“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下火力發(fā)電行業(yè)的轉(zhuǎn)型與發(fā)展

張大龍

摘要：火力發(fā)電行業(yè)轉(zhuǎn)型要實(shí)現(xiàn)能源的清潔化、低碳化和智能化，還應(yīng)研究碳中和場景下新一代電力系統(tǒng)發(fā)展所需要的技術(shù)支撐和機(jī)制支撐，為電力行業(yè)達(dá)到凈零排放奠定技術(shù)基礎(chǔ)?！疤歼_(dá)峰、碳中和”是國家的既定戰(zhàn)略，是統(tǒng)領(lǐng)各項(xiàng)工作的重大舉措，各行各業(yè)都不能置身事外，火力發(fā)電行業(yè)要為國家實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)承擔(dān)應(yīng)有責(zé)任、做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：“碳達(dá)峰、碳中和”;火力發(fā)電;轉(zhuǎn)型;發(fā)展

1火力發(fā)電行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要意義

根據(jù)世界資源研究所（WRI）數(shù)據(jù)顯示，煤炭是碳排放強(qiáng)度最大的化石能源，2018年中國火電行業(yè)所產(chǎn)生的溫室氣體排放占全國總排放的43%，是未來減碳的最大主體?！疤贾泻汀焙诵膬?nèi)容是能源活動領(lǐng)域的零碳燃料替代，而電氣化將成為各行業(yè)的重要脫碳手段。由于電力是技術(shù)上較容易脫碳的行業(yè)，所以電力需要在各行業(yè)中做最早達(dá)峰的“排頭兵”。如果沒有電力行業(yè)的盡早實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，全國“碳達(dá)峰”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)將難以完成。因此，電力行業(yè)應(yīng)該把二氧化碳排放達(dá)峰作為推動行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重中之重，不僅要有緊迫感和責(zé)任感，還應(yīng)積極采取有效措施，力爭電力行業(yè)二氧化碳排放早于2030年達(dá)峰。

2火力發(fā)電行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和困難

2.1高速增長的能源需求

根據(jù)國際貨幣基金組織研究，我國將以5%以上的經(jīng)濟(jì)增速維持較長時(shí)間，同時(shí)我國人均能源消費(fèi)仍有較大的提升空間，經(jīng)濟(jì)的高速增長將帶來能源需求總量的增長。我國能源稟賦多煤、貧油、少氣，目前的發(fā)電結(jié)構(gòu)以火電為主，而火電以燃煤為主。2020年全國22億kW全口徑發(fā)電裝機(jī)容量中，煤電裝機(jī)占49.07%，煤電發(fā)電量所占比重高達(dá)60.8%。在“碳中和”的目標(biāo)下，2050年我國非石化發(fā)電量占總發(fā)電量的比例將超過90%，煤炭比例則將降至5%以下，電力結(jié)構(gòu)低碳轉(zhuǎn)型乃至最終實(shí)現(xiàn)凈零所面臨的任務(wù)十分艱巨。

2.2電力供給結(jié)構(gòu)以煤炭為主導(dǎo)，轉(zhuǎn)型難度大

我國“碳達(dá)峰、碳中和”所面臨的困難和挑戰(zhàn)比發(fā)達(dá)國家更多的原因是由于我國當(dāng)前電力供給以煤炭為主導(dǎo)，工業(yè)用能占比較高，能源需求尚未達(dá)峰。對我國來說，“碳中和”進(jìn)程將進(jìn)一步提升中國的電氣化率，電力需求將在未來40年內(nèi)繼續(xù)較快增長。從總量上看，中國在實(shí)現(xiàn)“碳中和”的過程中，同時(shí)需要將發(fā)電量從目前的約7萬億kWh增加到2050年的15萬億kWh。從電力占比看，當(dāng)前電力在終端能源消費(fèi)中的占比約為25%左右，而實(shí)現(xiàn)“碳中和”要求2030年將電氣化占比提升到30%以上，到2050年進(jìn)一步提升至55%?，F(xiàn)階段，能源行業(yè)逐步加快綠色低碳發(fā)展的步伐，火力發(fā)電雖然依舊占據(jù)“壓艙石”主體地位，但產(chǎn)能、電量比重逐年下降，機(jī)組利用小時(shí)數(shù)逐年減少，“兩極化”與“區(qū)域差異”明顯加劇，單機(jī)30萬kW以下未達(dá)標(biāo)機(jī)組已被陸續(xù)關(guān)停，落后產(chǎn)能加速出清。電力市場過剩、新能源競爭沖擊、高煤價(jià)低電價(jià)“兩頭擠壓”等多種因素綜合作用，造成火力發(fā)電行業(yè)接連虧損，負(fù)債率高企，轉(zhuǎn)型難度極大。

2.3熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)供熱問題

具有能源綜合利用效率高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱，是城市和工業(yè)園區(qū)集中供熱的主要供熱方式之一，也是解決我國城市和工業(yè)園區(qū)存在供熱熱源結(jié)構(gòu)不合理、熱電供需矛盾突出、供熱熱源能效低、污染嚴(yán)重等問題的主要途徑之一。但目前我國熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，一是大型抽凝供熱機(jī)組比例過大，其熱電比通常較小，難以全面參與深度調(diào)峰;二是當(dāng)前熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組普遍未能實(shí)現(xiàn)熱電解耦，或采用的熱電解耦技術(shù)能耗較高，亟待開展基于“能級匹配”的高效熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組深度調(diào)峰技術(shù)。

