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推动全国煤电机组改造升级
2021-11-17

近日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》(发改运行〔2021〕1519号)(以下简称《通知》),旨在通过实施煤电机组改造升级,进一步降低煤电机组能耗,提升灵活调节能力和清洁高效水平。

《通知》明确了煤电机组改造升级的指导思想、基本原则和主要目标,从节能提效改造、供热改造、灵活性改造、淘汰关停低参数小火电、规范自备电厂运行、优化机组运行管理、严格新建机组准入等方面提出了实施路径,并提出从加强技术攻关、加大财政金融支持、健全市场机制等方面加大政策支持。


01

开展煤电机组改造升级的重要意义

目前,我国已建成全球最大的清洁高效煤电供应体系。2020年,全国煤电装机规模达到10.8亿千瓦;全国火电平均供电煤耗达到305.5克/千瓦时,比2005年、2010年分别下降64.5克/千瓦时、27.5克/千瓦时,达到国际领先水平。“十二五”以来,累计实施煤电机组节能提效改造超8亿千瓦;截至2020年底,累计淘汰煤电落后产能超1.5亿千瓦,83%的煤电机组达到超低排放。得益于我国先进高效煤电机组占比不断提高和实施节能提效改造,煤电能效水平持续提升、供电煤耗持续下降,2006-2020年火电二氧化碳排放累计减少66.7亿吨,对电力二氧化碳减排的贡献率达到36%,有效缓解了电力二氧化碳排放总量的增长。

尽管在节能降耗、二氧化碳减排方面已取得显著成效,但也应当看到,发电和供热行业仍是我国二氧化碳排放的重点行业。当前,我国部分煤电机组仍存在能耗偏高、灵活调节能力不足等问题,仍需通过实施改造升级进一步提升高效、清洁、低碳、灵活、智能化水平。在深入推进碳达峰、碳中和重大战略进程中,煤电行业仍需一如既往主动作为,持续深入推进节能降耗、灵活性提升,为加快构建以新能源为主体的新型电力系统,为实现碳达峰、碳中和重大战略目标,继续发挥重要作用、做出重要贡献。

02

开展煤电机组改造升级的主要目标

一是新建机组供电煤耗目标。“除特定需求外,原则上采用供电煤耗低于270克/千瓦时的超超临界机组”“不允许新建设计供电煤耗高于285克/千瓦时的湿冷机组、高于300克/千瓦时的空冷机组”。前者(270克/千瓦时)是新建机组设计供电煤耗的“导向目标”,后者(285克/千瓦时、300克/千瓦时)是“约束目标”;此外,《通知》还提出了新建机组设计供电煤耗的“准入标准”,应当正确理解和准确把握导向目标、约束目标、准入标准3者之间的关系。

二是供电煤耗总体目标。2025年全国火电平均供电煤耗达到300克/千瓦时以下。

近年来,随着先进高效机组占比提高和节能提效改造深入推进,我国火电平均供电煤耗持续下降,但降幅呈收窄趋势,“十二五”累计降低18克/千瓦时、“十三五”累计降低9克/千瓦时、近三年年均降低1克/千瓦时。“十四五”期间,实施煤电机组改造升级可进一步降低机组供电煤耗;但与此同时,煤电机组深度调峰支撑新能源消纳、兜底保障电力安全稳定供应等因素,也将致使机组运行负荷率下降,且低负荷运行时间增加,对运行效率、供电煤耗造成不利影响。综合考虑上述因素,2025年全国火电平均供电煤耗降低至300克/千瓦时以下是切合实际的目标。

对于“300克/千瓦时”供电煤耗的理解和把握应当注意3个方面:首先,该目标是“火电”供电煤耗,即全面统计煤电、气电等火电机组的供电煤耗,而不是只考虑煤电的供电煤耗。其次,该目标是“平均”供电煤耗,即火电机组整体供电煤耗,而不是要求每一台煤电机组供电煤耗一律达到300克/千瓦时以下。最后,该目标是“全国”供电煤耗,即全国火电机组整体供电煤耗,而不是要求各地区煤电机组平均供电煤耗一律达到300克/千瓦时以下。执行过程中,需要对这些方面予以正确认识和准确把握,避免不切实际的一刀切。

