霍兆彪

國(guó)家能源集團(tuán)浙江公司寧海電廠(chǎng)，中國(guó)·浙江 寧波 315600

1 引言

在“雙碳”目標(biāo)的指引下，中國(guó)供電產(chǎn)業(yè)應(yīng)當(dāng)適應(yīng)于能源需求狀況和發(fā)展趨勢(shì)，抓緊制訂“碳達(dá)峰、碳中和”的行動(dòng)實(shí)施方案，進(jìn)一步完善公司碳排放管理體系。在確保用電安全的基礎(chǔ)上，為加快推進(jìn)火力發(fā)電“高效化、清潔化、減量化”發(fā)展，積極探索“電熱為主、多能互補(bǔ)”的發(fā)展策略，穩(wěn)妥開(kāi)展發(fā)電機(jī)組靈活性、深度調(diào)峰運(yùn)行、熱電解耦等技改，積極進(jìn)行能源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化發(fā)展，進(jìn)一步加快火力發(fā)電公司向綜合電能提供商的轉(zhuǎn)變與升級(jí)。

2 火力發(fā)電行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要意義

中國(guó)目前已是全球溫室氣體排出量的第一強(qiáng)國(guó)，據(jù)美國(guó)政府世界資源研究所（WRI）統(tǒng)計(jì)資料表明，燃煤是碳排放強(qiáng)度最高的化石燃料，至2018年中國(guó)因火電業(yè)務(wù)所形成的溫室氣體排出量約占中國(guó)整體廢氣排放量的43%，是中國(guó)未來(lái)減碳的一大主體。

“碳中和”核心是能量活動(dòng)范疇的零碳燃料替換，而電動(dòng)化將作為各產(chǎn)業(yè)的主要脫碳技術(shù)手段。由于發(fā)電是科技上較易于脫碳的產(chǎn)業(yè)，那么發(fā)電必須在各產(chǎn)業(yè)中做最先達(dá)峰的“排頭兵”。若不是電力工業(yè)改革目標(biāo)的盡早達(dá)到國(guó)家“碳達(dá)峰”，中國(guó)“碳達(dá)峰”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也就難以完成。為此，電力行業(yè)必須將二氧化碳排放量達(dá)峰當(dāng)作促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展的關(guān)鍵，不但要有緊迫感和責(zé)任心，還應(yīng)主動(dòng)采取有效舉措，以爭(zhēng)取中國(guó)電力行業(yè)二氧化碳排放量早于2030年達(dá)峰[1]。

圖1

3 火力發(fā)電行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和困難

“碳中和”目標(biāo)的達(dá)成需要全新的低碳發(fā)展與轉(zhuǎn)型策略，它將倒逼著中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，使之逐漸脫離過(guò)去對(duì)化石能源的依賴(lài)狀態(tài)，這也將使中國(guó)火力發(fā)電產(chǎn)業(yè)遭遇極大的挑戰(zhàn)與困境。

3.1 中國(guó)能源需求仍在高速增長(zhǎng)

中國(guó)未來(lái)宏觀經(jīng)濟(jì)仍將維持在較高水平的增長(zhǎng)，但電力需求量仍難以快速達(dá)到歷史峰值。按照國(guó)際貨幣基金組織調(diào)查，中國(guó)將以5%以上的經(jīng)濟(jì)增幅保持較長(zhǎng)時(shí)間，并且中國(guó)人均能源消費(fèi)仍有很大的增加空間，而國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速成長(zhǎng)也將帶動(dòng)電力需求量的提升。

中國(guó)電力稟賦為多煤、貧油、少氣，中國(guó)目前的水力發(fā)電構(gòu)造以火電居多，而火申電則以煤源居多。2020年全國(guó)煤電發(fā)電量所占比例將達(dá)到60.8%。而在“碳中和”的總體目標(biāo)下，2050年全國(guó)非石化發(fā)電量所占總發(fā)電量的比例將達(dá)到90%，而燃煤比例也將降到5%以?xún)?nèi)，全國(guó)發(fā)電結(jié)構(gòu)向低碳轉(zhuǎn)變以及最終達(dá)到凈零所面對(duì)的任務(wù)將十分艱巨。

3.2 能源供需結(jié)構(gòu)以煤炭為基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)變困難較大

