煤電：兜底保障穩(wěn)根基 統(tǒng)籌推進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)

來源：中國(guó)能源觀察 作者：本刊記者 王睿佳

2024的腳步仍似回聲未盡，2025的卷軸已然鋪展開來。

回首上一年我國(guó)能源領(lǐng)域取得的成績(jī)，煤電的貢獻(xiàn)舉足輕重。“統(tǒng)籌高質(zhì)量發(fā)展和高水平安全，充分發(fā)揮煤炭煤電兜底保障作用。”2025年全國(guó)能源工作會(huì)議（以下簡(jiǎn)稱“能源工作會(huì)”）如是概括煤炭煤電一年來的發(fā)展歷程。能源工作會(huì)公布數(shù)據(jù)顯示，2024年我國(guó)改造升級(jí)煤電機(jī)組1.8億千瓦，淘汰落后產(chǎn)能超過800萬千瓦，為助力能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，推進(jìn)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，加快建設(shè)新型能源體系提供了強(qiáng)有力的保障。

兜底保供 筑牢電力安全壓艙石

為落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，我國(guó)在促進(jìn)新能源和可再生能源發(fā)展過程中取得了矚目成績(jī)，但鑒于我國(guó)的資源條件及裝機(jī)超過11億千瓦的全球最大清潔煤電供應(yīng)體系，中長(zhǎng)期內(nèi)，煤電仍將在確保電力安全穩(wěn)定供應(yīng)、支撐新能源發(fā)展等多方面扮演關(guān)鍵角色。

隆冬時(shí)節(jié)，西北大地寒風(fēng)刺骨。在甘肅省慶陽(yáng)市，華能正寧2×100萬千瓦調(diào)峰煤電項(xiàng)目1號(hào)機(jī)組已于近日并網(wǎng)發(fā)電。該項(xiàng)目是隴電入魯工程的重點(diǎn)配套電源，待兩臺(tái)機(jī)組全部并網(wǎng)后，年發(fā)電量將達(dá)100億千瓦時(shí)，能夠保障隴電入魯特高壓線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2024年12月21日，大唐鄆城630攝氏度國(guó)家電力示范項(xiàng)目1號(hào)冷卻水塔順利封頂。該項(xiàng)目以“再熱蒸汽溫度達(dá)到630攝氏度和機(jī)組發(fā)電效率突破50%”為示范點(diǎn)，創(chuàng)新采用雙機(jī)回?zé)帷煔庥酂崂玫取笆髣?chuàng)新技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)壓力35.5兆帕，再熱蒸汽溫度達(dá)631攝氏度，發(fā)電熱效率首次突破50%，供電煤耗低至256.28克/千瓦時(shí)，創(chuàng)造了“壓力最高、溫度最高、效率最高、煤耗最低”的4個(gè)世界之最，投產(chǎn)后，將有效緩解山東電網(wǎng)用電高峰期電力供應(yīng)壓力。

中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2024年前三季度，全國(guó)全社會(huì)用電量7.41萬億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)7.9%。2023年新增非煤電源約3.14億千瓦（其中風(fēng)光新增就接近3億千瓦），占總新增裝機(jī)比重的85%以上，但仍無法滿足高達(dá)5764億千瓦時(shí)的新增電量需求。用電基數(shù)大且增速快，包括可再生能源、核電、氣電在內(nèi)的非煤電源無法滿足全部增量用電需求，這是基本用能情況，因此勢(shì)必需要新增少量煤電彌補(bǔ)用電量缺口。

在此情況下，2024年全國(guó)擬在建100萬千瓦重大燃煤電廠約116座231臺(tái)機(jī)組，其中含2023—2024年新投產(chǎn)機(jī)組22臺(tái)、在建機(jī)組107臺(tái)、擬建機(jī)組102臺(tái)；再回溯一年，2023年中國(guó)新增了約4000萬千瓦的煤電，發(fā)電量增長(zhǎng)約2900億千瓦時(shí)，約占全部新增用電量比重的一半，承擔(dān)了重要的電力保供責(zé)任。

