“‘十四五’期間,煤電供熱板塊累計虧損超千億元?!毖籽紫娜眨瑫h室里卻因討論熱電虧損的議題,而平添了幾分寒意。
“在‘雙碳’目標下,熱電正面臨三重攻堅,一是煤電需從基礎電源轉(zhuǎn)向調(diào)峰電源的定位重構,二是多能互補系統(tǒng)中新能源消納與供熱穩(wěn)定的平衡難題,三是數(shù)字化技術如何深度賦能傳統(tǒng)機組智能化改造?!痹谥袊娏萍季W(wǎng)、北京中盛國策新能源研究技術院日前召開的“2025智慧熱電與靈活調(diào)峰大會”上,中國電力科技網(wǎng)專家委員會主任、北京中盛國策新能源技術院院長魏毓璞表示。
煤電仍是我國近中期能源保供的“頂梁柱、壓艙石”,是構建新型電力系統(tǒng)重要的調(diào)節(jié)電源,也是現(xiàn)階段我國民生采暖和工業(yè)用熱最經(jīng)濟可靠的熱力供應主體。據(jù)與會專家表示,在“雙碳”目標與民生保障的雙重約束下,煤電供熱困局表面是經(jīng)濟問題,實質(zhì)是能源轉(zhuǎn)型中的系統(tǒng)性挑戰(zhàn)。熱電板塊如何應對新形勢和新挑戰(zhàn),成為本次會議的熱議話題。
“未來供熱能力或降至當前1/3”
熱力系統(tǒng)可為電力系統(tǒng)提供顯著的調(diào)節(jié)能力。中國能源研究會副理事長兼秘書長孫正運指出,熱電聯(lián)產(chǎn)是我國主要供熱方式之一,目前已經(jīng)形成以熱電聯(lián)產(chǎn)為主、集中鍋爐房為輔、其他先進高效方式為補充的供熱局面。利用熱和電的時間慣性差異,熱、電協(xié)同互動,就可以挖掘電網(wǎng)運行所需的調(diào)節(jié)能力。2024年熱電聯(lián)產(chǎn)供熱約占我國城市集中供熱總量的66%。
然而,許多煤電企業(yè)供熱板塊的財務報表上卻是一片赤字。
清華大學建筑學院教授付林指出,調(diào)峰對火電廠供熱能力和成本帶來雙重風險,從成本上說,供熱已成為煤電企業(yè)的負擔?,F(xiàn)貨市場下火電廠發(fā)電的電價波動大,電價高時,供熱影響發(fā)電,供熱成本較高;電價低時,保障供熱需多發(fā)電,發(fā)電虧損計入供熱成本。
付林進一步分析,從供熱能力上說,無論電價處于高位還是低位,熱電廠供熱能力都會降低。電價較高時,電廠傾向于少供熱、多發(fā)電(通過提高主汽量、降低抽汽量)來保障收益,導致供熱量減少,供熱保障能力不足;電價較低時,電廠傾向于少供熱、少發(fā)電(通過降低主汽量和抽汽量)來減少虧損,同樣導致供熱量減少,供熱保障能力不足。在碳中和目標下,火電廠全面發(fā)電小時數(shù)將降至2000小時以下,冬季約1000小時,未來,供熱能力或降至當前的1/3。
“面臨靈活性和低碳化挑戰(zhàn)”
在新能源裝機爆發(fā)式增長的倒逼下,煤電正經(jīng)歷從主力電源向調(diào)節(jié)支撐角色并重的轉(zhuǎn)變,其供熱業(yè)務也不得不應對多重考驗。
國網(wǎng)山東電科院汽機室主管祝令凱總結了煤電供熱機組面臨的三大困境,一是現(xiàn)貨市場負電價常態(tài)化,火電機組為保障供熱,需維持一定負荷率運行,無法停機或深度調(diào)峰運行,發(fā)電虧損增加。二是容量補償機制下,火電機組為保障供熱,無法維持額定滿出力運行,容量補償損失增加。三是“兩個細則”管理模式下,火電機組為保障供熱,存在降最高出力和抬最低出力情況,“兩個細則”基本調(diào)峰考核費用增加。
以山東省為例,容量電費由機組申報最大出力確定,機組實際運行無法達到申報最大出力的,月內(nèi)發(fā)生兩次扣減當月容量電費的10%,發(fā)生三次扣減50%,發(fā)生四次及以上扣減100%,累計發(fā)生三次全部扣減的煤電機組,取消其獲取容量電費的資格。
