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黃少中:關(guān)于西北地區(qū)煤電轉(zhuǎn)型的分析與研究
時間:2025-01-07 08:58:08

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一、研究背景與意義

當(dāng)前,世界能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)入油氣為主的發(fā)展階段,我國受資源稟賦和基礎(chǔ)設(shè)施慣性等因素影響,以煤為主的一次能源消費結(jié)構(gòu)短期內(nèi)難以發(fā)生根本改變,我國煤炭消費量占全球總消費量約50%。在“雙碳”目標(biāo)背景下,電力部門作為我國最大的碳排放來源以及終端用能電氣化的重要支撐,需要從以煤電為主體轉(zhuǎn)向高比例可再生能源、多種能源形式互補(bǔ)的新型電力系統(tǒng),轉(zhuǎn)型責(zé)任重大。

西北地區(qū)擁有豐富的煤炭資源和廣闊的地域空間,是我國傳統(tǒng)能源的重要基地。同時,在全國新型電力系統(tǒng)建設(shè)版圖中,西北地區(qū)亦是重要的新能源外送基地。西北地區(qū)新能源資源豐富,各?。▍^(qū))新能源滲透率在全國省級電力系統(tǒng)中位于前列,因而最先遇到一些轉(zhuǎn)型問題。例如,西北地區(qū)系統(tǒng)調(diào)節(jié)性資源缺乏,電力系統(tǒng)保供和新能源消納問題突出,煤電電量需求減少與容量需求增加的背離趨勢愈加明顯,缺乏電價政策和市場機(jī)制有效支持等。因此,煤電在不同轉(zhuǎn)型時期的功能定位和轉(zhuǎn)型思路有待進(jìn)一步明晰。

研究西北地區(qū)煤電轉(zhuǎn)型有助于推動西北能源結(jié)構(gòu)向清潔、低碳方向轉(zhuǎn)變,進(jìn)而服務(wù)西北經(jīng)濟(jì)社會整體綠色轉(zhuǎn)型,既符合國家關(guān)于能源安全和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求,也是推動西北實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的積極思考。以西北地區(qū)作為典型,探索其新能源高比例發(fā)展形勢下的煤電轉(zhuǎn)型之路,有助于西北能源行業(yè)把握發(fā)展節(jié)奏,并為我國其他地區(qū)的能源轉(zhuǎn)型提供借鑒參考。

二、西北地區(qū)煤電發(fā)展現(xiàn)狀、規(guī)劃與展望

(一)西北地區(qū)煤電發(fā)展現(xiàn)狀

西北電網(wǎng)包括陜甘青寧新五?。▍^(qū))電網(wǎng),是全國六大跨省電網(wǎng)之一,地域跨度位居全國之首。目前,電網(wǎng)已覆蓋五?。▍^(qū))的大部分經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū),電網(wǎng)最高交流電壓等級為750千伏。截至2023年底,西北電網(wǎng)全口徑裝機(jī)容量45443.6萬千瓦(含陜西點對網(wǎng)外送1024萬千瓦),其中水電3677.4萬千瓦、火電19109.7萬千瓦(含陜西點對網(wǎng)外送1024萬千瓦)、風(fēng)電9806.3萬千瓦、光伏12537.1萬千瓦,所占比例分別為8.09%、42.05%、21.58%、27.59%。火電裝機(jī)以煤電裝機(jī)為主,占比約為98.7%,生物質(zhì)、氣電規(guī)模很小,僅1.3%。[1]2023年西北全網(wǎng)火電裝機(jī)占全口徑裝機(jī)比重約為42.35%,2023年火電新增裝機(jī)占比約為15.56%。

表1  2023年西北電網(wǎng)各省火電現(xiàn)狀

注:數(shù)據(jù)來源于《2023年全國電力工業(yè)統(tǒng)計快報》。

從機(jī)組類型構(gòu)成看,西北電網(wǎng)全口徑機(jī)組中30萬千瓦級及以上機(jī)組裝機(jī)容量15910萬千瓦,占比約83%。內(nèi)用機(jī)組中,30萬千瓦級為主,裝機(jī)容量7721.5萬千瓦,占比約55%;外送直流配套火電中,全為60萬千瓦級及以上機(jī)組。另外,西北電網(wǎng)供熱機(jī)組7819萬千瓦,占比約41%。