要想快跑，先要“吃飽”。2024年，我國(guó)煤炭實(shí)現(xiàn)約47.6億噸產(chǎn)量，作為高耗煤行業(yè)的煤電，煤炭需求量只增未減。中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)專職副理事長(zhǎng)安洪光預(yù)測(cè)：“煤電在2030年達(dá)峰前仍要小幅增長(zhǎng)，發(fā)電用煤量在煤炭總消費(fèi)量中的占比將進(jìn)一步提升，預(yù)計(jì)2025年接近60%。”

為保障電煤供應(yīng)，能源央企承擔(dān)起保供責(zé)任。截至2024年12月1日，中國(guó)華能集團(tuán)有限公司2024年煤炭產(chǎn)量達(dá)到1億噸，連續(xù)3年突破億噸大關(guān)，25處煤礦充分發(fā)揮央企“壓艙石”和“穩(wěn)定器”作用，全力做好煤炭安全穩(wěn)產(chǎn)增供；國(guó)家能源集團(tuán)在煤炭生產(chǎn)核心區(qū)沒有新投產(chǎn)煤礦、產(chǎn)量下降的情況下，科學(xué)組織生產(chǎn)，發(fā)電、供熱電煤中長(zhǎng)期合同履約率一直保持在97%以上；中國(guó)中煤能源集團(tuán)有限公司建立常態(tài)化保供工作機(jī)制，電煤中長(zhǎng)期合同履約率長(zhǎng)期保持在96%以上。

電煤中長(zhǎng)期合同制度為煤電行業(yè)高效運(yùn)行保駕護(hù)航。近期，國(guó)家發(fā)展改革委對(duì)2025年電煤中長(zhǎng)期合同簽訂履約工作作出部署，要求供需企業(yè)聚焦提升簽訂履約質(zhì)量，加強(qiáng)資源銜接，簽好簽實(shí)合同。全國(guó)煤炭交易中心數(shù)據(jù)顯示，2025年全國(guó)煤炭產(chǎn)運(yùn)需三方中長(zhǎng)期合同簽約數(shù)量超過12億噸，目前已進(jìn)入煤炭運(yùn)力配置階段，為穩(wěn)定2025年煤炭供應(yīng)基本盤、保障煤電平穩(wěn)運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

值得一提的是，為提升煤電容量支撐效應(yīng)，解決機(jī)組發(fā)電量下降帶來的經(jīng)營(yíng)效益問題，國(guó)家已出臺(tái)煤電容量電價(jià)政策，2024年以來，煤電行業(yè)大面積虧損情況得到緩解。容量電價(jià)機(jī)制為提升整個(gè)煤電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行水平，以及更好適應(yīng)高比例新能源電力系統(tǒng)所具有的間歇性、波動(dòng)性，減少高比例新能源電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)控的復(fù)雜程度和難度，提高系統(tǒng)對(duì)新能源的消納能力提供了重要保障。

改造升級(jí) 實(shí)現(xiàn)清潔高效利用

習(xí)近平總書記指出，要堅(jiān)決控制化石能源消費(fèi)增長(zhǎng)，有序減量替代，大力推動(dòng)煤電節(jié)能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯(lián)動(dòng)”，提升煤炭清潔高效利用水平。

作為傳統(tǒng)能源與新能源融合發(fā)展的重要橋梁，新一代煤電不僅需要繼續(xù)充當(dāng)電力供應(yīng)安全保障的“壓艙石”，還需充分發(fā)揮其靈活調(diào)節(jié)的關(guān)鍵作用，以應(yīng)對(duì)分布式光伏、風(fēng)電等的消納困難，促進(jìn)新能源的平穩(wěn)接入與高效利用。

