深度 | 煤电低碳转型进入深水区

风水师任强 746 0

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  原标题:深度 | 煤电低碳转型进入深水区 来源:极星电力新闻网

  基于我国的资源禀赋,煤电长期担负着能源保供“顶梁柱、压舱石”的重任 ,并在大部分时间里保持着“高负荷 、高小时、高收益”的状态。近年来,业内一度出现唱衰甚至“妖魔化 ”煤电的声音,有的专家认为煤电装机峰值将停留在 12 亿~13 亿千瓦 。但随着极端天气频发叠加新能源高比例接入带来的调整 ,煤电再次“临危受命”,担起了保居民用电、保电网稳定的重任,迎来了新的机遇。

  (来源:微信———文章内容里广告“联系方式等等”请谨慎甄别 ,请勿模仿或用于违法行为!如后果自负!“本站不承担任何相关责任 ”“电联新媒”  作者:范蕊)

  近期,国家能源局先后发布多项有关煤电的行动方案,随着新型电力系统建设进入加速期 ,煤电低碳化转型正式进入深水区。《煤电低碳化改造建设行动方案(2024~2027 年)》提出了生物质掺烧 、绿氨掺烧、CCUS 三条重点低碳转型路径,并对掺烧提出了 10% 的比例要求 。《加快构建新型电力系统行动方案(2024~2027 年)》提出新一代煤电升级行动,明确未来煤电转型的主线任务是“清洁低碳、高效调节 、快速变负荷、启停调峰” ,关键作用是“更好发挥煤电的电力供应保障作用 ,促进新能源消纳 ”,长期目标是“应用零碳或低碳技术,促进煤电碳排放水平大幅下降”。

  未来 ,煤电既要担重任、又要降排放,将在“频繁启停 、宽负荷波动、利用小时数下滑”的道路上挣扎,还要完成自我低碳、自我净化的蜕变 ,可谓举步维艰。我们要抓关键 、转思路,以新的方式看待煤电,以新的模式管理煤电 ,长期保持煤电行业的稳定,才能保障能源供应 、经济社会发展的稳定 。

  煤电处境已大不同

  装机规模反弹

  2017 年,国家能源局印发《关于衔接“十三五 ”煤电投产规模的函》 ,叫停了超过 50 吉瓦的在建项目和超过 60 吉瓦的已核准或列规项目。由中国社科院大学和社科文献出版社在 2022 年联合发布的《世界能源蓝皮书:世界能源发展报告(2022)》提出,“十五五”期间,我国煤电装机预计新增 3000 万千瓦 ,煤电将于 2030 年达峰 ,峰值约为 12.6 亿千瓦。

  但从现状看,自 2022 年起,煤电装机年均增量在 3500 万千瓦以上 。据不完全统计 ,2024 年在建百万千瓦燃煤电厂约 116 座,预计 2025 年底装机规模将超 12.5 亿千瓦。各省纳规煤电机组容量超 3 亿千瓦,因此 ,大部分专家认为 2030 年煤电达峰的装机峰值将超过 15 亿千瓦。

  利用小时数现拐点 供电煤耗呈反弹

  2016 年,煤电利用小时数降至 4250 小时,供大于求 。2017 年 ,实施项目“停缓建” 。2021 年,用电负荷强反弹,利用小时数回升至 4600 小时以上 ,近两年,煤电装机增速提升,预计 2024 年煤电利用小时数将有所下降。“十三五 ”时期 ,煤电机组容量年均增长 3200 万千瓦 ,预计“十四五 ”将达到 3500 万千瓦,利用小时数就此下行。

  长年来,供电煤耗随着大容量、高参数机组的投产 ,落后产能的淘汰,节能改造的实施,呈现持续下降的趋势 。但随着煤电利用小时数下滑、调节为主的运行状态 ,2023 年,全口径煤电供电煤耗首次出现“不降反升”。

  “三改联动”规模接近饱和

  2021 年,国家发改委 、国家能源局印发《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》 ,“三改联动 ”开始规模化推进。“十四五”期间,煤电“三改联动”改造规模合计 6 亿千瓦左右,前两年已完成 4.85 亿千瓦 。可以说 ,“三改联动 ”虽然在资金支持方面略显不足,但却是技术最成熟、市场最稳定的煤电节能降碳措施。值得关注的是,目前现役常规机组基本改造完成 ,如无技术创新或实施高投资的热电解耦等措施 ,“十五五”也将陷入改无可改的境地。

  煤电运营成本多维度增长

  首先是燃料成本 。2022 年 2 月,国家发改委印发《关于进一步完善煤炭市场价格形成机制的通知》,明确秦皇岛港下水煤及山西、陕西 、蒙西出矿价格的合理区间 ,但在煤炭长距离运输过程中,物流费用可能高达 50%,入厂煤价格仍存在上涨风险。其次是碳排放成本。目前 ,国内碳市场价格在 90 元 / 吨左右,欧洲碳市场价格为 50~60 欧元 / 吨,差距将会逐步缩小 。2024 年 ,碳配额基准值为 0.7822 吨二氧化碳 / 兆瓦时,按 2.7725 吨二氧化碳 / 吨标准煤当量的碳排放因子测算,发电煤耗在 282 克 / 千瓦时以内的煤电机组可获得免费配额 ,部分企业需要有偿排放。最后是煤电与新能源的交互救济。“两个联营”的目的之一是新能源与煤电共同开发、共担成本,这就存在交互救济的可能,同时为了扩大清洁电量的比例 ,煤电势必会增加启停、备用成本 。