表2  2023年西北電網(wǎng)火電裝機(jī)構(gòu)成  (單位:萬千瓦)

(二)西北地區(qū)煤電發(fā)展規(guī)劃(2025—2035年)

對于內(nèi)用火電,“十四五”期間規(guī)劃新增火電5539萬千瓦,目前已投產(chǎn)409萬千瓦;在建煤電3076萬千瓦;已核準(zhǔn)煤電466萬千瓦;已納規(guī)煤電1588萬千瓦。疊加生物質(zhì)發(fā)電與氣電裝機(jī),僅考慮在建、已核準(zhǔn)、已納規(guī)的項目,2025年火電裝機(jī)將達(dá)到1.66億千瓦,2030年為1.94億千瓦;在此基礎(chǔ)上,考慮1900萬待納規(guī)火電,2035年火電規(guī)模將達(dá)到2.13億千瓦。

對于外送火電,按照發(fā)展規(guī)劃,2025年西北外送直流規(guī)模將達(dá)到9531萬千瓦,2030年西北外送直流規(guī)模為15131萬千瓦,2035年西北外送直流規(guī)模為18331萬千瓦。2025年西北外送直流配套火電裝機(jī)為6312萬千瓦、2030年為8840萬千瓦、2035年為9440萬千瓦。[2]綜合考慮內(nèi)用和外送火電裝機(jī),2025年火電裝機(jī)總規(guī)模為2.29億千瓦,2030年為2.83億千瓦,2035年為3.08億千瓦。

表3  2025—2035年西北電網(wǎng)火電裝機(jī)規(guī)模  (單位:萬千瓦)

(三)西北地區(qū)煤電發(fā)展展望(2035—2060年)

伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升和工業(yè)化的進(jìn)一步深化、終端用能電氣化率的不斷提升、高技術(shù)及裝備制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展等,我國的電力需求仍將持續(xù)攀升。大量電力轉(zhuǎn)型研究對我國電力需求增長進(jìn)行了估計,從當(dāng)前到2060年,我國的電力需求整體呈現(xiàn)“先穩(wěn)定增長,后維持平衡”的發(fā)展態(tài)勢。考慮未來社會經(jīng)濟(jì)行為發(fā)展不確定性對終端產(chǎn)品需求、能源技術(shù)進(jìn)步等存在較大影響,電力需求預(yù)測值存在較大分歧,到2060年全國電力需求將達(dá)到12.16萬億~21.55萬億千瓦時,中間值約17萬億千瓦時。近五年,西北電網(wǎng)全社會用電量占全國比重約為11%,考慮到全國產(chǎn)業(yè)向西北轉(zhuǎn)移與經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段,預(yù)計2060年西北電網(wǎng)全社會用電量占全國比重約為15%,達(dá)到2.55萬億千瓦時。

根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測,2060年全國一次能源消費總量預(yù)測在56億~58億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右。同時,非化石能源占一次能源消費比重達(dá)80%左右??稍偕茉囱b機(jī)容量約為60億~90億千瓦。風(fēng)電、太陽能總裝機(jī)在45億~80億千瓦左右。煤電裝機(jī)預(yù)測值分歧較大,有研究認(rèn)為至2060年,煤電將完全退出運行;其余研究認(rèn)為部署CCUS后的煤電裝機(jī)在0~6億千瓦范圍內(nèi)。