中國(guó)工程院院士楊勇平認(rèn)為：“為支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)，需統(tǒng)籌考慮煤電經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平和靈活高效運(yùn)行技術(shù)攻關(guān)，因廠制宜、因機(jī)制宜，積極有序推動(dòng)煤電機(jī)組開展寬負(fù)荷高效調(diào)節(jié)能力建設(shè)、提升深度調(diào)峰和快速爬坡水平。”

2024年12月，由申能集團(tuán)打造的外三發(fā)電8號(hào)機(jī)組順利完成20%負(fù)荷深度調(diào)峰變負(fù)荷試驗(yàn)和一次調(diào)頻試驗(yàn)。其間，申能外三發(fā)電擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“百萬等級(jí)超超臨界機(jī)組純凝、干態(tài)、不投油穩(wěn)燃、環(huán)保設(shè)施及電網(wǎng)輔助服務(wù)均正常投入的20%額定負(fù)荷深調(diào)技術(shù)路線”通過專家評(píng)審，成為獲得認(rèn)可的世界首創(chuàng)性技術(shù)。

近年來，煤電改造升級(jí)的腳步從未停歇。

自2021年10月國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印發(fā)《全國(guó)煤電機(jī)組改造升級(jí)實(shí)施方案》，推動(dòng)開展節(jié)能降碳改造、靈活性改造、供熱改造等工作，3年已過，“三改聯(lián)動(dòng)”取得積極進(jìn)展。

2024年8月，在《中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型》白皮書新聞發(fā)布會(huì)上，國(guó)家能源局副局長(zhǎng)萬勁松指出，“十四五”以來，全國(guó)累計(jì)完成煤電機(jī)組“三改聯(lián)動(dòng)”規(guī)模超過7.4億千瓦。此舉意味著煤電的高效調(diào)節(jié)性能和清潔低碳水平在不斷提升。據(jù)白皮書數(shù)據(jù)，10年來，我國(guó)煤電平均供電煤耗降至303克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)，先進(jìn)機(jī)組的二氧化硫、氮氧化物排放水平與天然氣發(fā)電機(jī)組限值相當(dāng)。

2024年8月21日，國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳、國(guó)家能源局綜合司印發(fā)《能源重點(diǎn)領(lǐng)域大規(guī)模設(shè)備更新實(shí)施方案》再次提到，持續(xù)推動(dòng)節(jié)能改造、供熱改造和靈活性改造“三改聯(lián)動(dòng)”，進(jìn)一步降低煤電機(jī)組能耗，提升機(jī)組靈活調(diào)節(jié)能力。

2024年9月20日，世界首個(gè)跨代升級(jí)改造項(xiàng)目國(guó)能盤山1號(hào)機(jī)組正式投入運(yùn)行，改造后該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了高參數(shù)、深調(diào)峰、大供熱、智慧化運(yùn)行，機(jī)組煤耗降低14%，深度調(diào)峰能力可達(dá)20%THA負(fù)荷，供熱能力提高兩倍以上，清潔排放達(dá)到目前同類機(jī)組先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)整體延壽，三大主機(jī)設(shè)備可繼續(xù)服役30年，填補(bǔ)了我國(guó)電力裝備升級(jí)改造的產(chǎn)業(yè)空白。

同年，泰州一期100萬千瓦超超臨界機(jī)組“三改聯(lián)動(dòng)”技術(shù)集成改造及應(yīng)用入選2024年煤電機(jī)組節(jié)能降碳、靈活性、供熱改造“三改聯(lián)動(dòng)”技術(shù)改造典型案例。該項(xiàng)目對(duì)機(jī)組設(shè)備進(jìn)行了汽輪機(jī)通流改造、熱力系統(tǒng)優(yōu)化、煙道降阻等節(jié)能改造。機(jī)組改造后，供電煤耗降低約10克/千瓦時(shí)，按利用小時(shí)數(shù)5000小時(shí)、年發(fā)電量50億千瓦時(shí)估算，單機(jī)年可節(jié)煤約5萬噸，折合節(jié)約燃料費(fèi)用約4000萬元。同時(shí)，提高了深度調(diào)峰時(shí)鍋爐運(yùn)行的安全性，單機(jī)每年可節(jié)約費(fèi)用約1000萬元。