  “十四五 ”末煤电低碳转型

  直入深水区

  前文提到的两个“行动方案”均是以 2024~2027 年为时间维度 ,可见从“十四五”末开始,煤电将进入一个新的时代 。前述的问题依然存在,后续的压力将会更大。

  低碳路径需要攻坚克难

  生物质掺烧 、绿氨掺烧和 CCUS 是现阶段煤电实现自我净化的主要可行路径 ,但这三项技术均尚存未攻克的技术难点。生物质掺烧原料中氯离子、钠、钾等碱金属含量过高或掺烧比例扩大时,容易导致锅炉制粉系统堵塞 、锅炉受热面腐蚀结焦等问题;绿氨掺烧厂内设置氨罐,安全部门将其认定为重大危险源;CCUS 碳封存地质数据库、封存选址与安全监测平台尚不完善 ,源汇匹配难度大,技术与市场等问题亟待解决 。

  成本问题更是不可忽视。经初步测算,化学吸收法二氧化碳捕集成本超 300 元 / 吨 ,封存成本超 60 元 / 吨;绿氨制备成本约 3000 元 / 吨;生物质成本折算标准煤后,也接近 1000 元 / 吨。如一台煤机,耦合三条路径 ,达到减碳 50% 的效果,改造的初始投资可能高达 15 亿元 。

  新常态运行方式带来更大挑战

  深水区的常态运行方式为“宽负荷调节、快速变负荷 、频繁启停调峰 ”,会对机组可靠性及能耗水平带来极大的挑战。虽然煤电机组实施灵活性改造后 ,基本都会承诺锅炉具备 20% 的稳燃能力 ,机侧可实现 30% 的调峰,但能否规避锅炉超温 、氧化、结焦,汽轮机易发生水蚀 ,磨煤机、风机 、给水泵等辅机设备磨损加大等风险,尚未可知。同时,对供电煤耗的影响也已成为行业共识 。目前 ,某省百万千瓦机组在启停调峰的过程中,也出现了非停次数增加的情况。新建热电联产机组在设计过程中,为确保顶峰能力、足额获取容量电价 ,增加投资、增大炉膛的现象已成常态。为提升变负荷速率,配置新型储能更是煤电企业首选的技术路径,热电解耦配置电锅炉 、熔岩蓄热设施比比皆是 。由此带来的问题是 ,投资增加,但回收途径稀缺;硬件配备,但运行策略滞后;能力提升 ,但传统指标(煤耗、厂用电率等)上浮。

  公平竞争决定优胜劣汰

  新型电力系统的终极目标是系统稳定、用能清洁 ,“新能源 + 储能”与“煤电 + 清洁设施(含三大低碳化改造路径)”都是新型电力系统不可或缺的支撑底座,但在不同技术环境下,仍存在较大的竞争关系。电力市场内 ,新能源耦合储能入市,具有一定的置信容量价值,也具备一定的曲线控制能力;调频市场内 ,电化学储能 、飞轮储能等响应速度更佳,打开市场壁垒后,将冲击煤电的绝对优势 。总体讲 ,电网对任何电源的需求都是一致的,哪种路径经济性更优,哪种路径将优胜于市场 。

  需转变对煤电的认知与态度

  规划部门要转变

  供需平衡是市场的更佳状态 ,也是市场决定资源配置的本质。现阶段,电力规划仍侧重于传统模式,电力平衡过程中 ,风电装机按 5%~10% 参与平衡 ,光伏不参与,新型储能也尚未完全体现其日内调节的能力,在更大负荷评估过程中 ,对午高峰的、净负荷的关注不足,仅把火电、水电 、核电作为可靠容量,评估电力缺口 ,导致煤电机组具有永恒的建设空间。极端省份甚至出现火电装机大于更大负荷的情况 。新型电力系统特性与传统规划模式的错位,导致煤电机组的产能大于实际需求,利用小时数极速下降 ,大量沉没成本成为负累。建议建立一套符合新型电力系统技术能力的、客观有效的电力电量平衡模式,为市场优化资源配置提供支撑。

  管理部门要转变

  “一刀切 ”是伤害更大的管理模式,因地制宜、因势利导才能更有效地提升管理效力 。不同类型的机组应有其主要的基础功能 ,具备条件时,可辅以更多的功能需求,但要求纯凝 、供热机组具备同样的调节能力 ,要求在运 、延寿机组达到同等排放标准 ,要求调峰机组与高负荷机组能耗水平一致,在现有的技术环境下,还缺少支撑手段。建议在碳排放总量可控的基础上 ,制定差异化的标准,适度调整对不同机组供电煤耗、排放标准的要求,为不具备经济性改造价值的煤电机组松绑 ,由煤电企业自主选择生存路径,为整个煤电行业创造良性的生存环境。

  煤电企业自身要转变

  煤电企业也同样需要从思想意识及管理模式上转变 。进入深水区后,优胜劣汰是必然的 ,运营满 30 年不再是保障,盈利更不存在必然。但去留取决于市场需求,老旧机组运行成本低、竞价空间大;高效机组响应速率快 、调频能力强;超超临界二次再热机组碳减排成本少 ,各有优势。同时,运营管理模式要转变,要做到以市场为导向 ,以经济效益为中心 ,发与不发电看价格;运行安全性要保障机组可执行市场约定的曲线,提高新常态运行方式下的安全可靠能力 。

  (转自:极星电力新闻网)

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