2016年6月14日國家能源局公布了22個火電靈活性改造試點項目，涉及裝機(jī)容量合計約1800萬千瓦，標(biāo)志著我國正式啟動提升火電靈活性改造示范試點工作。隨著可再生能源的快速發(fā)展與電力供需矛盾加劇，無論是從電力行業(yè)發(fā)展趨勢還是火電自身發(fā)展需求出發(fā)，提升火電靈活性都顯得迫在眉睫。
促綠電消納 解熱電矛盾
《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出，“十三五”期間，煤電靈活性改造規(guī)模達(dá)2.2億千瓦，其中熱電機(jī)組1.33億千瓦，主要位于“三北”地區(qū)，而“三北”地區(qū)正是提升煤電機(jī)組靈活性最為迫切的區(qū)域。
作為我國風(fēng)光資源最為豐富的區(qū)域，“三北”地區(qū)集中著我國80%以上的風(fēng)、光電裝機(jī)，但同時也是“棄風(fēng)”“棄光”等問題最為嚴(yán)重的地區(qū)。根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2016年，甘肅、新疆、吉林、內(nèi)蒙古棄風(fēng)率分別高達(dá)43%、38%、30%和21%。
一方面，北方地區(qū)氣電成本高昂、經(jīng)濟(jì)性差，抽水蓄能電站建設(shè)規(guī)模不足、建設(shè)周期長，系統(tǒng)調(diào)峰能力跟不上調(diào)峰需求，調(diào)峰電源的缺乏直接導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不足。根據(jù)《規(guī)劃》，“十三五”期間“三北”地區(qū)將增加調(diào)峰能力4500萬千瓦，這一數(shù)字也與業(yè)內(nèi)專家對于該地區(qū)調(diào)峰能力缺口的預(yù)計相吻合。
另一方面，新常態(tài)下，“三北”地區(qū)整體用電負(fù)荷增速緩慢，電力消納空間十分有限?！皷|北地區(qū)目前整體經(jīng)濟(jì)下行壓力仍比較大，煤電為了保證利用小時數(shù)也要靠搶市場電量、外送電量，新能源就更難了?！边|寧省某電廠市場部負(fù)責(zé)人稱。
這一問題在冬季供暖期更加突出。據(jù)了解，“三北”地區(qū)熱電機(jī)組裝機(jī)占到該區(qū)域煤電裝機(jī)容量的一半，占該區(qū)域總裝機(jī)近三分之一。然而，冬季供暖期間，大多數(shù)靈活性不高的熱電機(jī)組為保障供熱，只能以高負(fù)荷運行，機(jī)組調(diào)峰能力嚴(yán)重受限，新能源消納愈發(fā)困難。
據(jù)估計，“十三五”期間“三北”地區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，到2020年將達(dá)到2.5億千瓦?？稍偕茉囱b機(jī)容量與消納能力的不匹配的矛盾，與熱電矛盾結(jié)合后更為突出。內(nèi)蒙古等地區(qū)已開始進(jìn)行風(fēng)電供暖等嘗試，但從裝機(jī)規(guī)?？紤]，提升火電特別是熱電機(jī)組的靈活性，對于解決“三北”地區(qū)的消納矛盾，是最好的選擇。
角色轉(zhuǎn)變 提高經(jīng)濟(jì)性
“三個一批”原則頒布、上網(wǎng)電價下調(diào)、利用小時數(shù)下降、經(jīng)營業(yè)績下滑……2016年以來，煤電生存狀況開始惡化。有分析師稱，此時提出提升煤電機(jī)組靈活性，符合煤電的長期利益，實際是在“救煤電”。
“十三五”期間除了1.33億千瓦的熱電機(jī)組外，還有8600萬千瓦的常規(guī)純凝機(jī)組也被列入靈活性改造的范圍之內(nèi)。《規(guī)劃》稱，“十三五”期間將優(yōu)先改造30萬千瓦級及以下的低參數(shù)煤電機(jī)組，引導(dǎo)該部分機(jī)組逐步向調(diào)峰電源轉(zhuǎn)型；根據(jù)需要確定60萬千瓦級機(jī)組的改造規(guī)模；大容量高參數(shù)高效率的機(jī)組則應(yīng)盡可能保持較高的運行負(fù)荷率。
