新形势下火电厂转型发展研究

新形势下火电厂转型发展研究

刘晖明 程明钊

贵溪发电有限责任公司；江西贵溪； 335400

摘要：“碳达峰、碳中和”的提出有利于推动能源行业、电力行业等多个行业的转型升级，实现我国绿色能源发展的模式，对保护地球环境、推进应对气候变化的国际合作具有重要意义。新形势下，结合贵溪发电有限责任公司发展现状，对火电厂转型与发展进行研究分析。

关键字：碳达峰；碳中和；火电厂；转型

1 “碳达峰、碳中和”两会精神的内容及形势

在“3060”双碳目标的宏大愿景下，“构建以新能源为主体的新型电力系统”这一具体的电力转型方向进一步明确，以风电和太阳能发电为代表的新能源将逐步成为我国的主体电源。但由于风电和太阳能发电是间歇性的不稳定电源，其电量保证需要有具有调节能力的火电给予支持和保障，这一新形势对于现有煤电形成了前所未有的巨大挑战，这意味着碳排放最高的煤电，不但要转型发展成为低碳电源，而且必须从电量保证型的主体电源转变为调节型电源。

2 新形势下贵电公司的发展环境

2.1 公司发展机遇

一是上饶发电项目已与淮南矿业集团签订了“煤电联营”合作协议，符合国家倡导的煤电联营总体战略思路，且国家能源局拟下发500万应急调峰电源点建设规划容量给江西省，这给上饶电厂两台百万机组核准带来了新的发展机遇；二是随着光伏组件价格的不断降低，光伏项目单位投资成本也成下降趋势，对光伏项目特别是屋顶分布式光伏项目开发、建设带来新机遇；三是利用鹰潭市政府倡导打造新型智慧城市的发展契机，在电动汽车充电、移动物联、氢能源综合利用等领域谋划新产业、新业态，促进企业转型发展。

2.2 公司发展挑战

一是上饶电厂两台百万机组尚未取得国家应急调峰电源点建设规划容量，随着碳达峰、碳中和目标的提出，以及全国碳交易市场逐步完善、碳排放价格稳步提升，上饶发电项目将面临更大的阻力和压力；二是随着光伏上网电价进入平价时代，项目投资收益也越来越低，项目开发难度加大；三是当地及周边各类新能源项目资源日益紧缺，竞争将会越来越激烈。

2.3 公司发展优势

一是公司已与上饶市政府建立了长期、稳定、重要的战略合作伙伴关系，将在风电、光伏等新能源项目开发、集中供热、供冷、供汽、供水、供电等多元化综合智慧能源以及氢能、储能、充换电服务等多领域与政府开展合作；二是贵溪高耗能企业较多，用电负荷较大，有利于电量消纳；三是鹰潭市、贵溪市正在打造“智慧城市”，需要众多能源作为支撑，有利于发展供冷供热、充换电站、储能氢能利用等新型产业。

3 新形势下火电厂的转型发展方向

3.1 火电机组的清洁低碳发展

一是积极拓展热电联产机组。利用现役机组发展热电联产、集中供热，发挥存量机组供热能力。二是积极开发燃煤电厂与生物质掺烧耦合发电项目。利用大型燃煤电站进行垃圾、生物质秸秆、污泥等生物质燃料掺烧，实现大型燃煤机组与生物质耦合发电。三是积极开发“煤电+”多能互补应用场景。积极开发以需求为主导、多品种能源融合、多种功能方式协同、供需智慧互动的“煤电+”能源系统。四是加强碳铺集、利用和封存技术研发。国际能源署预测，2040年全球存留的燃煤发电量中将有40%来自于脱碳发电，装机容量约160GW。

3.2 火电机组的灵活性发展

一是光火储耦合热电联产系统。采用新能源＋储能＋电锅炉＋煤电技术＋系统控制技术，在电源侧实现不同能源类型的耦合生产和不同能源生产技术的梯级利用，形成互补优势。二是煤电机组深度调峰运行优化。运行较好或者调峰幅度需求较低的煤电机组，优化锅炉燃烧系统、制粉系统、磨煤机、风机、汽轮机及热力系统、控制系统等。三是电源侧储能调频。煤电机组作为稳定可持续电源，为系统提供技术能量支撑；储能模块作为快速存储及释放单元，满足电力调频快速精准调节的需求。四是热电耦合技术。在电网用电高峰期，尽量减少采用电能进行制热；在电网谷期，可以使用电能进行制热满足当前的热负荷需求。