三是节能降耗目标。供电煤耗高于300克/千瓦时的煤电机组要加快实施节能改造;无法改造的机组逐步淘汰关停,并视情况将具备条件的转为应急备用电源;“十四五”期间改造规模不低于3.5亿千瓦。节能改造的目标是能改尽改,优先改造现阶段供电煤耗高于300克/千瓦时的机组。淘汰关停机组转为应急备用电源,既要充分考虑机组安全、环保、能效运行水平等技术条件,也要充分考虑人员安置配置、运行维护成本等应急备用保障条件,科学论证分析。

四是供热改造目标。推进清洁高效燃煤热电联产替代燃煤小锅炉供热、实施纯凝机组供热改造,“十四五”期间供热改造规模力争达到5000万千瓦。

五是灵活性改造目标。煤电机组灵活性改造应改尽改,“十四五”期间完成灵活性改造2亿千瓦,可增加系统调节能力3000-4000万千瓦。“十四五”期间,以新能源为主体的新型电力系统建设对煤电调峰提出了更高要求,通过对存量煤电机组实施大规模灵活性改造,大幅增加电力系统调节能力,可有效满足系统调峰需求,促进更大规模新能源消纳。

03

实施煤电机组改造升级的具体措施

实施煤电机组改造升级,是推进我国煤电高效、清洁、灵活、低碳、智能化高质量发展的综合举措,涵盖“改造”和“升级”两个方面。《通知》从节能提效改造、供热改造、灵活性改造、淘汰关停低参数小火电、规范自备电厂运行、优化机组运行、严格新建机组准入等方面提出了具体措施,总体思路是从“优化存量”“严管增量”两方面发力,多措并举、有力有序推进煤电机组改造升级。

(一)推进存量机组优化

一是节能提效改造。开展汽轮机通流改造、锅炉和汽轮机冷端余热深度利用改造、能量梯级利用改造,探索高温亚临界综合升级改造等。煤电机组节能提效改造,可结合升级改造具体条件,优化集成先进技术制定综合升级改造方案。应当遵循“经济技术可行”原则,统筹兼顾安全、高效和经济目标,因地制宜、因厂施策制定切实可行的改造方案,节能提效改造、供热改造、灵活性改造等均是如此。

二是供热改造。优化整合供热资源配置,加快推进区域供热互联互通,提高供热资源利用效能;合理集中分散热负荷需求,发展长输供热技术,扩大供热煤电集中供热范围和供热规模;推进高效清洁热源替代能耗高、污染重的燃煤小热电。推进纯凝机组实施供热改造,挖掘现役热电机组潜力,充分发挥存量机组供热作用。

三是灵活性改造。煤电机组纯凝工况最小技术出力一般要求达到35%额定功率,采暖热电机组供热期单日6h最小发电出力达到40%额定功率。

煤电机组纯凝工况调峰能力达到35%额定功率是一般化要求,可根据机组所在电网的调峰需求和机组技术条件研究论证,鼓励进一步提高机组调峰能力达到30%额定功率或更低;采暖热电机组供热期的调峰能力,应当以满足民生采暖需求为前提达到相关要求。

四是淘汰关停低参数小火电。对需要淘汰关停的煤电机组,原则上“关而不拆”全部创造条件转为应急备用和调峰电源;可用于容量替代新建清洁高效煤电机组。符合能效、环保、安全等相关要求的机组,在无需原址重建、“退城进郊”异地建设等情况下,可作为应急备用电源发挥作用。“十四五”期间,形成并保持1500万千瓦的应急备用能力。

将淘汰关停、符合要求的煤电机组转为应急备用电源,顶峰应急运行、常态停机备用,可在用电高峰期有效发挥电力安全保供作用。具备条件的机组,原则上要尽可能转为应急备用电源;要评估机组安全、环保、能效等技术条件,防止存在安全隐患、环保排放超标、能耗水平高的机组转为应急备用电源,宜优先考虑20万千瓦及以上大容量、服役期满不延寿、应急备用条件较好的机组。同时,需要上下联动创造条件有效疏导机组消缺改造、运行维护等应急备用成本。

五是规范自备电厂运行。全面清理违法违规燃煤自备电厂,禁止公用电厂转为燃煤自备电厂,引导自备电厂与清洁能源开展替代发电。自备煤电机组要确保达到最新大气污染物排放标准和总量控制要求,加快实施节能改造和超低排放改造;符合淘汰条件的要限时淘汰关停。

六是优化机组运行管理。提升大容量高参数机组负荷利用率,充分发挥60万千瓦及以上大容量高参数机组承担基本负荷时的清洁高效优势。提高机组专业化运行管理水平,确保安全高效运行;开展运行优化试验,保持机组最佳运行状态;做好设备运行维护,提高设备可用率。提高电煤产运需保障水平,确保电厂燃用设计煤种。

