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新形势下煤电灵活调峰和稳定供热的挑战和应对措施

2024-12-12



创新点



     目前针对我国煤电行业的研究侧重于煤电的转型退出路径、煤电退出所带来的资产搁浅成本、环境健康效益和潜在就业影响以及煤电脱碳技术和调节技术等,而对煤电机组逐步转向调节性电源后面临的调峰与供热之间矛盾和挑战认识不足。此举对推动我国煤电机组加速转型步伐、有效发挥对能源保供的“兜底”作用等将造成不利影响。

     鉴于此,本文将剖析煤电灵活调峰和稳定供热所面临的矛盾和挑战,分析国内外煤电机组应对这些矛盾和挑战的主要经验。在此基础上,提出我国煤电机组兼顾灵活调峰和稳定供热的政策建议和保障措施,以期为电力转型背景下煤电行业高质量发展提供基础参考。



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新形势下煤电灵活调峰和稳定供热的挑战和应对措施


作者:吴迪1,陈安会2,陈柯旭3,刘博2,王兴华2,杨雷1,康俊杰1

单位:1.北京大学 能源研究院;2.山东省热电设计院;3.厦门大学 经济学院



摘要与关键词

     摘要:在新型电力系统建设背景下,煤电机组正通过灵活性改造、供热改造、节能降碳改造“三改联动”,加速向清洁、高效、灵活转型。随着波动性新能源的大规模发展和能源需求的持续攀升,煤电作为我国未来相当长一段时间内能源供应安全的重要支撑,扮演着供电、供热和提供电力灵活性的三重角色,也致使煤电转型面临诸多挑战。结合我国电力转型面临的新形势,识别了煤电机组灵活调峰和稳定供热面临的矛盾和挑战,分析了热电解耦相关技术手段和国内外经验。研究建议,通过加强灵活性改造方面的支持力度、加强供热改造和系统优化、进一步完善电力市场建设、加强热电解耦技术攻关等实现煤电的灵活调峰和稳定供热,为提升我国能源安全保障水平和促进新能源消纳做出贡献。

     关键词:煤电;热电解耦;灵活调峰;稳定供热;新能源;电力市场


建议及措施

     1 加强灵活性改造方面的政策支持力度

     ①建议因设备安全导致非计划停机情况下应免除考核。例如:由于机组低负荷下燃烧稳定性较差,试验期间如果出现风机、给水泵等重要辅机突发故障,机组有跳闸风险;机组在超深调低负荷下运行存在不稳定,应尽量减少电网一次调频对其扰动。②建议在现货系统中建立单列切缸机组,合理给予切缸机组容量补偿。目前现货系统中将切缸机组视为高背压机组,认为其因为供热约束达不到额定出力能力。实际上切缸机组可以达到机组额定出力能力。③在制定煤耗标准时,建议增加前置条件,考虑机组不同调峰深度对供电标准煤耗的影响。对于灵活性改造后的机组,参与调峰时,特别是参与深度调峰的机组,深调后机组出力小,煤耗显著增加,另外在深调和顶峰的过程中煤耗也会增加,满足不了标准要求,应增加前置条件,比如正常运行机组、不参与调峰机组或者调峰在多少以内的机组等。

     2 加强供热改造和系统优化

     ①科学改造存量机组。结合煤电行业转型升级,重点对集中关停小煤电机组区域周边的中大型煤电机组实施切缸或高背压改造,实现热力接续替代。②大力推广长输供热。打破区域限制,整合热力资源,大力推广大温差、长距离供热技术,着力整合供热资源,推动配套热网建设和老旧管网改造,加快实现热网互联互通、各类热源联网运行。③优化热力供需布局。重点在工业热负荷集中和居民供暖需求大的区域,布局新建中大型热电联产机组,替代周边小煤电机组和供热锅炉。支持有工业热负荷需求的企业,向大型煤电机组周边发展,降低对小煤电机组供热依赖。④优化供热方式。通过合理利用热网的蓄热能力等多种方式,保证机组负荷在合理的区间内,高峰顶得上、低谷降得下,适应现货方式下的运行方式。坚持错峰供热供汽。建立热力用户沟通机制,协调用户根据计划安排生产,努力扩大机组可调出力范围。⑤加快热力价格改革。机组采暖供热业务持续处于巨额亏损状态,严重影响企业经营效益,应对该部分损失提出可行的计算指导方案,在热价调整中给予支持或出台煤热联动机制,缩减热源企业亏损额。

     3 进一步完善电力市场建设

     ①优化煤电容量电价机制。目前煤电机组调峰能力开发已经接近极限,再增强调峰能力需要较多的设备改造,改造成本增加较多,且目前尚缺乏论证成熟的调峰技术。②不断完善电力现货市场建设。建议逐步放开现货市场价格管制,让现货市场成为反映市场供需变化的电能量价格,发挥市场在电力资源配置中的决定性作用。允许煤电机组在电力市场中通过调整其发电策略,以应对电价的波动来优化其经济收益。③完善辅助服务市场建设,科学确定辅助服务需求,合理设置有偿辅助服务品种,规范辅助服务计价等市场规则。

     4 加强热电解耦技术攻关

     为了提高能源效率、保障煤电机组同时实现灵活调峰和稳定供热,建议重点支持和推广热电解耦技术的研发与应用,尤其是电锅炉、蓄热水罐、熔盐储能等能够大幅提升煤电机组灵活性和供热稳定性的新兴技术。

     ①实施财政支持和税收优化措施。通过提供针对性的研发资金支持和创新补贴,降低企业在技术开发初期的投资成本。②建立全面的政策和法规框架。应制定一套支持热电解耦技术推广的政策环境,包括技术标准、运营规范和监管机制,确保技术的安全性和有效性。③搭建技术研发平台。政府和企业可以共同投资建立研发平台和试验基地,这些平台可以促进学术机构、研究院所与企业之间的深度合作,加快从理论研究到实际应用的转化速度。④加强人才培养和国际合作。加强对相关技术人才的培训和教育,提高行业从业人员的专业技能。同时,鼓励与国际先进企业和研究机构合作,引进外国技术和管理经验。


部分图表

图1 我国电厂供热容量及占火电装机比重情况


图2 德国与丹麦的电力批发市场价格


表1 各热电解耦技术优缺点比较分析




作者简介



     吴迪,男,安徽马鞍山人,硕士,高级分析师,主要研究方向为能源政策、气候变化与能源转型、电力发展规划等。
     康俊杰,男,山东德州人,博士,特聘副研究员,主要研究方向为电力技术经济、能源政策、气候变化与能源转型等。



引用来源



     吴迪,陈安会,陈柯旭,等.新形势下煤电灵活调峰和稳定供热的挑战和应对措施[J]. 煤炭经济研究,2024,44(11):104-112.

  责任编辑:宫在芹
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