3.3 火电机组的智慧发展

一是智慧检修（状态检修）。通过“物时人事”多元状态检修管理体系研究，利用状态检修系统信息平台实现功能示范应用，将所有的检修事件从物、时、人、事多个维度进行全方位的创新管理。二是节能诊断技术。从研究煤电机组发电设备、系统、运行、燃料、环境 等因素变化对机组经济性的影响入手，深入分析各因素对供电煤耗率目标值的影响。三是智慧燃料。全链路信息化管控，打通燃煤从入厂到入炉所有环节。四是智慧运行。智慧运行系统将高级统计分析和大数据技术应用到煤电运行管理中，实现 煤电厂运行经验数字转型、存储、继承和应用。

4 新形势下公司转型发展项目

4.1 多种新能源发电模型的开展

一是积极拓展供热业务客户资源，力争2025年供热量达到150万吉焦；二是积极开辟新的水运通道，降低燃料运输成本；三是加快智慧能源项目开发，建成投产光储充一体化综合智慧能源项目和贵溪城东区域集中供能项目，利用鹰潭市“智慧城市”建设优势，力争“十四五”期间在储能、氢能、充换电站、光伏+微电网以及调峰、调频等电站辅助服务业领域有新突破；

四是积极开发光伏、风电等新能源项目，“十四五”期间至少新增装机110万千瓦，力争达到200万千瓦。

4.2 积极投入生产减排新技术的研发项目

通过加大技术创新投入完成设备升级改造，对三期机组进行供热储能深度调峰灵活性改造和调频改造以满足华中电网“两个细则”规定的调频和调峰要求。将二期锅炉原有气化小油枪改造为等离子，以满足二期机组深度调峰时，锅炉不投油，保证锅炉空预器及除尘器安全。通过烟水深度耦合节能改造降低三期机组供电煤耗，通过冷却水塔风水匹配优化改造降低三期机组供电煤耗。通过燃煤耦合污泥发电改造大幅度降低单位供电二氧化碳排放强度，同时解决附近城市所产生的生活污泥处置问题，形成循环经济，解决环保问题。通过各种技术创新手段、供热系统改造提高机组的运行经济性和综合竞争力，顺利转型为综合型智慧能源企业。

4.3 打造升级版的火电发电厂

一是煤电的综合能源站改造。充分利用存量火电闲置场地、热网等厂区布置，因地制宜，改造升级，新增布置风光可再生能源、储能、制氢、热泵等，为周边工业园区、产业园区等提供冷热电气水等综合能源服务，并结合技术改造，促进可再生能源融合消纳，提升火电机组经济运行和灵活运行水平，提升火电机组市场竞争力，为火电机组供给侧结构性改革提供可行方案。可打造“存量火电+光伏发电、制氢、储能、富氧燃烧”模式；二是火电耦合大数据中心发展。三是深度调峰改造。二期两台30万机组参与深调、应急启、停调峰，后续可以考虑将两台30万共母管制，实行两台机组停炉不停机运行方式；三期重点是调频优化改造，对于调峰系统可基于现状打造调频调峰系统+储能+厂级实时热电负荷调度系统，利用现有的供热、抽气等系统，通过厂级实时监测热电负荷分布情况，通过储能系统优化负荷分布；四是充分利用厂区余热资源。

5 结束语

在“碳达峰、碳中和”新形势下，结合贵溪发电有限责任公司发展现状，对火电厂转型与发展进行研究分析,同时提出转型策略。

参考文献

1. 马 丁，陈文颖． 中国 2030 年碳排放峰值水平及达峰路径研究［J］． 中国人口·资源与环境，2016，26(S1):1 －4.

2. 朱法华，李军状，马修元，等． 清洁煤电烟气中非常规污染物的排放与控制［J］.电力科技与环保，2018，34(1):23 －26．