30万千瓦级煤电机组如何兼顾调峰与供热山东思路来了

  2024年9月2日，北京大学能源研究院和山东省热电设计院联合发布报告《基于灵活调峰和稳定供热前提下，山东省30万千瓦级煤电机组优化思路》（以下简称“《报告》”）。《报告》在山东省能源局委托和指导下，旨在推动山东省30万千瓦级煤电机组适应新形势下的新定位、提升新功能、拓展新模式，在保障能源安全供应和节能减排的同时，提升可再次生产的能源消纳水平。

  山东省作为我国供电和供热需求大省，煤电装机和新能源装机均超过1亿千瓦。其中，煤电在供电、供热和提供电力系统灵活性方面均扮演着重要角色。随着煤电行业转变发展方式与经济转型的持续深入，山东省不同大小煤电机组的中近期功能定位已逐渐明确，60万千瓦及以上的大型煤电机组以承担电力电量保供任务为主；30万千瓦以下级的小型燃煤机组主要提供工业供热；30万千瓦级煤电机组的发展趋势则以灵活调峰为主，并在稳定供热中发挥主力作用。

  目前，山东省有140台30万千瓦级煤电机组，总计4641.5万千瓦，在全省煤电总装机中占比超过四成，这些机组以效率较低的亚临界机组为主，投产时间较早。北京大学能源研究院在此前研究中提出，预计2030年前，山东省30万千瓦以下的小燃煤机组将完成约60%的净淘汰。在小燃煤机组“能退尽退”之后，30万千瓦级煤电机组将成为山东省煤电转型优化的主要群体。

  为合理规划优化退出路径，《报告》考虑电力调峰、电力和热力供需情况、山东省非煤调节资源和非煤供热资源潜力，对未来30万千瓦级煤电机组装机规模和影响因素进行了预测及分析。《报告》认为，在电力方面，预计到2025年前后，30万千瓦级煤电机组仍将承担重要的电量供应功能，机组退役潜力有限。到2030年及之后，气电将成为山东省电力保供和调峰的关键资源。同时，加快部署新型储能和需求响应，将有减少电力保供、调峰对30万千瓦级煤电机组的依赖，推动机组远期退出。但必须要格外注意的是，可再次生产的能源发展的不确定性将制约着这类机组的退出进程。

  热力方面，2023年，30万千瓦级煤电机组承担了山东省13%的工业供热和32%的居民供暖，预计在2030年-2040年间，其将在供热方面提供重要支撑。届时，增加大煤电机组供热量、提升核电和气电供热能力等措施将有利于推动30万千万级煤电的退出。与此同时，由于30万千瓦以下级的小机组提供了全省80%以上的供热量，该类型机组的退出步伐会很大程度地影响30万千瓦级煤电机组的发展规模。

  《报告》认为，如何兼顾灵活调峰和稳定供热是亟需解决的核心挑战，研究团队在《报告》中将挑战进一步细分为五个方面，即热电机组在“以热定电”工况下的天然矛盾、深度调峰增加机组供电煤耗、频繁调峰影响机组寿命、机组负荷波动带来的环境污染增加，以及电热矛盾造成的电厂经营风险提升。

  为解决上述挑战，《报告》提出，在近中期，各电厂应该依据自己情况和资源禀赋，选择比较适合自己的热电解耦技术，如低压缸零出力、高低旁路蒸汽供热改造等，以提升机组的灵活性，并深入挖掘机组供热潜力。在中远期，电厂则应加快电锅炉、蓄热水罐、熔盐储能等技术的布局和应用。

  此外，《报告》也针对30万千瓦级煤电机组的优化提出了有关政策建议和保障措施，具体包括：科学制定30万千瓦级煤电的发展路径；加强灵活性改造方面的政策支持力度；加强供热改造和系统优化；全力发展非煤灵活性资源和非煤供热资源；加强完善电力市场建设；加强热电解耦技术攻关；提升煤电机组综合能源服务能力。

  北京大学能源研究院特聘研究员杨富强表示，近年来，山东省高度关注煤电行业转变发展方式与经济转型，相继印发全省煤电行业转型升级行动方案和供暖燃煤锅炉清洁替代行动方案，煤电转型工作已走在全国前列。《报告》在对30万千瓦级煤电机组的现状和趋势做科学分析的基础上，为山东省这一等级机组改造退出行动方案的制定提供研究支撑，并对山东省煤电行业高水平发展进行了有益探索。

  山东省热电设计院刘博院长表示，在“双碳”目标和新旧动能转换背景下，如何夯实煤电兜底保障作用，增强电力热力保供能力，支撑新型电力系统建设，对30万千瓦级煤电机组的高水平质量的发展提出了新的更加高的要求。《报告》在充分剖析山东省煤电行业转型发展背景、现状和未来发展定位基础上，从对调峰供需和热力供需两大方面的深入分析，提出了山东省这一等级煤电机组的优化思路，对助推山东未来从热电大省迈向热电强省，做出新旧动能转换的热电贡献起到了一定的技术支撑作用。

  自然资源保护协会能源转型项目主管冷茜强调，山东煤电装机规模位居全国第二，光伏装机全国第一，风电装机全国第五。风光的高比例接入给电网造成了很大压力，而中型煤电机组能够给大家提供灵活调峰的服务。此外，煤电在山东省还承担着供电和供热的重任。30万千瓦中型煤电机组在山东占比达到40%。山东如何最大限度的发挥这些中型机组的作用，对电力保供、工业与居民供热、以及提供灵活性来说至关重要。《报告》考虑了电力平衡、电量平衡、热力平衡、调峰平衡，提出了30万千瓦机组未来的发展路径，并且对比了多项热电解耦技术，旨在提升能源利用效率，同时改善煤电厂的经济性，助力可再次生产的能源的高比例消纳的同时，保障山东省供热安全稳定。

  山东省能源局和部分市发改委、热电企业、科研院所及多家媒体总计近100人参加了本次发布会。据了解，北京大学能源研究院是北京大学下属独立科研实体机构。研究院以国家能源发展的策略需求为导向，立足能源领域全局及国际前沿，利用北京大学学科门类齐全的优势，聚焦制约我国能源行业发展的重大战略和科技问题，致力于打造国际水平的能源智库和能源科学技术研发推广平台。山东省热电设计院创建于1993年，是集电力、市政、新能源、环保等工程咨询、设计和工程总承包于一体的综合性设计单位，累计设计热电工程700余项，总装机1900万千瓦；市政热力管网900余项，近4000公里；编制了包括各类规划在内的800余项咨询报告，为热电行业的健康发展作出了贡献，在国内热电设计领域拥有良好声誉和较高知名度。