華電電力科學研究院有限公司供熱研究中心高級工程師高新勇認為,供熱機組面臨靈活性和低碳化挑戰(zhàn)。為滿足供熱需求,“以熱定電”特性限制了機組電負荷的調(diào)節(jié)范圍,降低了靈活性,同時,過快的機組調(diào)節(jié)速率容易導致供熱負荷不穩(wěn)定。低碳化方面,我國機組周邊熱負荷未充分開發(fā),機組以采暖期供暖為主,而歐洲機組普遍是全年供熱,實際供熱負荷不足,致使機組運行偏離設計工況,引起運行能耗增加。煤電替代熱源不足,供熱鍋爐逐步關停,新能源供熱模式未規(guī)?;茝V,老舊機組仍為供熱主力熱源。
高新勇指出,多重原因?qū)е禄痣姍C組碳排放高,2023年,我國單位火電發(fā)電量二氧化碳排放約821克/千瓦時,世界平均水平為783克/千瓦時。綜合熱效率偏低,我國約一半火電機組為熱電機組,其綜合熱效率為52.1%,比德國低23.6個百分點。
“探索更科學的熱價形成方式”
與會專家認為,破解之道在于政策精準施策、企業(yè)技術革新、社會成本共擔的三方協(xié)同。
孫正運建議,源頭上清潔化,消費側(cè)電能替代,是新型電力系統(tǒng)的主要特征之一。人類終端用能的主要形式是電、熱、冷,它們之間存在緊密的互補關系。源頭上清潔化,就需要為新能源提供大量的調(diào)節(jié)能力,電、熱協(xié)調(diào)互動,是技術和經(jīng)濟都可行,成本最低、最安全的技術路線之一。
中國能源研究會常務理事、特聘首席專家,京能集團原黨委常委、副總經(jīng)理王永亮用“轉(zhuǎn)形、轉(zhuǎn)型、轉(zhuǎn)行”來概括自己對新一代煤電的若干思考?!皩崿F(xiàn)能耗雙控向碳排放雙控轉(zhuǎn)變,節(jié)能是第一能源,降碳是第一指標,節(jié)能降碳非常重要。新能源發(fā)電具有隨機性、波動性、間歇性特征,本質(zhì)上是依賴自然資源的。源荷平衡面臨挑戰(zhàn),調(diào)峰能力成為短板,輔助服務需求凸顯。未來,無限風光在調(diào)峰?!?/p>
機制層面,祝令凱建議,能源主管部門出臺熱網(wǎng)-電網(wǎng)協(xié)同機制,建立電力、熱力數(shù)據(jù)資源共享機制,探索熱力公司和熱電廠以聯(lián)合體方式參與電力市場,建立熱網(wǎng)協(xié)同調(diào)峰補償機制。
也有專家表示,當務之急是完善煤熱價格聯(lián)動機制并切實執(zhí)行,同時探索更科學的熱價形成方式。兩部制熱價被認為是可行方案——將熱價分為基本熱費和計量熱費兩部分,前者覆蓋固定成本,后者反映實際用熱量。
技術方面,浙江綠儲科技有限公司副總工程師、新技術研發(fā)部總監(jiān)俞明鋒,針對新型電力系統(tǒng)下煤電靈活性、低碳化的定位變化,提出基于高電壓熔鹽電加熱器、高效特高溫熱泵等核心裝置的系統(tǒng)化解決方案。對比現(xiàn)有的各項技術,該方案電能轉(zhuǎn)換效率最高可超70%,且可實現(xiàn)機組“零出力”、高性能調(diào)頻、快速爬坡、熱電解耦等一系列高靈活性要求。在煤電低碳化發(fā)展上,采用綠電耦合電致熱儲熱技術降低煤電碳排放,與綠氨摻燒等技術相比,經(jīng)濟性優(yōu)勢明顯。
京能秦皇島熱電有限公司總經(jīng)理劉青松結合結合轉(zhuǎn)型實踐指出,實施5G通訊與AI技術應用協(xié)同發(fā)展,助力企業(yè)智慧生產(chǎn),提高安全管理水平。
魏毓璞建議,側(cè)重圍繞不同應用場景,加快推進儲熱技術多樣化發(fā)展,實現(xiàn)能源系統(tǒng)的多負荷供需匹配,提升系統(tǒng)效率與可靠性。大力推進供熱系統(tǒng)軟硬件國產(chǎn)化替代,通過智能化技術手段,實現(xiàn)系統(tǒng)的多目標協(xié)同控制。