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煤炭清潔高效利用是能源革命的重要一環。 2010年以前，我國電力結構主要是煤電、水電二元結構，煤電長期占比很高。隨著能源革命的深入推進和環境保護力度的不斷加大，加之新能源的發展，煤電的發電量逐步下降，2021年，我國煤電裝機容量占比49%，貢獻了65%的電量，依然在所有的發電品種中排名第一。事實上，燃煤電廠的節能減排改造從未停止。從2006年到2020年，我國煤電行業為電力行業貢獻了36%的二氧化碳減排量，累計減少二氧化碳排放達到66.7億噸。“雙碳”目標下，我國進一步提出要將煤電機組的節能降耗改造、供熱改造、靈活性改造“三改”聯動起來。煤電行業要想既能發揮兜底保障作用，還能不斷提升清潔高效發展水平，“三改聯動”是關鍵一步。
三項改造 統籌聯動實現煤電機組能效進一步提升
“三改聯動”中的“三改”指的是針對煤電機組進行的三種技術改造，分別是節能降耗改造、供熱改造和靈活性改造。節能降耗改造是為了讓煤電機組少“吃”煤、多發電，每發１度電所用的煤不能超過300克；供熱改造是為了讓煤電機組在發電的同時，還能為工業企業和周邊居民提供熱能；靈活性改造是為了讓煤電機組能隨時隨地控制自己的發電量，需要多發就多發，需要少發就少發。這三項改造如果用得好，就能相互配合，實現煤電機組能效的進一步提升；如果用得不好，就會相互制約，降低煤電機組的能效。 “煤電行業的各項技術改造工作一直沒有停步。‘十四五’期間，我省布局了大容量、高參數機組的建設，進行節能改造，每年可以節約標煤64萬噸。”山西省電力行業協會副秘書長任高認為，在眾多的技術改造中，聚焦這三項改造的主要原因就是為了降低煤炭的使用和碳排放。 晉能控股電力集團山西國錦煤電有限公司董事長王孝全說：“‘三改聯動’工作我們一直在做，節能降耗改造、供熱改造、靈活性改造，三者是相互關聯、相互影響的，我們在改造的過程中必須統籌計劃好。既要能滿足機組節能降耗，還要能實現穩定的供熱，更關鍵的一點是要為新能源騰出空間，保證電網的安全可靠。” 煤電機組三項改造、統籌聯動，不僅要求煤電行業處理好改造與生產的關系，更要求煤電行業處理好能源安全與節能降碳、傳統能源與新能源等重大關系。“三改聯動”不僅是煤電企業進一步節能減排的有效手段，更是煤電企業在現代能源體系中找準新定位、謀求新發展的必由之路。
供電靈活 供熱穩定“三改聯動”助煤電企業找到矛盾平衡點
位于晉中市的山西瑞光熱電有限責任公司是一家熱電聯產企業，供熱面積覆蓋太原、晉中兩市共約2400萬平方米，此外每年還可以提供電能33億千瓦時。在瑞光，每一臺煤電機組都要同時承擔供熱和供電兩項任務，而隨著新能源在電力系統中的占比越來越高，這些機組又多了一項新任務——配合新能源進行發電。正是這項新任務，讓機組在供熱和供電之間產生了新的矛盾。 燃煤鍋爐好比燒一鍋開水，蒸汽的動能用來發電、熱能用來供熱，而現在供電要靈活、供熱要穩定，如果僅僅為了保障供熱，那就要浪費大量的蒸汽動能，讓機組的能耗不降反升。針對這個矛盾，瑞光通過靈活性改造，找到了供電與供熱的平衡點，對蒸汽流向進行控制，解決了供電與供熱的矛盾。但在改造過程中，像這樣的問題還有許多，“三改聯動”如何實現“聯動”，考驗著每一個煤電企業。 原來的熱電聯產機組供熱量和發電量是有一一對應關系的，叫作熱電耦合。這種模式下，需要多少熱，就配套發多少電，是一種高效穩定的配合關系。“但是由于新能源的介入，煤電機組必須隨機改變它的發電量，這樣就把供電和供熱之間的對應關系打破了。”任高解釋產生供電和供熱矛盾的原因。 在改造過程中，機組的靈活性運行能力和能耗又是一個矛盾。發電機組在最佳工況時最節能，偏離了這個工況，它的能耗就會提高，但是靈活性必須要進行負荷的變動，這樣就導致了能耗的增加。 通過“三改聯動”，重新界定機組的高效工作區，這些矛盾就能迎刃而解，除了技術層面的矛盾，企業在實際操作的過程中還有一些技術層面之外的問題。“有一部分電廠由于地理位置的限制，比如離城市比較遠，不具備供熱條件，或者離工業園區較近，要統籌考慮各園區的發展。”任高認為，“一廠一策，一機一策，各廠可以根據自己的實際情況進行一項、兩項或三項的改造。對于每一臺機組的靈活性改造，應該是應改盡改。”
靈活調節 節能降耗保證電網安全穩定低碳運行
煤電與新能源，一個穩定而不夠清潔、一個清潔而不夠穩定。如果將電網比作一座天平，一端是用電需求，另一端則是各種新能源的砝碼。新能源供電充足，煤電少出力，新能源供電短缺，煤電多做功，這就對煤電機組能上能下的靈活性提出了更高改造要求。 煤電的靈活性改造主要是為服務新能源消納而進行的。“目前山西新能源的裝機占比是31.2%，到2025年，達到50%。由于新能源的波動性，隨時可能造成電網的供需失衡，所以在電網中間必須有另外等量的可調節的電源，來保證電網的安全和穩定。目前的技術條件下，煤電是最經濟、最可靠的調節電源。”任高的觀點是，必須挖掘煤電的調峰能力來滿足消納新能源的要求。 現階段，煤電已經成為深度調峰、助力新能源消納的“主力軍”之一，靈活性改造和節能改造是煤電企業的兩道“必答題”。 在節能降耗改造方面，山西國錦煤電有限公司通過“三改聯動”，為不同“汽品”的蒸汽找到了最佳利用途徑。該公司技術員任俊宇介紹：“從鍋爐出來的高品質蒸汽優先用來發電，中品質蒸汽為交城園區十余家用戶提供工業用汽，低品質蒸汽為太原和交城集中供熱。這樣就把蒸汽中的能量充分利用起來，提高了熱效率。”目前，該公司機組每發１度電，就可以節約標準煤120克，不僅實現了大幅度節能降耗，還滿足了周邊用戶的供熱、供汽需求，靈活性也獲得了提升。 通過“三改聯動”，不僅實現了煤電企業的節煤降碳，也為全社會的節能減排作出了很大貢獻。在“三改聯動”中，充分調動煤電企業的改造積極性，山西還有哪些提升的空間？中國宏觀經濟智庫聯盟專家武東升的觀點是，山西應統籌運用相關政策和資金，對技術研發和示范項目建設適當給予資金支持；鼓勵社會資本等各類投資主體參與改造；引導金融機構加大對改造項目信貸優惠力度。此外，還要積極探索建立與煤電轉型相適應的電力市場機制。
本欄目內容源自山西衛視“全方位推動高質量發展透視”本報記者杜鵑
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