據(jù)悉，中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《2024年煤電機(jī)組節(jié)能降碳、靈活性、供熱改造“三改聯(lián)動(dòng)”技術(shù)改造典型案例》中，共有48項(xiàng)典型案例成功入選。“三改聯(lián)動(dòng)”不僅助力煤電企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)煤降碳，也為全社會(huì)的節(jié)能減排作出了巨大貢獻(xiàn)。

未來，煤電在低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展上依然還有很長(zhǎng)的路要走。“通過靈活性改造，煤電機(jī)組有效支撐了新能源的消納和并網(wǎng)，在調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)波動(dòng)和保障電力供應(yīng)上發(fā)揮了重要作用。但需要注意的是，部分電廠由于地理位置的限制，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。”業(yè)內(nèi)專家認(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)改盡改。”

技術(shù)攻關(guān) 推進(jìn)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展

在氣候變化日益加劇的背景下，國(guó)內(nèi)外在推動(dòng)現(xiàn)役煤電機(jī)組的低碳化技術(shù)改造及新建煤電機(jī)組的低碳化設(shè)計(jì)建設(shè)方面已展開了積極探索，然而相關(guān)工作仍處于初步發(fā)展階段。要順利完成這些改造與建設(shè)任務(wù)，必須依靠科技創(chuàng)新的引領(lǐng)與支撐作用。

2024年7月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印發(fā)《煤電低碳化改造建設(shè)行動(dòng)方案（2024—2027年）》（以下簡(jiǎn)稱《行動(dòng)方案》），綜合國(guó)內(nèi)國(guó)外成熟技術(shù)方案，提出生物質(zhì)摻燒、綠氨摻燒、碳捕集利用與封存（CCUS）等3種煤電低碳發(fā)電技術(shù)路線，并對(duì)煤電低碳化改造建設(shè)的項(xiàng)目布局、機(jī)組條件、降碳效果等作出具體要求。

“煤電低碳化改造建設(shè)是推動(dòng)煤電行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的應(yīng)有之義。”中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)規(guī)劃發(fā)展部主任張琳表示，長(zhǎng)期以來，我國(guó)積極實(shí)施煤電節(jié)能改造，“十一五”“十二五”“十三五”和“十四五”前3年全國(guó)平均供電煤耗分別下降37.0克/千瓦時(shí)、17.6克/千瓦時(shí)、9.9克/千瓦時(shí)和1.6克/千瓦時(shí)，煤電機(jī)組碳排放水平逐步降低。但隨著新能源大規(guī)模并網(wǎng)，煤電調(diào)峰的深度和頻度持續(xù)增加，煤電運(yùn)行條件已經(jīng)發(fā)生深刻變化，亟須通過源端減碳、末端固碳等技術(shù)方式進(jìn)一步推動(dòng)煤電低碳轉(zhuǎn)型。

通過技術(shù)攻關(guān)，在常規(guī)煤電機(jī)組中探索摻燒氨、生物質(zhì)等，替代部分電煤消耗，可以有效降低煤電機(jī)組碳排放水平。2024年10月30日，國(guó)家發(fā)展改革委等6部門發(fā)布《關(guān)于大力實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)的指導(dǎo)意見》提出，結(jié)合資源條件因地制宜推進(jìn)大型燃煤發(fā)電鍋爐摻燒農(nóng)林廢棄物等耦合生物質(zhì)燃燒技術(shù)改造。

據(jù)了解，用生物質(zhì)部分替代燃煤發(fā)電，其碳排放強(qiáng)度低，僅為燃煤的1.8%左右，是降低煤電機(jī)組碳排放量的有效手段之一。我國(guó)每年約可產(chǎn)生9億余噸標(biāo)煤量的農(nóng)林生物質(zhì)資源（含邊際土地資源以及可利用種植能源灌木和草類的資源測(cè)算量），應(yīng)用發(fā)展市場(chǎng)潛力巨大。