鑒于中國(guó)當(dāng)前的電能供應(yīng)主要以燃煤為主體，而工業(yè)用能又占比高，且電能需求量仍未達(dá)到峰值，所以“碳達(dá)峰、碳中和”所面臨的困難和挑戰(zhàn)比國(guó)家更多。對(duì)國(guó)家而言，“碳中和”進(jìn)度將提高中國(guó)的電動(dòng)化率，而用電需求量也將在未來(lái)四十年間持續(xù)較快上升。從用電占比看，當(dāng)前用電在終端能源消費(fèi)中的占比約為25%左右，而實(shí)施“碳中和”則需要2030年把電氣化的占比提高至30%以上，到二零五零年提高至55%。

現(xiàn)階段，隨著電力產(chǎn)業(yè)逐步推進(jìn)綠色低碳蓬勃發(fā)展的腳步，火力發(fā)電技術(shù)雖依舊占“壓艙石”地位，但生產(chǎn)、用電能比例逐年減低，發(fā)電廠(chǎng)組使用小時(shí)數(shù)逐年減低，“兩極化”與“地域差異性”已明確地加大，單機(jī)運(yùn)行在三十萬(wàn)安培以下的未達(dá)標(biāo)發(fā)電機(jī)組已被相繼關(guān)停，滯后能力將加速出清。用電市場(chǎng)發(fā)展過(guò)大、新能源競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手沖擊、高煤價(jià)與低電價(jià)“兩頭擠出”等多重原因的綜合影響，導(dǎo)致中國(guó)火力發(fā)電產(chǎn)業(yè)接連虧損，且資產(chǎn)負(fù)債率長(zhǎng)期高企，轉(zhuǎn)型困難極大。

3.3 熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)供熱問(wèn)題制約

熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)具備了能量綜合效率較高、節(jié)約環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，是中國(guó)城市和工業(yè)生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)集中供熱的主要供暖方法之一，也是緩解當(dāng)前中國(guó)城市和工業(yè)生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)存在的供暖熱源內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理、熱能供求問(wèn)題比較突出、供暖熱源效率低下、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題的主要渠道之一。但目前對(duì)中國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展仍存在著巨大挑戰(zhàn)，一是目前大規(guī)模抽凝供熱的發(fā)電機(jī)組比重過(guò)大，而且熱能比一般較小，因此無(wú)法全部參與深度調(diào)峰運(yùn)營(yíng)；二是當(dāng)前的熱申聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組一般無(wú)法進(jìn)行熱電解耦，或使用的熱電解耦工藝技術(shù)能耗比較高，因此急需發(fā)展具有“能級(jí)匹配”的高效率熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)營(yíng)工藝技術(shù)[2]。

4 火力發(fā)電企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的方向

在“碳達(dá)峰、碳中和”發(fā)展目標(biāo)下，火力發(fā)電公司面臨轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展的困境和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，要推動(dòng)能源的綠色環(huán)保轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮火電在“壓艙石”地位，大力開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新，有效地克服高比重新能源接通供電系統(tǒng)后的供電運(yùn)營(yíng)瓶頸問(wèn)題，通過(guò)有機(jī)連接國(guó)際碳交易市場(chǎng)、電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助業(yè)務(wù)等市場(chǎng)主體，著力向綜合能源提供商轉(zhuǎn)變。

4.1 “少建設(shè)、多延壽”是充分發(fā)揮存量煤電效益的途徑

中國(guó)的能源資源稟賦，決定了煤電仍將是當(dāng)前和未來(lái)較長(zhǎng)一段時(shí)間中國(guó)能源、電力市場(chǎng)的主導(dǎo)。但由于新能源發(fā)電比重迅速提高，供電系統(tǒng)的基本構(gòu)造與工作方法越來(lái)越復(fù)雜，而煤電機(jī)組也在逐漸地從電量型電源向大電量、電力調(diào)度型電源過(guò)渡。由于超高比重的可再生能源并網(wǎng)，調(diào)峰要求增多，因此要求占比大的煤電企業(yè)提升靈活性能力以保障電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)存量的煤電機(jī)組延長(zhǎng)壽命是優(yōu)化存量煤電資源的必然趨勢(shì)，全面發(fā)掘煤電存量資產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)潛能，有效促進(jìn)國(guó)有資產(chǎn)保值增值[3]。

