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【全方位推动高质量发展透视】“三改联动”:煤电节能降碳关键一步

2022-10-21
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煤炭清洁高效利用是能源革命的重要一环。
  2010年以前,我国电力结构主要是煤电、水电二元结构,煤电长期占比很高。随着能源革命的深入推进和环境保护力度的不断加大,加之新能源的发展,煤电的发电量逐步下降,2021年,我国煤电装机容量占比49%,贡献了65%的电量,依然在所有的发电品种中排名第一。事实上,燃煤电厂的节能减排改造从未停止。从2006年到2020年,我国煤电行业为电力行业贡献了36%的二氧化碳减排量,累计减少二氧化碳排放达到66.7亿吨。“双碳”目标下,我国进一步提出要将煤电机组的节能降耗改造、供热改造、灵活性改造“三改”联动起来。煤电行业要想既能发挥兜底保障作用,还能不断提升清洁高效发展水平,“三改联动”是关键一步。
  三项改造 统筹联动
  实现煤电机组能效进一步提升

  “三改联动”中的“三改”指的是针对煤电机组进行的三种技术改造,分别是节能降耗改造、供热改造和灵活性改造。节能降耗改造是为了让煤电机组少“吃”煤、多发电,每发1度电所用的煤不能超过300克;供热改造是为了让煤电机组在发电的同时,还能为工业企业和周边居民提供热能;灵活性改造是为了让煤电机组能随时随地控制自己的发电量,需要多发就多发,需要少发就少发。这三项改造如果用得好,就能相互配合,实现煤电机组能效的进一步提升;如果用得不好,就会相互制约,降低煤电机组的能效。
  “煤电行业的各项技术改造工作一直没有停步。‘十四五’期间,我省布局了大容量、高参数机组的建设,进行节能改造,每年可以节约标煤64万吨。”山西省电力行业协会副秘书长任高认为,在众多的技术改造中,聚焦这三项改造的主要原因就是为了降低煤炭的使用和碳排放。
  晋能控股电力集团山西国锦煤电有限公司董事长王孝全说:“‘三改联动’工作我们一直在做,节能降耗改造、供热改造、灵活性改造,三者是相互关联、相互影响的,我们在改造的过程中必须统筹计划好。既要能满足机组节能降耗,还要能实现稳定的供热,更关键的一点是要为新能源腾出空间,保证电网的安全可靠。”
  煤电机组三项改造、统筹联动,不仅要求煤电行业处理好改造与生产的关系,更要求煤电行业处理好能源安全与节能降碳、传统能源与新能源等重大关系。“三改联动”不仅是煤电企业进一步节能减排的有效手段,更是煤电企业在现代能源体系中找准新定位、谋求新发展的必由之路。
  供电灵活 供热稳定
  “三改联动”助煤电企业找到矛盾平衡点
  位于晋中市的山西瑞光热电有限责任公司是一家热电联产企业,供热面积覆盖太原、晋中两市共约2400万平方米,此外每年还可以提供电能33亿千瓦时。在瑞光,每一台煤电机组都要同时承担供热和供电两项任务,而随着新能源在电力系统中的占比越来越高,这些机组又多了一项新任务——配合新能源进行发电。正是这项新任务,让机组在供热和供电之间产生了新的矛盾。
  燃煤锅炉好比烧一锅开水,蒸汽的动能用来发电、热能用来供热,而现在供电要灵活、供热要稳定,如果仅仅为了保障供热,那就要浪费大量的蒸汽动能,让机组的能耗不降反升。针对这个矛盾,瑞光通过灵活性改造,找到了供电与供热的平衡点,对蒸汽流向进行控制,解决了供电与供热的矛盾。但在改造过程中,像这样的问题还有许多,“三改联动”如何实现“联动”,考验着每一个煤电企业。
  原来的热电联产机组供热量和发电量是有一一对应关系的,叫作热电耦合。这种模式下,需要多少热,就配套发多少电,是一种高效稳定的配合关系。“但是由于新能源的介入,煤电机组必须随机改变它的发电量,这样就把供电和供热之间的对应关系打破了。”任高解释产生供电和供热矛盾的原因。
  在改造过程中,机组的灵活性运行能力和能耗又是一个矛盾。发电机组在最佳工况时最节能,偏离了这个工况,它的能耗就会提高,但是灵活性必须要进行负荷的变动,这样就导致了能耗的增加。
  通过“三改联动”,重新界定机组的高效工作区,这些矛盾就能迎刃而解,除了技术层面的矛盾,企业在实际操作的过程中还有一些技术层面之外的问题。“有一部分电厂由于地理位置的限制,比如离城市比较远,不具备供热条件,或者离工业园区较近,要统筹考虑各园区的发展。”任高认为,“一厂一策,一机一策,各厂可以根据自己的实际情况进行一项、两项或三项的改造。对于每一台机组的灵活性改造,应该是应改尽改。”
灵活调节 节能降耗
  保证电网安全稳定低碳运行
  煤电与新能源,一个稳定而不够清洁、一个清洁而不够稳定。如果将电网比作一座天平,一端是用电需求,另一端则是各种新能源的砝码。新能源供电充足,煤电少出力,新能源供电短缺,煤电多做功,这就对煤电机组能上能下的灵活性提出了更高改造要求。
  煤电的灵活性改造主要是为服务新能源消纳而进行的。“目前山西新能源的装机占比是31.2%,到2025年,达到50%。由于新能源的波动性,随时可能造成电网的供需失衡,所以在电网中间必须有另外等量的可调节的电源,来保证电网的安全和稳定。目前的技术条件下,煤电是最经济、最可靠的调节电源。”任高的观点是,必须挖掘煤电的调峰能力来满足消纳新能源的要求。
  现阶段,煤电已经成为深度调峰、助力新能源消纳的“主力军”之一,灵活性改造和节能改造是煤电企业的两道“必答题”。
  在节能降耗改造方面,山西国锦煤电有限公司通过“三改联动”,为不同“汽品”的蒸汽找到了最佳利用途径。该公司技术员任俊宇介绍:“从锅炉出来的高品质蒸汽优先用来发电,中品质蒸汽为交城园区十余家用户提供工业用汽,低品质蒸汽为太原和交城集中供热。这样就把蒸汽中的能量充分利用起来,提高了热效率。”目前,该公司机组每发1度电,就可以节约标准煤120克,不仅实现了大幅度节能降耗,还满足了周边用户的供热、供汽需求,灵活性也获得了提升。
  通过“三改联动”,不仅实现了煤电企业的节煤降碳,也为全社会的节能减排作出了很大贡献。在“三改联动”中,充分调动煤电企业的改造积极性,山西还有哪些提升的空间?中国宏观经济智库联盟专家武东升的观点是,山西应统筹运用相关政策和资金,对技术研发和示范项目建设适当给予资金支持;鼓励社会资本等各类投资主体参与改造;引导金融机构加大对改造项目信贷优惠力度。此外,还要积极探索建立与煤电转型相适应的电力市场机制。(杜鹃)

  

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