考慮到儲能技術(shù)進(jìn)步,倘若可以解決日間、日內(nèi)電量搬移問題,保守估計跨月儲能未能取得突破,季節(jié)性缺電需靠清潔煤電解決(不考慮內(nèi)陸核電)。2060年,預(yù)計全國風(fēng)電裝機(jī)21億千瓦,太陽能裝機(jī)39億千瓦。目前,西北風(fēng)電、太陽能裝機(jī)規(guī)模占全國的比重不足25%,預(yù)計至2060年,西北風(fēng)電、太陽能裝機(jī)規(guī)模占比將達(dá)到25%,即風(fēng)電5.25億千瓦、太陽能9.75億千瓦。根據(jù)平衡分析,2060年西北電網(wǎng)仍需要火電裝機(jī)1億千瓦??紤]到部分氣電、生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組,西北電網(wǎng)需要部署CCUS的煤電裝機(jī)約在0.8億千瓦以上。需要說明的是,此火電規(guī)模預(yù)測僅從系統(tǒng)中電量平衡的角度出發(fā),若考慮系統(tǒng)安全穩(wěn)定、慣量支撐等其他需求,如不發(fā)生重大的科技進(jìn)步,所需火電規(guī)模可能還會略有增加。

三、新發(fā)展形勢下西北煤電定位與作用

(一)西北地區(qū)煤電定位與作用分析方法

在預(yù)測的負(fù)荷情況和規(guī)劃的電源建設(shè)情景下,盡量充分發(fā)揮水電作用,分析電力供需平衡,再結(jié)合新能源消納和需求側(cè)響應(yīng)需要,分析煤電發(fā)展定位。

1.用電負(fù)荷情況

2025年、2030年、2035年西北電網(wǎng)全社會最大負(fù)荷分別為1.7億千瓦,2.2億千瓦和2.6億千瓦,“十四五”“十五五”“十六五”期間年均增速分別為7.3%、5.4%和4.0%。2025年、2030年、2035年全社會用電量分別為1.2萬億千瓦時,1.5萬億千瓦時和1.8萬億千瓦時,“十四五”“十五五”“十六五”期間年均增速分別為7.5%、5.0%和3.7%。

表4  西北五省(區(qū))電力需求預(yù)測  

2.電源建設(shè)規(guī)劃

(1)水電:陜西、新疆水電少量增長,青海新增水電按外送配套考慮,預(yù)計2025年水電裝機(jī)將達(dá)到3764萬千瓦。

(2)火電:僅考慮在建、已核準(zhǔn)、已納規(guī)項目,預(yù)計2025年火電裝機(jī)將達(dá)到1.66億千瓦,2030年1.94億千瓦,2035年2.13億千瓦(1900萬待納規(guī))。

(3)新能源:根據(jù)初步規(guī)劃測算,至2035年,西北電網(wǎng)新能源總規(guī)模約9.7億千瓦,其中直流外送配套約2.5億千瓦。按前述發(fā)展規(guī)模測算和各省、區(qū)規(guī)劃情況,2025年內(nèi)用新能源裝機(jī)規(guī)模約3.2億千瓦,2030年約5.1億千瓦,2035年約7.2億千瓦。

表5  西北地區(qū)新能源發(fā)展規(guī)劃  (單位:億千瓦)

(4)抽水蓄能及儲能:截至2023年底,西北地區(qū)已建成儲能電站1093萬千瓦,已核準(zhǔn)抽水蓄能裝機(jī)2810萬千瓦,后續(xù)計算中抽水蓄能、電化學(xué)儲能等靈活性調(diào)峰電源根據(jù)系統(tǒng)需求配置。

圖1  2025—2035年西北電源裝機(jī)進(jìn)展預(yù)測

3.需求側(cè)響應(yīng)規(guī)模

按照國家相關(guān)政策,西北區(qū)域及各省電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)規(guī)模,2025年按照3%考慮,2030年按照5%考慮,2035年按照7%考慮,2025年、2030年、2035年需求側(cè)響應(yīng)規(guī)模分別為500萬千瓦、1000萬千瓦、1800萬千瓦。

表6  2025年西北地區(qū)需求側(cè)響應(yīng)能力情況  (單位:萬千瓦)


(二)西北地區(qū)煤電在新型電力系統(tǒng)中的作用和定位

以電力保供為約束邊界,綜合考慮新能源消納措施后,結(jié)合全年8760小時生產(chǎn)模擬計算,各規(guī)劃水平年主要指標(biāo)計算結(jié)果如下:

2025年西北電網(wǎng)新能源裝機(jī)占比達(dá)到61%,新能源發(fā)電量占比超過39%,已具備新型電力系統(tǒng)的基本形態(tài)。

2030年新能源規(guī)模進(jìn)一步增長,電力和電量向供應(yīng)主體轉(zhuǎn)變,新能源裝機(jī)占比超過68%,發(fā)電量占比超過53%。

