“三改聯(lián)動(dòng)”：煤電節(jié)能降碳關(guān)鍵一步

煤炭清潔高效利用是能源革命的重要一環(huán)。

2010年以前，我國(guó)電力結(jié)構(gòu)主要是煤電、水電二元結(jié)構(gòu)，煤電長(zhǎng)期占比很高。隨著能源革命的深入推進(jìn)和環(huán)境保護(hù)力度的不斷加大，加之新能源的發(fā)展，煤電的發(fā)電量逐步下降，2021年，我國(guó)煤電裝機(jī)容量占比49%，貢獻(xiàn)了65%的電量，依然在所有的發(fā)電品種中排名第一。事實(shí)上，燃煤電廠的節(jié)能減排改造從未停止。從2006年到2020年，我國(guó)煤電行業(yè)為電力行業(yè)貢獻(xiàn)了36%的二氧化碳減排量，累計(jì)減少二氧化碳排放達(dá)到66.7億噸。“雙碳”目標(biāo)下，我國(guó)進(jìn)一步提出要將煤電機(jī)組的節(jié)能降耗改造、供熱改造、靈活性改造“三改”聯(lián)動(dòng)起來。煤電行業(yè)要想既能發(fā)揮兜底保障作用，還能不斷提升清潔高效發(fā)展水平，“三改聯(lián)動(dòng)”是關(guān)鍵一步。

三項(xiàng)改造 統(tǒng)籌聯(lián)動(dòng)

實(shí)現(xiàn)煤電機(jī)組能效進(jìn)一步提升

“三改聯(lián)動(dòng)”中的“三改”指的是針對(duì)煤電機(jī)組進(jìn)行的三種技術(shù)改造，分別是節(jié)能降耗改造、供熱改造和靈活性改造。節(jié)能降耗改造是為了讓煤電機(jī)組少“吃”煤、多發(fā)電，每發(fā)１度電所用的煤不能超過300克；供熱改造是為了讓煤電機(jī)組在發(fā)電的同時(shí)，還能為工業(yè)企業(yè)和周邊居民提供熱能；靈活性改造是為了讓煤電機(jī)組能隨時(shí)隨地控制自己的發(fā)電量，需要多發(fā)就多發(fā)，需要少發(fā)就少發(fā)。這三項(xiàng)改造如果用得好，就能相互配合，實(shí)現(xiàn)煤電機(jī)組能效的進(jìn)一步提升；如果用得不好，就會(huì)相互制約，降低煤電機(jī)組的能效。

“煤電行業(yè)的各項(xiàng)技術(shù)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(shù)機(jī)組的建設(shè)，進(jìn)行節(jié)能改造，每年可以節(jié)約標(biāo)煤64萬噸。”山西省電力行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)任高認(rèn)為，在眾多的技術(shù)改造中，聚焦這三項(xiàng)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(tuán)山西國(guó)錦煤電有限公司董事長(zhǎng)王孝全說：“‘三改聯(lián)動(dòng)’工作我們一直在做，節(jié)能降耗改造、供熱改造、靈活性改造，三者是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的，我們?cè)诟脑斓倪^程中必須統(tǒng)籌計(jì)劃好。既要能滿足機(jī)組節(jié)能降耗，還要能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的供熱，更關(guān)鍵的一點(diǎn)是要為新能源騰出空間，保證電網(wǎng)的安全可靠。”

煤電機(jī)組三項(xiàng)改造、統(tǒng)籌聯(lián)動(dòng)，不僅要求煤電行業(yè)處理好改造與生產(chǎn)的關(guān)系，更要求煤電行業(yè)處理好能源安全與節(jié)能降碳、傳統(tǒng)能源與新能源等重大關(guān)系。“三改聯(lián)動(dòng)”不僅是煤電企業(yè)進(jìn)一步節(jié)能減排的有效手段，更是煤電企業(yè)在現(xiàn)代能源體系中找準(zhǔn)新定位、謀求新發(fā)展的必由之路。

供電靈活 供熱穩(wěn)定

“三改聯(lián)動(dòng)”助煤電企業(yè)找到矛盾平衡點(diǎn)

位于晉中市的山西瑞光熱電有限責(zé)任公司是一家熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，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(shí)。在瑞光，每一臺(tái)煤電機(jī)組都要同時(shí)承擔(dān)供熱和供電兩項(xiàng)任務(wù)，而隨著新能源在電力系統(tǒng)中的占比越來越高，這些機(jī)組又多了一項(xiàng)新任務(wù)——配合新能源進(jìn)行發(fā)電。正是這項(xiàng)新任務(wù)，讓機(jī)組在供熱和供電之間產(chǎn)生了新的矛盾。