4.2 加快了火力發(fā)電機(jī)組的靈活性改造

未來(lái)在能源占主體的電力系統(tǒng)中，因?yàn)轱L(fēng)能、光等新能源的天然屬性特征，在未來(lái)用電市場(chǎng)，電網(wǎng)將越來(lái)越?jīng)]有調(diào)峰力量，而火電機(jī)組也很難再靠增加發(fā)電量提升利潤(rùn)，將加速由傳統(tǒng)電力供應(yīng)式的發(fā)展，向電力調(diào)節(jié)性轉(zhuǎn)型。利用新科技，強(qiáng)力進(jìn)行火電機(jī)組靈活性改革，逐步完成了熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱電解耦，并由于充分發(fā)揮其靈活多樣的調(diào)控作用和深度調(diào)峰能力，推廣大型能源消納，將有效緩解中國(guó)電網(wǎng)在安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、供電保障、潔凈燃料消納之間的矛盾問(wèn)題，是目前階段中較為經(jīng)濟(jì)有效地改善手段，對(duì)火電機(jī)組的“靈活多樣”改革發(fā)展的重要意義也將更加突出。

4.3 探索“電熱為主、多能互補(bǔ)”的發(fā)展形勢(shì)

在確保新能源安全可靠與平穩(wěn)供電基礎(chǔ)上，火力發(fā)電應(yīng)擔(dān)負(fù)起托底保供和重點(diǎn)負(fù)載中心保障性供電的功能，在國(guó)家推動(dòng)新能源發(fā)展過(guò)程中要起到靈活調(diào)控的主力供電功能，進(jìn)一步提升現(xiàn)有煤源電站的利用率與效益，在新能源資源大區(qū)域的優(yōu)化配置中也要起到區(qū)域能量基地的重要功能。利用大負(fù)荷調(diào)度管理用電需求，即通過(guò)收集用戶(hù)的發(fā)電信號(hào)進(jìn)行即時(shí)響應(yīng)、削峰填谷；并充分利用分布式供電、儲(chǔ)能系統(tǒng)等裝備反向供電，以實(shí)現(xiàn)源—網(wǎng)—儲(chǔ)—荷協(xié)同配合。

4.4 研究低碳技術(shù)發(fā)展途徑，并積極應(yīng)對(duì)碳排放交易

生態(tài)環(huán)境部于2021 上半五年發(fā)布了碳排放量權(quán)益登記與交換核算管理細(xì)則、國(guó)家發(fā)電設(shè)施溫室氣體核算標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)企業(yè)溫室氣體核算指引等政府文件，并將及時(shí)進(jìn)行政策跟進(jìn)和解釋?zhuān)⑦M(jìn)行總體協(xié)調(diào)，同時(shí)修改了有關(guān)規(guī)章制度；將碳排放量管理工作融入產(chǎn)能對(duì)標(biāo)和環(huán)境巡查；并借助國(guó)家能源監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建立全國(guó)碳排放量信息系統(tǒng)平臺(tái)，完成了碳排放量統(tǒng)計(jì)監(jiān)控、大數(shù)據(jù)分析上報(bào)、統(tǒng)計(jì)檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析、履約、貿(mào)易等服務(wù)功能。

積極開(kāi)展降碳增效的核心技術(shù)應(yīng)用研發(fā)，尤其注重于潔凈燃料利用、超臨界二氧化碳收集、再利用和封存（CCUS）核心技術(shù)、零碳技術(shù)等低碳新科技，并提早布置，把握先機(jī)；從事與風(fēng)電光伏有關(guān)的CCER（核證自動(dòng)減排量）項(xiàng)目的研發(fā)工作；充分發(fā)揮公司內(nèi)部資源配置碳資產(chǎn)的能力，積極研究碳交換與合作制度。

5 結(jié)語(yǔ)

“碳達(dá)峰、碳中和”是一次能量變化和轉(zhuǎn)化，是一次非化石能源代替化石類(lèi)能量的巨大革命，要處理好轉(zhuǎn)變發(fā)展和科技進(jìn)步的協(xié)調(diào)問(wèn)題，火力發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型要做到能量的潔凈化、低碳化和智能，還應(yīng)深入研究碳中和情景下新型電力系統(tǒng)快速發(fā)展所要求的科技支持和管理機(jī)制支持，為電能產(chǎn)業(yè)做到凈零污染打下基礎(chǔ)。“碳達(dá)峰、碳中和”是中國(guó)的一定策略，是統(tǒng)領(lǐng)各項(xiàng)事業(yè)的重要措施，全行各業(yè)都不可置身事外，電力行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型要為中國(guó)完成“雙碳”的目標(biāo)肩負(fù)相應(yīng)責(zé)任、作出相應(yīng)貢獻(xiàn)。