2030年敏感方案下,新能源裝機(jī)占比達(dá)到66%,發(fā)電量占比超過48%。

2035年新能源繼續(xù)發(fā)展壯大,逐步成為裝機(jī)和電量的“雙主體”,新能源裝機(jī)占比達(dá)到72%,發(fā)電量占比接近59%。

“十四五”和“十五五”期間西北地區(qū)電力行業(yè)碳排放仍保持剛性增長,年均增長率分別為2.8%和0.9%(敏感方案1.5%),“十五五”期間年均增速較“十四五”期間下降1.9個百分點(敏感方案1.3個百分點)。2030年前后電力行業(yè)碳排放達(dá)到峰值,“十六五”以后電力行業(yè)碳排放開始負(fù)增長,2035年排放總量降低至6.01億噸。

圖2  西北地區(qū)電力行業(yè)碳排放測算

2025年,西北地區(qū)新型電力系統(tǒng)已具備初步雛形,新能源電量占比達(dá)到40%,新能源利用率仍按95%控制。在電力保供方面,煤電主要起頂峰作用,滿足尖峰負(fù)荷的需要。在新能源消納方面,充分挖掘常規(guī)煤電的靈活性,通過靈活性改造提升煤電機(jī)組的調(diào)峰能力。此階段,煤電裝機(jī)/負(fù)荷約為1.0,煤電機(jī)組的利用小時數(shù)約為4000小時,最小技術(shù)出力達(dá)到35%。

2030年,新能源規(guī)模進(jìn)一步增長,新能源電量占比達(dá)到50%,新能源利用率應(yīng)有所下降,可按90%考慮。2030年,煤電裝機(jī)/負(fù)荷約為0.9,煤電機(jī)組的利用小時數(shù)約為3000小時,最小技術(shù)出力達(dá)到30%。

2035年,新型電力系統(tǒng)基本建成,新能源電量占比達(dá)到60%,新能源利用率應(yīng)進(jìn)一步下降,可按80%考慮。2035年,煤電裝機(jī)/負(fù)荷約為0.8,煤電機(jī)組的利用小時數(shù)約為2500小時,最小技術(shù)出力達(dá)到20%。在這一階段,在電力保供方面,煤電主要滿足極端天氣的日電量平衡;在新能源消納方面,煤電起跨日調(diào)峰電源的作用。

2060年,新能源規(guī)模繼續(xù)壯大,“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn),新能源電量占比達(dá)到90%~120%以上(考慮儲能損耗等因素)。在電力保供方面,煤電主要滿足極端天氣的月電量平衡。在新能源消納方面,煤電起跨季調(diào)峰電源的作用。此階段,煤電裝機(jī)/負(fù)荷約為0~0.2,煤電機(jī)組的利用小時數(shù)小于2000小時,最小技術(shù)出力小于20%(可為負(fù)值)。

圖3  火電在不同發(fā)展階段的定位

四、西北地區(qū)煤電轉(zhuǎn)型思路

西北地區(qū)煤電轉(zhuǎn)型思路可按照增容控量(當(dāng)前至2030年)、控容減量(2030—2035年)和減容減量(2035—2060年)三個發(fā)展階段考慮。

(一)增容控量階段(當(dāng)前至2030年)

當(dāng)前至2030年,新能源將逐步成為發(fā)電量增量的主體,但煤電仍然是電力安全保障的“壓艙石”。煤電轉(zhuǎn)型的首要目標(biāo)是滿足基礎(chǔ)負(fù)荷的同時最大程度為系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供靈活性支撐,因此需適當(dāng)增加煤電裝機(jī),同時嚴(yán)控煤電電量增長,在2030年實現(xiàn)煤電發(fā)電量和碳排放量的“雙達(dá)峰”。