3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”目標(biāo)下，火力發(fā)電企業(yè)面對轉(zhuǎn)型發(fā)展的困難和挑戰(zhàn)，要大力推動電力的綠色轉(zhuǎn)型，充分利用火電在“壓艙石”主體地位，大力開展技術(shù)改造，有效破解高比例新能源接入電力系統(tǒng)后的電網(wǎng)運(yùn)行瓶頸，有機(jī)銜接碳市場、電力現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)等市場，努力向綜合能源供應(yīng)商轉(zhuǎn)型。

3.1深入研究低碳技術(shù)發(fā)展路徑，積極應(yīng)對碳排放交易

根據(jù)有關(guān)資料顯示，2019年中國二氧化碳排放總量約113億t，其中能源領(lǐng)域98億t，占比87%，電力行業(yè)碳總量42億t，占全國總量的37%，因此電力行業(yè)不僅僅首批參與碳排放權(quán)交易，更是雙碳目標(biāo)下減碳的重申之重。生態(tài)環(huán)境部出臺了碳排放權(quán)登記交易結(jié)算管理細(xì)則、發(fā)電設(shè)施溫室氣體核算國家標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)溫室氣體核查指南等政策文件，相關(guān)人員要應(yīng)及時(shí)做好政策跟蹤及解讀，做好總體協(xié)調(diào)，修訂相關(guān)制度;把碳排放管理納入生產(chǎn)對標(biāo)及環(huán)保巡查;依托能源管控平臺搭建碳排放管理信息系統(tǒng)平臺。實(shí)現(xiàn)碳排放數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)報(bào)送、數(shù)據(jù)診斷、數(shù)據(jù)分析、履約、交易等功能。積極開展降碳增效技術(shù)應(yīng)用研究，關(guān)注清潔能源利用、二氧化碳捕集、利用和封存（GCUS）技術(shù)、零碳技術(shù)等低碳新技術(shù)，提前布局，掌握先機(jī);開展風(fēng)電光伏相關(guān)的GGER（核證自愿減排量）項(xiàng)目研究;充分利用集團(tuán)內(nèi)部資源配置碳資產(chǎn)的能力，研究碳交易協(xié)同機(jī)制。

3.2“少新建、多延壽”是發(fā)揮存量煤電作用的重要途徑

煤電對于我國來說仍將是當(dāng)前及未來較長一段時(shí)間電力、電量的主體。但隨著新能源發(fā)電比例快速增加，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式日益復(fù)雜，煤電機(jī)組正逐步由電量型電源向電量、電力調(diào)節(jié)型電源轉(zhuǎn)變。隨著高比例的可再生能源并網(wǎng)，調(diào)峰需求激增，需要占比較大的煤電提升靈活性能力以支撐電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。煤電按30年設(shè)計(jì)壽命計(jì)算，2020～2030年將有1.4億kW煤電機(jī)組退役，2030～2050年則高達(dá)9億kW。從國際經(jīng)驗(yàn)和我國早期投產(chǎn)煤電機(jī)組來看，煤電機(jī)組服役40～50年是可以實(shí)現(xiàn)的安全運(yùn)行壽命。對存量煤電機(jī)組延長壽命是優(yōu)化存量煤電的必經(jīng)之路，充分挖掘煤電存量資產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)潛力，促進(jìn)國有資產(chǎn)保值增值。

3.3加快火力發(fā)電機(jī)組靈活性改造

由于風(fēng)、光等新能源的自然屬性特點(diǎn)，未來電力市場，電網(wǎng)更加缺乏調(diào)峰能力，火電機(jī)組很難再依靠增發(fā)電量提高收益，應(yīng)加快從電量供應(yīng)型發(fā)展向電力調(diào)節(jié)性轉(zhuǎn)變。采用創(chuàng)新技術(shù)，大力實(shí)施火電機(jī)組靈活性改造，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱電解耦，通過發(fā)揮其靈活性的調(diào)節(jié)作用及深度調(diào)峰能力，促進(jìn)大規(guī)?？稍偕茉聪{，有效解決電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、供熱保障、清潔能源消納之間的矛盾，是目前階段最為經(jīng)濟(jì)可行的提升手段，火電機(jī)組的“靈活性”發(fā)展的重要性將愈發(fā)突顯。

3.4探索“電熱為主、多能互補(bǔ)”發(fā)展形式，推廣綜合能源基地建設(shè)

火力發(fā)電應(yīng)承擔(dān)托底保供和重要負(fù)荷中心支撐性電源的作用，在促進(jìn)新能源發(fā)展上要發(fā)揮靈活調(diào)節(jié)的主力電源作用，不斷提高現(xiàn)有燃煤電廠的效率和效益，在能源資源大范圍優(yōu)化配置上要發(fā)揮區(qū)域能源基地的作用。通過負(fù)荷調(diào)整管理用電需求，即搜集用發(fā)電信息進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)、削峰填谷;充分利用分布式電源、儲能等裝備反向供電，做到源-網(wǎng)-儲-荷協(xié)調(diào)配合。

4結(jié)束語

我國電力行業(yè)必須滿足于能源需求現(xiàn)狀和變化趨勢，抓緊制定“碳達(dá)峰、碳中和”行動方案，健全企業(yè)碳排放制度。在保障電力安全的基礎(chǔ)上，加快推進(jìn)火電“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)”發(fā)展戰(zhàn)略，穩(wěn)步實(shí)施機(jī)組靈活性、深度調(diào)峰、熱電解耦等技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲一體化發(fā)展，促進(jìn)火電企業(yè)向綜合能源供應(yīng)商轉(zhuǎn)型升級。

參考文獻(xiàn)：

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