霍兆彪

國家能源集團浙江公司寧海電廠，中國·浙江 寧波 315600

1 引言

在“雙碳”目標的指引下，中國供電產(chǎn)業(yè)應當適應于能源需求狀況和發(fā)展趨勢，抓緊制訂“碳達峰、碳中和”的行動實施方案，進一步完善公司碳排放管理體系。在確保用電安全的基礎上，為加快推進火力發(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”的發(fā)展策略，穩(wěn)妥開展發(fā)電機組靈活性、深度調(diào)峰運行、熱電解耦等技改，積極進行能源網(wǎng)荷儲一體化發(fā)展，進一步加快火力發(fā)電公司向綜合電能提供商的轉變與升級。

2 火力發(fā)電行業(yè)轉型發(fā)展的重要意義

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

“碳中和”核心是能量活動范疇的零碳燃料替換，而電動化將作為各產(chǎn)業(yè)的主要脫碳技術手段。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)中做最先達峰的“排頭兵”。若不是電力工業(yè)改革目標的盡早達到國家“碳達峰”，中國“碳達峰”目標的實現(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峰當作促進產(chǎn)業(yè)轉變發(fā)展的關鍵，不但要有緊迫感和責任心，還應主動采取有效舉措，以爭取中國電力行業(yè)二氧化碳排放量早于2030年達峰[1]。

圖1

3 火力發(fā)電行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和困難

“碳中和”目標的達成需要全新的低碳發(fā)展與轉型策略，它將倒逼著中國的能源結構轉變，使之逐漸脫離過去對化石能源的依賴狀態(tài)，這也將使中國火力發(fā)電產(chǎn)業(yè)遭遇極大的挑戰(zhàn)與困境。

3.1 中國能源需求仍在高速增長

中國未來宏觀經(jīng)濟仍將維持在較高水平的增長，但電力需求量仍難以快速達到歷史峰值。按照國際貨幣基金組織調(diào)查，中國將以5%以上的經(jīng)濟增幅保持較長時間，并且中國人均能源消費仍有很大的增加空間，而國民經(jīng)濟的高速成長也將帶動電力需求量的提升。

中國電力稟賦為多煤、貧油、少氣，中國目前的水力發(fā)電構造以火電居多，而火申電則以煤源居多。2020年全國煤電發(fā)電量所占比例將達到60.8%。而在“碳中和”的總體目標下，2050年全國非石化發(fā)電量所占總發(fā)電量的比例將達到90%，而燃煤比例也將降到5%以內(nèi)，全國發(fā)電結構向低碳轉變以及最終達到凈零所面對的任務將十分艱巨。

3.2 能源供需結構以煤炭為基礎，轉變困難較大

鑒于中國當前的電能供應主要以燃煤為主體，而工業(yè)用能又占比高，且電能需求量仍未達到峰值，所以“碳達峰、碳中和”所面臨的困難和挑戰(zhàn)比國家更多。對國家而言，“碳中和”進度將提高中國的電動化率，而用電需求量也將在未來四十年間持續(xù)較快上升。從用電占比看，當前用電在終端能源消費中的占比約為25%左右，而實施“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)逐步推進綠色低碳蓬勃發(fā)展的腳步，火力發(fā)電技術雖依舊占“壓艙石”地位，但生產(chǎn)、用電能比例逐年減低，發(fā)電廠組使用小時數(shù)逐年減低，“兩極化”與“地域差異性”已明確地加大，單機運行在三十萬安培以下的未達標發(fā)電機組已被相繼關停，滯后能力將加速出清。用電市場發(fā)展過大、新能源競爭對手沖擊、高煤價與低電價“兩頭擠出”等多重原因的綜合影響，導致中國火力發(fā)電產(chǎn)業(yè)接連虧損，且資產(chǎn)負債率長期高企，轉型困難極大。

3.3 熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)供熱問題制約

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，是中國城市和工業(yè)生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)集中供熱的主要供暖方法之一，也是緩解當前中國城市和工業(yè)生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)存在的供暖熱源內(nèi)部結構不合理、熱能供求問題比較突出、供暖熱源效率低下、環(huán)境污染嚴重等問題的主要渠道之一。但目前對中國熱電聯(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)電機組比重過大，而且熱能比一般較小，因此無法全部參與深度調(diào)峰運營；二是當前的熱申聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機組一般無法進行熱電解耦，或使用的熱電解耦工藝技術能耗比較高，因此急需發(fā)展具有“能級匹配”的高效率熱電聯(lián)產(chǎn)機組深度調(diào)峰運營工藝技術[2]。