對于增量煤電機(jī)組,應(yīng)主要發(fā)揮高峰電力平衡和應(yīng)急保障作用并提供轉(zhuǎn)動慣量,保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,其設(shè)計定位應(yīng)為靈活性機(jī)組,嚴(yán)格控制新增煤電機(jī)組節(jié)能降耗標(biāo)準(zhǔn)。一方面嚴(yán)格設(shè)定能效準(zhǔn)入門檻,加強(qiáng)對新增煤電項目設(shè)計煤耗水平的管控,鼓勵提高煤電項目的前期論證、設(shè)備選擇、工藝設(shè)計等各個環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)。另一方面,提高機(jī)組參數(shù)水平,原則上新建非熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤發(fā)電項目采用60萬千瓦及以上超超臨界機(jī)組。此外,需重點圍繞西北地區(qū)“風(fēng)光火儲”一體化能源基地、主要負(fù)荷中心,兼顧調(diào)節(jié)性需求,電網(wǎng)重要節(jié)點等區(qū)域統(tǒng)籌優(yōu)化布局。

對于存量煤電機(jī)組,應(yīng)開展“三改聯(lián)動”,有序淘汰煤電落后產(chǎn)能,加快現(xiàn)役機(jī)組節(jié)能升級和靈活性改造,積極推進(jìn)供熱改造,推動煤電從主體性電源向系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源發(fā)展。

(二)控容減量階段(2030—2035年)

2030—2035年,煤電發(fā)電量、耗煤量穩(wěn)步下降,仍需新增一部分煤電裝機(jī),更多承擔(dān)系統(tǒng)調(diào)節(jié)、高峰電力平衡的功能。煤電轉(zhuǎn)型首要目標(biāo)是完成新增電力需求主要由新能源滿足,并開始逐步替代煤電發(fā)電存量,縮短峰值平臺期,深入推動煤電靈活性改造。

在開展“三改聯(lián)動”的同時,需系統(tǒng)性推進(jìn)煤電行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能。針對小容量、高能耗、老舊機(jī)組,基于環(huán)保、能效、供熱需求、區(qū)域布局、投資與經(jīng)濟(jì)性等多維度評估,實施超30年機(jī)組的規(guī)范化退役,并對10萬千瓦以下、環(huán)保不合規(guī)、缺乏改造潛力的機(jī)組予以淘汰。對于市內(nèi)部分老舊煤電機(jī)組,可考慮優(yōu)化土地利用,提升經(jīng)濟(jì)價值。同時,統(tǒng)籌在建與緩建煤電機(jī)組與落后機(jī)組的替代進(jìn)程,實現(xiàn)“上大壓小”的產(chǎn)能置換,探索對30萬千瓦及以上、運行良好的老舊機(jī)組進(jìn)行改造延壽的可能性。

1.兩棲電廠

對于存量煤電機(jī)組,可在常規(guī)燃煤電廠基礎(chǔ)上配套建設(shè)電加熱模塊、熔鹽儲能模塊和蒸汽發(fā)生模塊,將熔鹽儲熱系統(tǒng)和燃煤發(fā)電系統(tǒng)耦合起來成為發(fā)電和儲能兩棲電廠。建設(shè)包含燃煤發(fā)電和熔鹽儲熱的兩棲電廠為新型電力系統(tǒng)中新能源消納和電力供應(yīng)保障提供了新的解決途徑,既可解決季節(jié)性缺電省份煤電利用小時數(shù)不高、發(fā)電設(shè)備長期閑置問題,為新型煤電建設(shè)模式提供參考,還可最大化提高新能源利用率,降低燃煤消耗,對于新型電力系統(tǒng)中煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展具有一定的指導(dǎo)意義。

2.應(yīng)急備用電源

煤電機(jī)組具有快速響應(yīng)和調(diào)峰的能力,對于存量煤電機(jī)組,可將其轉(zhuǎn)為應(yīng)急備用電源,在電力供應(yīng)出現(xiàn)緊張或中斷時,迅速投入運行,確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。具體實施時,應(yīng)優(yōu)先選擇20萬千瓦及以上大容量、服役期滿不延壽、應(yīng)急備用條件較好的機(jī)組,對機(jī)組的安全、環(huán)保、能效等技術(shù)條件開展詳細(xì)的評估,確保轉(zhuǎn)為應(yīng)急備用電源的機(jī)組符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。此外,應(yīng)對選定的煤電機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造,引入先進(jìn)的控制系統(tǒng)和調(diào)節(jié)技術(shù),提高機(jī)組的靈活性和調(diào)節(jié)能力,使機(jī)組能夠更快速地響應(yīng)電力系統(tǒng)的需求變化。