随着煤电机组更多发挥深度调峰作用,机组运行环境更趋复杂,对机组运行效率、运行安全提出了更大挑战,优化机组运行管理愈发重要。在运行效率方面,煤电机组需加快适应深度调峰运行要求,低负荷运行期间通过优化机组运行、保障燃煤煤质等手段尽可能提高机组自身的运行效率;同时,电网调度需切实加强节能发电调度,尽可能提高效率更高机组的运行负荷水平,由效率较低的机组发挥更多调峰作用,以此降低深度调峰对区域煤电机组整体能耗的影响。在运行安全方面,要加强设备运行维护,保障燃煤煤质不过度偏离设计煤质,确保煤电机组安全稳定运行。

(二)严格新建机组准入

一是机组选型。新建非热电联产燃煤发电项目原则上采用60万千瓦及以上超超临界机组。

二是能效水平。《通知》明确了新建机组供电煤耗“准入标准”,即设计供电煤耗不高于《常规燃煤发电机组单位产品能源消耗限额》(GB 21258)、《热电联产单位产品能源消耗限额》(GB 35574)中新(改、扩)建机组能耗准入值,并根据最新标准要求实时调整。此外,不允许新建设计供电煤耗高于285克/千瓦时的湿冷机组、高于300克/千瓦时的空冷机组。

对于新建机组设计供电煤耗的要求,应当正确理解《通知》提出的“导向目标”“约束目标”“准入标准”之间的关系。导向目标(270克/千瓦时)是更高要求,目的是鼓励采用更先进的超超临界机组;约束目标(285克/千瓦时、300克/千瓦时)是最低要求,目的是约束采用相对落后的燃煤发电技术;准入标准(GB 21258、GB 35574准入值)是执行要求,是新建机组考虑建设条件而应当达到的设计供电煤耗。实际执行中,应当以“导向目标”为追求,以“约束目标”为底线,按照“准入标准”要求确定新建机组设计供电煤耗,尽可能提高机组能效水平。

三是灵活性制造。新建机组纯凝工况最小发电出力一般要求达到35%额定功率,采暖热电机组供热期单日6h最小发电出力达到40%额定功率。纯凝工况调峰能力达到35%额定功率是一般化要求,鼓励进一步提高机组调峰能力达到30%额定功率或更低;采暖热电机组供热期的调峰能力,应当以满足民生采暖需求为前提达到相关要求。

四是清洁化利用。新建机组运行全负荷范围达到超低排放,鼓励适度优于超低排放,有条件的同步开展大气污染物协同脱除。

04

支持煤电机组改造升级的主要政策

一是加强技术攻关。加大对煤电节能减排重大关键技术和装备研发支持力度,推进650℃超超临界、低成本超低排放CFB、CCUS等技术攻关和试点示范,推进先进技术集成应用示范项目建设等。科技创新是实施煤电改造升级的重要推动力,对于650℃超超临界、低成本超低排放CFB、CCUS等先进技术,需加大支持力度开展工程示范,通过工程示范加快推进技术研发应用;对于汽轮机通流改造等成熟技术,需加快推广应用;对于具有发展潜力的前沿技术,需加大支持力度开展集中攻关。

二是加大财政、金融等支持力度。对煤电改造升级重大技术研发和示范项目建设适当给予资金支持,鼓励制定背压热电支持政策、燃煤耦合生物质发电电量奖补等相关政策,鼓励社会资本等各类投资主体参与煤电改造升级,引导金融机构加大对煤电改造升级给予优惠信贷,支持发行企业债券募集资金用于煤电改造升级等。

三是健全市场化交易机制。引导节能减排指标好的煤电机组多签市场化合同,建立机组发电量与能耗水平挂钩机制,加快健全完善辅助服务市场等。

《通知》提出了加大煤电机组改造升级政策支持的指导性意见,为国家和地方制定相关政策指明了方向。执行过程中,仍需在国家和地方层面出真招、出实招,进一步研究制定行之有效的支持政策,特别是灵活性改造、应急备用电源、节能提效改造、燃煤背压机组、燃煤耦合生物质发电等相关政策,从资金、电价、辅助服务、改造配套新能源等方面予以政策支持,合理疏导煤电机组改造升级成本和运行成本,合理保障煤电企业存续发展条件,切实发挥煤电兜底保障电力供应安全、促进大规模新能源消纳作用。

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