“30萬千瓦級機(jī)組大多是服役近20年甚至更久的老機(jī)組，實施供熱改造可以延長這些機(jī)組的壽命，而靈活性改造改變了這些電源的定位，從另一個角度讓老機(jī)組再次煥發(fā)生機(jī)?！睎|部地區(qū)某電廠負(fù)責(zé)人表示。
國家能源局局長努爾·白克力曾在促進(jìn)煤電有序發(fā)展電視電話會議上提出，要深刻認(rèn)識煤電轉(zhuǎn)型發(fā)展的重大意義，準(zhǔn)確把握行業(yè)發(fā)展趨勢，并表示“今后煤電在系統(tǒng)中的定位將逐步由電量型電源向電力型電源轉(zhuǎn)變”。
在目前的電力市場形勢下，電力過剩地區(qū)的煤電企業(yè)想依靠增發(fā)電量提高收益變得越來越困難。電網(wǎng)缺乏的不再是發(fā)電電源而是調(diào)峰電源，相比在電力富裕的情況下一味搶發(fā)電量，通過進(jìn)行靈活性改造，積極參與電網(wǎng)深度調(diào)峰從而爭取調(diào)峰獎勵資金，可以實現(xiàn)煤電企業(yè)自身以及整個電力市場運行的“雙贏”。據(jù)了解，華能丹東電廠自2016年6月份開始進(jìn)行靈活性改造并參與調(diào)峰，截至2016年底，共獲得調(diào)峰補(bǔ)償2259.21萬元，經(jīng)濟(jì)效益頗豐。
發(fā)揮成本優(yōu)勢 主動參與
從原理和生產(chǎn)流程上，煤電并不是最理想的調(diào)峰電源。煤電處于低負(fù)荷運行狀態(tài)時，蒸汽壓力、煙溫等指標(biāo)較正常工況下有較大改變，對運行人員的水平要求較高，在機(jī)組安全、設(shè)備維護(hù)、煤質(zhì)等方面的把控上也提出了更嚴(yán)苛的要求。不僅如此，低負(fù)荷下，煙氣溫度降低，煙氣選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)入口煙溫如果不夠高，催化反應(yīng)將無法完成，運行時還要綜合考慮環(huán)保設(shè)備工況以防止超標(biāo)排放。
相比之下，燃?xì)鈾C(jī)組與抽水蓄能電站無論是控制難度還是調(diào)峰靈活性上，均優(yōu)于煤電，但綜合考慮經(jīng)濟(jì)性與電源結(jié)構(gòu)，煤電進(jìn)行靈活性改造并參與調(diào)峰仍十分必要。“氣電受制于高昂的價格以及配套設(shè)施建設(shè)不足，現(xiàn)階段只能作為一種政策導(dǎo)向，來提高氣電在一次能源消費中的占比。抽蓄電站將在‘十三五’迎來快速發(fā)展，但水電受自然因素影響，建設(shè)規(guī)模及選址受限，尤其是‘三北’這種相對缺水地區(qū)，煤電調(diào)峰的經(jīng)濟(jì)性是最好的?！庇袑＜抑赋?。
日前，華電丹東公司固體電蓄熱輔助調(diào)峰鍋爐項目通過集團(tuán)內(nèi)部審批，成為國內(nèi)建設(shè)電蓄熱調(diào)峰鍋爐的先行者。這種設(shè)備將調(diào)峰與供熱能力相結(jié)合，在高效完成火電廠節(jié)能減排目標(biāo)的同時，可為遼寧電網(wǎng)提供穩(wěn)定的調(diào)峰手段，增強(qiáng)自身供熱能力，并拆除替代更多的分散式供熱小鍋爐。發(fā)電企業(yè)對于新技術(shù)、新設(shè)備的積極應(yīng)用，將持續(xù)為煤電靈活性改造注入活力。
按照國家制定的靈活性改造試點項目標(biāo)準(zhǔn)，改造后，熱電機(jī)組增加20%額定容量的調(diào)峰能力，最小技術(shù)出力達(dá)到40%-50%額定容量；純凝機(jī)組增加15%-20%額定容量的調(diào)峰能力，最小技術(shù)出力達(dá)到30%-35%額定容量；部分具備改造條件的電廠預(yù)期達(dá)到國際先進(jìn)水平，機(jī)組不投油穩(wěn)燃時純凝工況最小技術(shù)出力達(dá)到20%-25%。由此推算，“十三五”期間近2.2億千瓦的靈活性改造規(guī)?；?qū)榭稍偕茉丛黾?000-4000萬千瓦的消納空間。
