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        深度調峰助力能源轉型,煤電機組如何再攀高峰?

        每日經濟新聞發布時間:2024-04-29 11:07:03

          4月24日,《天津市推動大規模設備更新和消費品以舊換新實施方案》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200萬千瓦。

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

          4月16日,黑龍江召開推動工業領域設備更新工作視頻會議,相關負責人介紹,下一步將計劃實施60萬千瓦靈活性改造。

          ……

          《每日經濟新聞》記者梳理發現,2016年國家能源局發布《關于下達火電靈活性改造試點項目的通知》,此后,煤電機組靈活性改造的步伐就沒有停過。

          日前,國家層面上,煤電機組靈活性改造再次發力。2月27日《關于加強電網調峰儲能和智能化調度能力建設的指導意見》(以下簡稱《指導意見》)發布,《指導意見》指出,深入開展煤電機組靈活性改造,到2027年存量煤電機組實現“應改盡改”。

          靈活性改造改什么、怎么改?這個過程中又應該如何應對所面臨的挑戰?近日,《每日經濟新聞》記者參加國務院國資委新聞中心主辦的“走進新國企•向新而行 智造未來”活動,實地探訪了位于海南省樂東黎族自治縣的國家能源集團樂東電廠,試圖在這里找到答案。

          靈活性改造的“社會賬”

          靈活性改造是為了讓煤電機組進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,并幫助電網安全穩定運行。

          早在2016年,為加快能源技術創新,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,國家能源局發出了《關于下達火電靈活性改造試點項目的通知》。

          近年來,在“雙碳”目標下,我國又進一步提出大力推動煤電節能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯動”。煤電“三改聯動”如果實施得當,將極大地助力新型電力系統的構建,推動能源清潔低碳轉型。

          國家能源集團樂東電廠生產技術部主任厲克接受《每日經濟新聞》記者采訪時表示,現在清潔能源占比越來越高,未來綠電占比肯定也會越來越高,但是清潔能源發電能力受限這個問題一直沒有解決,比如光伏設備、風力發電受光照及天氣影響較大,不能快速響應電網調頻調峰需求,這就需要火電機組在用電高峰期高負荷發電補足電力缺口,在低谷期利用火儲聯合調頻提升節能減排的水平,有效緩解電網調頻壓力。

          “從煤電來講,未來會更注重調峰性能。在新能源發電高峰時,我們要給新能源讓路,降低負荷,但同時也要考慮煤電經濟性和設備安全性。因此,在滿足新能源需求的同時,還要保障煤電生產安全。”厲克對記者解釋。

          靈活性改造的“經濟賬”

          煤電靈活性改造的好處毋庸置疑,那么,對企業來說,考慮成本和收益的“經濟賬”又該怎么算?

          記者了解到,靈活性改造成本主要來自改造投資以及靈活性運行帶來的相應損失。改造投資自不用說,煤電機組靈活性改造后,低負荷運行時機組能效下降、度電煤耗上升、燃料成本也會相應增加。同時,低負荷運行意味著相應時段的煤電發電量下降,收益就會減少。除此之外,煤電機組長時間低負荷運行對設備的損耗也不能忽視。

          樂東電廠運行部主任楊浩元對《每日經濟新聞》記者表示,《指導意見》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,最小發電出力達到30%額定負荷以下。單純從技術角度看,煤電機組負荷率降到30%以下問題不大,但是煤電機組不能長時間低負荷運行,這會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,蒸汽流動不均勻會導致超溫嚴重,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%以下時稱之為深度調峰,這對機組來說是一個很大的挑戰。在降低負荷過程中,機組設備的可靠性受到嚴峻挑戰。因為在這個過程中,機組可能需要從干態轉為濕態運行,會涉及一系列復雜的技術問題。

          而發電機組在深度調峰時,整個運行系統低負荷運行的狀態與其最佳參數設定有出入,這會降低鍋爐的運行效率,增加煤耗。“之前我們測試的時候,負荷越低煤耗越高,如果從其最佳運行狀態,也就是70%左右降到30%以下,單位煤耗會增加40克左右。”楊浩元說。

          厲克表示,靈活性改造會使機組單位發電的煤耗增加,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%以下確實是一個相對較高的標準。

          盡管有些困難,但樂東電廠并沒有停下腳步。記者注意到,在煤電機組靈活性改造方面,2018年樂東電廠完成機組深度調峰改造及近零排放改造工作,通過優化脫硝設備設施實現了全負荷脫硝的創舉,優化機組協調控制方式,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下環保排放指標優于國際水平。

          煤電機組改造后煤電發電量將會減少,在此情況下,企業積極性是否會受到影響?

