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山東30萬千瓦級煤電機組如何兼顧調峰與供熱？
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日期：2024-09-02
2024年9月2日，北京大學能源研究院和山東省熱電設計院聯合發布報告《基于靈活調峰和穩定供熱前提下，山東省30萬千瓦級煤電機組優化思路》（以下簡稱“《報告》”）。《報告》在山東省能源局委托和指導下，旨在推動山東省30萬千瓦級煤電機組適應新形勢下的新定位、提升新功能、拓展新模式，在保障能源安全供應和節能減排的同時，提升可再生能源消納水平。
作為我國供電和供熱需求大省，山東省煤電裝機和新能源裝機均超過1億千瓦。其中，煤電在供電、供熱和提供電力系統靈活性方面均扮演著重要角色。隨著煤電行業轉型升級的持續深入，山東省不同大小煤電機組的中近期功能定位已逐漸明確，60萬千瓦及以上的大型煤電機組以承擔電力電量保供任務為主；30萬千瓦以下級的小型燃煤機組主要提供工業供熱；30萬千瓦級煤電機組的發展方向則以靈活調峰為主，并在穩定供熱中發揮主力作用。 北京大學能源研究院在此前研究中提出，預計2030年前，山東省30萬千瓦以下的小燃煤機組將完成約60%的凈淘汰。在小燃煤機組“能退盡退”之后，30萬千瓦級煤電機組將成為山東省煤電轉型優化的主要群體。目前，山東省有140臺30萬千瓦級煤電機組，總計4641.5萬千瓦，在全省煤電總裝機中占比超過四成，這些機組以效率較低的亞臨界機組為主，投產時間較早。
為合理規劃優化退出路徑，《報告》綜合考慮電力調峰、電力和熱力供需情況、山東省非煤調節資源和非煤供熱資源潛力，對未來30萬千瓦級煤電機組裝機規模和影響因素進行了預測及分析。《報告》認為，在電力方面，預計到2025年前后，30萬千瓦級煤電機組仍將承擔重要的電量供應功能，機組退役潛力有限。到2030年及之后，氣電將成為山東省電力保供和調峰的關鍵資源。同時，加快部署新型儲能和需求響應，將有減少電力保供、調峰對30萬千瓦級煤電機組的依賴，推動機組遠期退出。但需要注意的是，可再生能源發展的不確定性將制約著這類機組的退出進程。 熱力方面，2023年，30萬千瓦級煤電機組承擔了山東省13%的工業供熱和32%的居民供暖，預計在2030年-2040年間，其將在供熱方面提供重要支撐。屆時，增加大煤電機組供熱量、提升核電和氣電供熱能力等措施將有助于推動30萬千萬級煤電的退出。與此同時，由于30萬千瓦以下級的小機組提供了全省80%以上的供熱量，該類型機組的退出步伐會很大程度地影響30萬千瓦級煤電機組的發展規模。 《報告》認為，如何兼顧靈活調峰和穩定供熱是亟需解決的核心挑戰，研究團隊在《報告》中將挑戰進一步細分為五個方面，即熱電機組在“以熱定電”工況下的天然矛盾、深度調峰增加機組供電煤耗、頻繁調峰影響機組壽命、機組負荷波動帶來的環境污染增加，以及電熱矛盾造成的電廠經營風險提升。 為解決上述挑戰，《報告》提出，在近中期，各電廠應該根據自身情況和資源稟賦，選擇適合自己的熱電解耦技術，如低壓缸零出力、高低旁路蒸汽供熱改造等，以提升機組的靈活性，并深入挖掘機組供熱潛力。在中遠期，電廠則應加快電鍋爐、蓄熱水罐、熔鹽儲能等技術的布局和應用。 此外，《報告》也針對30萬千瓦級煤電機組的優化提出了相關政策建議和保障措施，具體包括：科學制定30萬千瓦級煤電的發展路徑；加強靈活性改造方面的政策支持力度；加強供熱改造和系統優化；大力發展非煤靈活性資源和非煤供熱資源；進一步完善電力市場建設；加強熱電解耦技術攻關；提升煤電機組綜合能源服務能力。 北京大學能源研究院特聘研究員楊富強表示，近年來，山東省高度關注煤電行業轉型升級，相繼印發全省煤電行業轉型升級行動方案和供暖燃煤鍋爐清潔替代行動方案，煤電轉型工作已走在全國前列。《報告》在對30萬千瓦級煤電機組的現狀和趨勢進行科學分析的基礎上，為山東省這一等級機組改造退出行動方案的制定提供研究支撐，并對山東省煤電行業高質量發展進行了有益探索。 山東省熱電設計院劉博院長表示，在“雙碳”目標和新舊動能轉換背景下，如何夯實煤電兜底保障作用，增強電力熱力保供能力，支撐新型電力系統建設，對30萬千瓦級煤電機組的高質量發展提出了新的更高要求。《報告》在充分剖析山東省煤電行業轉型發展背景、現狀和未來發展定位基礎上，從對調峰供需和熱力供需兩大方面的深入分析，提出了山東省這一等級煤電機組的優化思路，對助推山東未來從熱電大省邁向熱電強省，做出新舊動能轉換的熱電貢獻起到了一定的技術支撐作用。 自然資源保護協會能源轉型項目主管冷茜強調，山東煤電裝機規模位居全國第二，光伏裝機全國第一，風電裝機全國第五。風光的高比例接入給電網造成了很大壓力，而中型煤電機組可以提供靈活調峰的服務。此外，煤電在山東省還承擔著供電和供熱的重任。30萬千瓦中型煤電機組在山東占比達到40%。山東如何最大限度的發揮這些中型機組的作用，對電力保供、工業與居民供熱、以及提供靈活性來說至關重要。《報告》綜合考慮了電力平衡、電量平衡、熱力平衡、調峰平衡，提出了30萬千瓦機組未來的發展路徑，并且對比了多項熱電解耦技術，旨在提升能源利用效率，同時改善煤電廠的經濟性，助力可再生能源的高比例消納的同時，保障山東省供熱安全穩定。 山東省能源局和部分市發改委、熱電企業、科研院所及多家媒體總計近100人參加了本次發布會。
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