燃煤鍋爐好比燒一鍋開水，蒸汽的動(dòng)能用來發(fā)電、熱能用來供熱，而現(xiàn)在供電要靈活、供熱要穩(wěn)定，如果僅僅為了保障供熱，那就要浪費(fèi)大量的蒸汽動(dòng)能，讓機(jī)組的能耗不降反升。針對(duì)這個(gè)矛盾，瑞光通過靈活性改造，找到了供電與供熱的平衡點(diǎn)，對(duì)蒸汽流向進(jìn)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(lián)動(dòng)”如何實(shí)現(xiàn)“聯(lián)動(dòng)”，考驗(yàn)著每一個(gè)煤電企業(yè)。

原來的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組供熱量和發(fā)電量是有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的，叫作熱電耦合。這種模式下，需要多少熱，就配套發(fā)多少電，是一種高效穩(wěn)定的配合關(guān)系。“但是由于新能源的介入，煤電機(jī)組必須隨機(jī)改變它的發(fā)電量，這樣就把供電和供熱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系打破了。”任高解釋產(chǎn)生供電和供熱矛盾的原因。

在改造過程中，機(jī)組的靈活性運(yùn)行能力和能耗又是一個(gè)矛盾。發(fā)電機(jī)組在最佳工況時(shí)最節(jié)能，偏離了這個(gè)工況，它的能耗就會(huì)提高，但是靈活性必須要進(jìn)行負(fù)荷的變動(dòng)，這樣就導(dǎo)致了能耗的增加。

通過“三改聯(lián)動(dòng)”，重新界定機(jī)組的高效工作區(qū)，這些矛盾就能迎刃而解，除了技術(shù)層面的矛盾，企業(yè)在實(shí)際操作的過程中還有一些技術(shù)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(yuǎn)，不具備供熱條件，或者離工業(yè)園區(qū)較近，要統(tǒng)籌考慮各園區(qū)的發(fā)展。”任高認(rèn)為，“一廠一策，一機(jī)一策，各廠可以根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行一項(xiàng)、兩項(xiàng)或三項(xiàng)的改造。對(duì)于每一臺(tái)機(jī)組的靈活性改造，應(yīng)該是應(yīng)改盡改。”

靈活調(diào)節(jié) 節(jié)能降耗

保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定低碳運(yùn)行

煤電與新能源，一個(gè)穩(wěn)定而不夠清潔、一個(gè)清潔而不夠穩(wěn)定。如果將電網(wǎng)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(duì)煤電機(jī)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(wù)新能源消納而進(jìn)行的。“目前山西新能源的裝機(jī)占比是31.2%，到2025年，達(dá)到50%。由于新能源的波動(dòng)性，隨時(shí)可能造成電網(wǎng)的供需失衡，所以在電網(wǎng)中間必須有另外等量的可調(diào)節(jié)的電源，來保證電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定。目前的技術(shù)條件下，煤電是最經(jīng)濟(jì)、最可靠的調(diào)節(jié)電源。”任高的觀點(diǎn)是，必須挖掘煤電的調(diào)峰能力來滿足消納新能源的要求。

現(xiàn)階段，煤電已經(jīng)成為深度調(diào)峰、助力新能源消納的“主力軍”之一，靈活性改造和節(jié)能改造是煤電企業(yè)的兩道“必答題”。

在節(jié)能降耗改造方面，山西國(guó)錦煤電有限公司通過“三改聯(lián)動(dòng)”，為不同“汽品”的蒸汽找到了最佳利用途徑。該公司技術(shù)員任俊宇介紹：“從鍋爐出來的高品質(zhì)蒸汽優(yōu)先用來發(fā)電，中品質(zhì)蒸汽為交城園區(qū)十余家用戶提供工業(yè)用汽，低品質(zhì)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(jī)組每發(fā)１度電，就可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤120克，不僅實(shí)現(xiàn)了大幅度節(jié)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(lián)動(dòng)”，不僅實(shí)現(xiàn)了煤電企業(yè)的節(jié)煤降碳，也為全社會(huì)的節(jié)能減排作出了很大貢獻(xiàn)。在“三改聯(lián)動(dòng)”中，充分調(diào)動(dòng)煤電企業(yè)的改造積極性，山西還有哪些提升的空間？中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)智庫聯(lián)盟專家武東升的觀點(diǎn)是，山西應(yīng)統(tǒng)籌運(yùn)用相關(guān)政策和資金，對(duì)技術(shù)研發(fā)和示范項(xiàng)目建設(shè)適當(dāng)給予資金支持；鼓勵(lì)社會(huì)資本等各類投資主體參與改造；引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)加大對(duì)改造項(xiàng)目信貸優(yōu)惠力度。此外，還要積極探索建立與煤電轉(zhuǎn)型相適應(yīng)的電力市場(chǎng)機(jī)制。