3.調(diào)相機(jī)改造

在電力系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)的調(diào)相功能主要指的是發(fā)電機(jī)在不發(fā)電或發(fā)出有功功率很小的情況下,向系統(tǒng)提供或吸收無功功率,以調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓。對于退役煤電機(jī)組,可以開展調(diào)相功能改造,使煤電機(jī)組能夠在低負(fù)荷或空載狀態(tài)下,更有效地提供或吸收無功功率,從而幫助維持電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。

(三)減容減量階段(2035—2060年)

2035—2060年,在此前轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)上,煤電轉(zhuǎn)型的遠(yuǎn)期展望目標(biāo)是推進(jìn)煤電機(jī)組應(yīng)退盡退,向調(diào)峰煤電、應(yīng)急備用和安全穩(wěn)定電源轉(zhuǎn)變;同時通過部署生物質(zhì)能-碳捕集與封存(BECCS)技術(shù),實現(xiàn)加速減排。

國網(wǎng)能源研究院發(fā)布的《中國電源發(fā)展分析報告2023》提出,我國煤電機(jī)組將于2036年出現(xiàn)第一次退役尖峰,當(dāng)年退役規(guī)模達(dá)8700萬千瓦,2039年出現(xiàn)第二次退役尖峰,當(dāng)年退役規(guī)模達(dá)6200萬千瓦。由此可見,2035年后,隨著風(fēng)光發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用及成本不斷下降,疊加煤電達(dá)到甚至超過30年的壽命期進(jìn)入自然淘汰階段,電力系統(tǒng)具備加速轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)和條件。2050年之后,隨著氫能的技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步,對煤電將實行應(yīng)退盡退。

2023年,國家能源局發(fā)布的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》提出,我國用電需求在2045年前后達(dá)到飽和,新能源逐步成為發(fā)電量結(jié)構(gòu)主體電源。屆時,煤電已完全轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)調(diào)節(jié)性電源,服務(wù)于高比例可再生能源消納,并提供應(yīng)急保障和備用容量。因此,到2050年前應(yīng)保留適量煤電機(jī)組提供調(diào)峰及其他調(diào)節(jié)服務(wù)。2050年以后隨著大量燃煤機(jī)組退役,應(yīng)將退役機(jī)組分為應(yīng)急備用和戰(zhàn)略備用兩類,應(yīng)急備用機(jī)組每年開機(jī)數(shù)次保障用電負(fù)荷尖峰時期緊急電力缺口,利用小時在1000小時以內(nèi);戰(zhàn)略備用機(jī)組廠房平時停水停電不備煤,機(jī)組處于封存狀態(tài),作為應(yīng)急安保電源僅在必要時開啟。

此外,通過對存量燃煤機(jī)組采用燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電結(jié)合CCS/CCUS改造,加大燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電摻燒比例,推動煤電機(jī)組向低碳甚至零碳電源轉(zhuǎn)變,盡快將BECCS納入碳中和關(guān)鍵技術(shù)體系,為煤電資產(chǎn)在碳中和時代綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展之路提供支撐。

五、西北地區(qū)煤電轉(zhuǎn)型舉措

“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)的落實將重構(gòu)發(fā)電行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),對煤電行業(yè)產(chǎn)生深刻影響。從電力市場建設(shè)、煤電科技創(chuàng)新和煤電轉(zhuǎn)型方式三方面提出以下轉(zhuǎn)型舉措。

(一)深化電力市場建設(shè)

1.建立三部制煤電電價

建立新的煤電市場機(jī)制,將目前現(xiàn)有煤電電價分解為容量電價、靈活性市場電價及電能量市場電價,形成三部制電價機(jī)制,使電價構(gòu)成更加清晰合理,充分體現(xiàn)煤電提供電力安全保障的電力容量、提供靈活調(diào)節(jié)能力的輔助服務(wù)和提供能量保障的發(fā)電量等功能。

