn)行相結(jié)合。該公司通過(guò)引入DeepSeek對(duì)變送器傳導(dǎo)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度剖析，實(shí)時(shí)監(jiān)控鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，由DeepSeek給出調(diào)整建議，優(yōu)化鍋爐燃燒、汽輪機(jī)運(yùn)行等參數(shù)。接入DeepSeek后，設(shè)備啟停次數(shù)明顯減少，廠發(fā)電效率顯著提升，經(jīng)濟(jì)效益大幅提高。 盡管前景廣闊，但煤電智能運(yùn)行的深化應(yīng)用仍面臨技術(shù)集成度低、數(shù)據(jù)孤島、算法失準(zhǔn)等挑戰(zhàn)。 “接下來(lái)，應(yīng)聚焦強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)，研發(fā)煤電專用智能算法，并構(gòu)建專業(yè)培養(yǎng)體系，推動(dòng)校企聯(lián)合實(shí)訓(xùn)；同時(shí)建立行業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)中臺(tái)，推動(dòng)設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)化；加快存量機(jī)組智能傳感網(wǎng)絡(luò)改造，部署邊緣智能終端；完善智能電廠建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，出臺(tái)補(bǔ)貼、技改政策組合。通過(guò)技術(shù)迭代與制度創(chuàng)新雙輪驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)煤電智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)。”業(yè)內(nèi)專家建議。
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