4 火力發(fā)電企業(yè)轉型發(fā)展的方向

在“碳達峰、碳中和”發(fā)展目標下，火力發(fā)電公司面臨轉變經(jīng)濟發(fā)展的困境和嚴峻挑戰(zhàn)，要推動能源的綠色環(huán)保轉變，充分發(fā)揮火電在“壓艙石”地位，大力開展技術創(chuàng)新，有效地克服高比重新能源接通供電系統(tǒng)后的供電運營瓶頸問題，通過有機連接國際碳交易市場、電力現(xiàn)貨市場、輔助業(yè)務等市場主體，著力向綜合能源提供商轉變。

4.1 “少建設、多延壽”是充分發(fā)揮存量煤電效益的途徑

中國的能源資源稟賦，決定了煤電仍將是當前和未來較長一段時間中國能源、電力市場的主導。但由于新能源發(fā)電比重迅速提高，供電系統(tǒng)的基本構造與工作方法越來越復雜，而煤電機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)運轉。對存量的煤電機組延長壽命是優(yōu)化存量煤電資源的必然趨勢，全面發(fā)掘煤電存量資產(chǎn)的經(jīng)營潛能，有效促進國有資產(chǎn)保值增值[3]。

4.2 加快了火力發(fā)電機組的靈活性改造

未來在能源占主體的電力系統(tǒng)中，因為風能、光等新能源的天然屬性特征，在未來用電市場，電網(wǎng)將越來越?jīng)]有調(diào)峰力量，而火電機組也很難再靠增加發(fā)電量提升利潤，將加速由傳統(tǒng)電力供應式的發(fā)展，向電力調(diào)節(jié)性轉型。利用新科技，強力進行火電機組靈活性改革，逐步完成了熱電聯(lián)產(chǎn)機組的熱電解耦，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，將有效緩解中國電網(wǎng)在安全平穩(wěn)運轉、供電保障、潔凈燃料消納之間的矛盾問題，是目前階段中較為經(jīng)濟有效地改善手段，對火電機組的“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”的發(fā)展形勢

在確保新能源安全可靠與平穩(wěn)供電基礎上，火力發(fā)電應擔負起托底保供和重點負載中心保障性供電的功能，在國家推動新能源發(fā)展過程中要起到靈活調(diào)控的主力供電功能，進一步提升現(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。利用大負荷調(diào)度管理用電需求，即通過收集用戶的發(fā)電信號進行即時響應、削峰填谷；并充分利用分布式供電、儲能系統(tǒng)等裝備反向供電，以實現(xiàn)源—網(wǎng)—儲—荷協(xié)同配合。

4.4 研究低碳技術發(fā)展途徑，并積極應對碳排放交易

生態(tài)環(huán)境部于2021 上半五年發(fā)布了碳排放量權益登記與交換核算管理細則、國家發(fā)電設施溫室氣體核算標準、工業(yè)企業(yè)溫室氣體核算指引等政府文件，并將及時進行政策跟進和解釋，并進行總體協(xié)調(diào)，同時修改了有關規(guī)章制度；將碳排放量管理工作融入產(chǎn)能對標和環(huán)境巡查；并借助國家能源監(jiān)管網(wǎng)絡平臺建立全國碳排放量信息系統(tǒng)平臺，完成了碳排放量統(tǒng)計監(jiān)控、大數(shù)據(jù)分析上報、統(tǒng)計檢測、統(tǒng)計分析、履約、貿(mào)易等服務功能。

積極開展降碳增效的核心技術應用研發(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、零碳技術等低碳新科技，并提早布置，把握先機；從事與風電光伏有關的CCER（核證自動減排量）項目的研發(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 結語

“碳達峰、碳中和”是一次能量變化和轉化，是一次非化石能源代替化石類能量的巨大革命，要處理好轉變發(fā)展和科技進步的協(xié)調(diào)問題，火力發(fā)電技術產(chǎn)業(yè)轉型要做到能量的潔凈化、低碳化和智能，還應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制支持，為電能產(chǎn)業(yè)做到凈零污染打下基礎?！疤歼_峰、碳中和”是中國的一定策略，是統(tǒng)領各項事業(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)展轉型要為中國完成“雙碳”的目標肩負相應責任、作出相應貢獻。