2.完善傳統(tǒng)電源的容量成本回收機(jī)制

傳統(tǒng)煤電機(jī)組的成本主要集中在固定投資費用、檢修改造費用、日常維護(hù)費用、較高的啟停費用以及低負(fù)荷運行帶來的額外成本方面。為促進(jìn)煤電機(jī)組固定成本補(bǔ)償?shù)娜采w,應(yīng)推動容量電價回收固定成本的比例提升至100%,并建立與機(jī)組情況相適應(yīng)的容量補(bǔ)償電價機(jī)制,定期進(jìn)行核算更新。同時,隨著新能源發(fā)電占比提升,應(yīng)擴(kuò)大容量電價范圍至新型儲能,以體現(xiàn)其容量價值,促進(jìn)健康發(fā)展。中遠(yuǎn)期應(yīng)推動建設(shè)容量市場機(jī)制,通過市場競爭形成容量價格,優(yōu)化發(fā)電資源配置,并為靈活性改造和戰(zhàn)略備用機(jī)組提供容量支付,保障電力系統(tǒng)長期容量充裕性。此外,在煤電功能定位轉(zhuǎn)變中,引入發(fā)電容量成本回收機(jī)制,解決煤電擱淺資產(chǎn)補(bǔ)償問題,保障發(fā)電企業(yè)積極性,同時鼓勵靈活電源進(jìn)入市場,滿足電力安全可靠供應(yīng)。

3.完善輔助服務(wù)市場機(jī)制

調(diào)峰輔助服務(wù)是指并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組能夠根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)峰需求而有計劃地、按照一定調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)發(fā)電出力、改變機(jī)組運行狀態(tài)所提供的調(diào)節(jié)服務(wù),包括深度調(diào)峰和啟停調(diào)峰。在高可再生能源滲透率的新型電力系統(tǒng)中,煤電正由基荷電源向調(diào)節(jié)型電源轉(zhuǎn)變,低利用小時數(shù)將成為新常態(tài)。為適應(yīng)這一變化,輔助服務(wù)市場需引入多樣化交易品種,如靈活性爬坡、轉(zhuǎn)動慣量等,以及多元化資源,包括自備機(jī)組,以增強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。同時,應(yīng)精細(xì)化輔助服務(wù)費用的分?jǐn)倷C(jī)制,確保費用來源和方式的多樣化,合理疏導(dǎo)至新能源和用戶側(cè)。此外,需求側(cè)輔助服務(wù)市場的完善將有助于進(jìn)一步挖掘工業(yè)用戶調(diào)峰潛力,減少煤電出力,促進(jìn)新能源消納。

4.完善峰谷分時電價機(jī)制

為充分發(fā)揮可平移的調(diào)節(jié)潛力,應(yīng)拉大峰谷電價價差,盡快推動尖峰電價機(jī)制的完善,適時建立深谷電價機(jī)制,強(qiáng)化價格信號引導(dǎo)作用;銜接電力市場建設(shè),鼓勵電力中長期合同分時段簽約分時價格設(shè)置,已開展現(xiàn)貨試點地區(qū),根據(jù)市場歷史價格數(shù)據(jù)及時調(diào)整分時方式與系數(shù),推進(jìn)政府定價與市場定價協(xié)調(diào)發(fā)展;擴(kuò)大實施范圍,覆蓋工商業(yè)用戶,并鼓勵農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電、居民用電自愿執(zhí)行,促進(jìn)電力資源在更大范圍優(yōu)化配置。

5.建立全國或區(qū)域統(tǒng)一電力市場,解決省間煤電交易障礙,優(yōu)化資源配置

研究制定全國或區(qū)域統(tǒng)一的電力市場交易規(guī)則,包括準(zhǔn)入、交易、結(jié)算、監(jiān)管等方面的具體規(guī)定,鼓勵煤電企業(yè)積極參與電力市場交易,通過市場競爭優(yōu)化資源配置。加大投入,建設(shè)和完善電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,提高電網(wǎng)的傳輸能力和穩(wěn)定性,推動省際電網(wǎng)互聯(lián)互通,實現(xiàn)電力資源的跨省跨區(qū)優(yōu)化配置。