2024年8月，國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)電電力勝利電廠大型煤電機(jī)組摻燒牛糞試驗(yàn)成功。該試驗(yàn)以錫林郭勒大草原牛糞為原材料，利用勝利電廠現(xiàn)有上煤系統(tǒng)，摻燒牛糞36.2噸，摻燒比例13.45%，是全國(guó)首例“牛糞摻燒”試驗(yàn)，試驗(yàn)期間鍋爐燃燒穩(wěn)定、設(shè)備運(yùn)行良好，污染物排放達(dá)標(biāo)，協(xié)力推進(jìn)減污降碳，助力低碳發(fā)展。

綠氨摻燒利用風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源富余電力，通過電解水制綠氫并合成綠氨，實(shí)施燃煤機(jī)組摻燒綠氨發(fā)電，替代部分燃煤。

該摻燒對(duì)燃煤機(jī)組的運(yùn)行影響小，避免了大規(guī)模的設(shè)備改造需求，只需要增設(shè)摻綠氨燃燒系統(tǒng)。相較于其他煤電低碳改造技術(shù)，綠氨摻燒具有低成本優(yōu)勢(shì)。由于氨熱值與原煤熱值接近，綠氨摻燒技術(shù)能夠在源頭上減少煤炭的使用，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排。

CCUS則采用化學(xué)法、吸附法、膜法等技術(shù)，分離捕集燃煤鍋爐煙氣中的二氧化碳，通過壓力、溫度調(diào)節(jié)等方式實(shí)現(xiàn)二氧化碳再生并提純壓縮。推廣應(yīng)用二氧化碳高效驅(qū)油等地質(zhì)利用技術(shù)、二氧化碳加氫制甲醇等化工利用技術(shù)。因地制宜實(shí)施二氧化碳地質(zhì)封存。

在楊勇平看來，CCUS是目前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化石能源零排放利用的主要技術(shù)選擇之一。“若CCUS不能實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破和規(guī)模化商業(yè)應(yīng)用，從經(jīng)濟(jì)性角度看，2060年電力行業(yè)‘雙碳’轉(zhuǎn)型成本將增加約7%—10%。”他坦言，這迫切要求抓住碳達(dá)峰之前的關(guān)鍵窗口期，全力攻克煤電CCUS技術(shù)面臨的能耗高、成本高、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后等技術(shù)難題，同時(shí)加快布局一些前瞻性、顛覆性的未來CCUS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的低能耗捕集，為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)提供支撐保障。

江蘇泰州電廠CCUS項(xiàng)目是亞洲煤電最大CCUS項(xiàng)目，該項(xiàng)目以泰州電廠4號(hào)百萬機(jī)組煙氣為原料，進(jìn)行二氧化碳捕集、利用、封存，捕集率大于90%，每年可捕集消納二氧化碳達(dá)50萬噸，產(chǎn)出干基二氧化碳純度99.94%。2024年，該項(xiàng)目被寫入《中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型》白皮書，作為“在化石能源領(lǐng)域開展碳捕集、利用與封存（CCUS）試點(diǎn)”的經(jīng)典案例，彰顯了我國(guó)在CCUS領(lǐng)域的卓越成就。

正如中國(guó)工程院院士劉吉臻總結(jié)，生物質(zhì)摻燒、綠氨摻燒、碳捕集利用與封存3種煤電低碳化改造建設(shè)方式，通過持續(xù)改造升級(jí)，推動(dòng)煤電碳排放達(dá)到氣電水平，有助于減少煤炭使用和碳排放，是推進(jìn)煤炭清潔高效利用、加速構(gòu)建新型能源體系的必然要求，也是提升煤電行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力、助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵舉措。