          厲克對記者表示,一方面,要從長遠來看,要促進新能源加快發展和能源綠色低碳轉型;另一方面,今年開始實施煤電容量電價機制,這也會給煤電企業帶來一定的經濟補償。

          記者關注到,《關于建立煤電容量電價機制的通知》提出,煤電容量電價按照回收煤電機組一定比例固定成本的方式確定。其中,用于計算容量電價的煤電機組固定成本實行全國統一標準,為每年每千瓦330元。

          國家發展改革委有關負責同志曾指出,在現行單一制電價體系下,煤電企業只有發電才能回收成本并獲得回報。隨著煤電轉變經營發展模式,煤電機組越來越多時間“備而不用”,通過單一電量電價難以完全回收成本,近年來出現行業預期不穩等現象。此次建立容量電價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,穩定煤電行業預期、為企業吃下“定心丸”,又有利于凝聚各方共識,確保機制平穩實施。

          “現在最新的煤電機組靈活性改造具體措施還沒有公布,有了具體指導后,我們也會積極推進改造工作,截至2024年4月底,我們樂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電量短板。”厲克說。

          煤電機組靈活性改造要和新能源“聯起手來”

          提升企業改造的積極性,關鍵在于提高經濟效益。

          2022年5月,《關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案》印發,提出“按照推動煤炭和新能源優化組合的要求,鼓勵煤電企業與新能源企業開展實質性聯營”。這對破解前述經濟性難題、激發企業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靈活性改造積極性進行了有益探索。2022年出臺的《內蒙古自治區火電靈活性改造消納新能源實施細則(2022年版)》提出,自治區內發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實現實質性聯營。

          與內蒙古類似,山西、貴州將煤電企業靈活性改造與配建新能源掛鉤,在提升新能源并網規模的同時,有利于發揮出現有煤電調節優勢,降低全系統調節能力建設的投入,實現清潔與調節的取長補短。同時,煤電企業自主建設新能源項目,以帶動煤電靈活性改造,有望通過新能源盈利減輕企業靈活性改造的成本壓力,激發煤電企業改造積極性,實現煤電與新能源的統籌發展。

          樂東電廠走的就是“風光火儲氫”一體化之路。

          近年來,樂東電廠積極布局打造“風光火儲氫”一體化能源格局,大力開發風光資源,有序實現清潔能源多能互補。楊浩元介紹,公司廠內光伏裝機量達8.87兆瓦,廠外16項集中式、分布式光伏項目有序開發建設投運,預計2025年底光伏總裝機量將超400兆瓦。“我們光伏利用小時數在1300小時左右,從全國范圍來看這都是比較高的水平。”楊浩元向記者介紹。

          此外,樂東電廠還主動謀劃綠氫項目,探索解決風電消納難題。當前,公司正在推進近海風電電解海水制氫科技項目,搭建電解海水制氫中試階段關鍵技術研發平臺,同步謀劃推動近海風電電解水制氫、天然氣發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展路徑。

          不僅是國家能源集團樂東電廠自己在探索“風光火儲氫”一體化,國家能源集團還多點發力,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踐”案例成功入選,成為全國首批23個項目之一。

          在走訪過程中,國能(海南)新能源發展有限公司博鰲光伏電站站長閆亮向記者表示,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電板塊占地面積330畝,總裝機容量約20兆瓦,每年能生產約2500萬千瓦時綠電。

          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、光伏車棚、光伏欄桿、光伏通廊、光伏地磚、光伏格柵、花朵風機和集團擁有自主知識產權的全釩液流電化學儲能等形式多樣的建筑分布式發電、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。

          每日經濟新聞


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