(二)鼓勵科技創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)型

1.研發(fā)煤電機(jī)組適用的低碳技術(shù)

通過發(fā)展CCUS(碳捕集、利用與封存)技術(shù)減少二氧化碳排放,創(chuàng)新推動低碳和零碳排放技術(shù),降低燃煤機(jī)組的碳排放量,使燃煤機(jī)組能夠?qū)崿F(xiàn)超低碳排放。

2.提高煤電機(jī)組的運行能效

通過研發(fā)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)技術(shù)、汽輪機(jī)高背壓改造等先進(jìn)技術(shù)提高燃煤機(jī)組的效率。同時,可通過汽輪機(jī)通流改造、鍋爐和汽輪機(jī)冷端余熱深度利用改造等節(jié)能改造項目提升機(jī)組的能效水平。此外,還可通過燃煤耦合農(nóng)林廢棄物、市政污泥等多元化燃料利用提高煤電的效率。

3.提升煤電機(jī)組的靈活調(diào)峰能力

研發(fā)新一代超凈超靈活智能煤電機(jī)組及其配套控制系統(tǒng),通過研發(fā)先進(jìn)的燃燒技術(shù)和控制系統(tǒng),如富氧燃燒、智能控制等,以提高機(jī)組的響應(yīng)速度和負(fù)荷調(diào)節(jié)能力。通過實施汽輪機(jī)抽汽、高壓電極鍋爐、儲熱罐等技術(shù)改造,增強(qiáng)機(jī)組在供熱季和非供熱季的調(diào)峰能力。

4.研發(fā)節(jié)水型清潔煤電技術(shù)

西北地區(qū)煤炭資源豐富,但水資源相對匱乏。建議西北地區(qū)煤電行業(yè)優(yōu)先發(fā)展節(jié)水型清潔煤電技術(shù),如干式冷卻系統(tǒng),減少水資源消耗。此外,西北地區(qū)煤電行業(yè)還可以通過提高用水效率、探索非常規(guī)水資源利用進(jìn)一步促進(jìn)節(jié)水和清潔轉(zhuǎn)型。

(三)完善煤電轉(zhuǎn)型方式

1.燃煤機(jī)組摻燒生物質(zhì)和綠氨

利用農(nóng)林廢棄物、沙生植物、能源植物等生物質(zhì)資源,實施煤電機(jī)組耦合生物質(zhì)發(fā)電,以降低燃煤消耗和碳排放水平。此外,可以使用風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源制備的綠氫、綠氨,替代一定比例燃煤進(jìn)行清潔高效耦合燃燒,有效降低煤電碳排放水平。

2.鼓勵煤電與煤炭、可再生能源聯(lián)營

煤電與煤炭聯(lián)營可通過整合煤炭開采和電力生產(chǎn),形成穩(wěn)定的供應(yīng)鏈,降低成本并提高能源利用效率,有助于構(gòu)建長期穩(wěn)定的合作關(guān)系,減少市場煤價波動對電力成本的影響,實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置和利益共享、風(fēng)險共擔(dān)。煤電與新能源聯(lián)營能夠?qū)崿F(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和互補(bǔ),提高能源利用效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。煤電企業(yè)可以利用新能源的清潔特性,降低自身的碳排放和環(huán)境影響,同時新能源的不穩(wěn)定性和間歇性可以通過煤電的調(diào)峰能力得到有效補(bǔ)充。

3.新能源指標(biāo)置換實現(xiàn)煤電替代

新能源指標(biāo)置換通過賦予煤電廠等比例的新能源項目開發(fā)權(quán)益,替代其既有煤電產(chǎn)能的容量指標(biāo)。在促進(jìn)煤電機(jī)組有序替代、縮減傳統(tǒng)煤電產(chǎn)能的同時,實現(xiàn)了對煤電廠既有資源與人力資源的高效再利用。新能源指標(biāo)置換不僅可提升資源利用效率,還有助于緩解煤電行業(yè)轉(zhuǎn)型對員工群體的潛在沖擊,為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供更為平穩(wěn)的過渡路徑。


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