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助力我國(guó)能源轉(zhuǎn)型 加快構(gòu)建新一代煤電體系
為深入貫徹黨中央、國(guó)務(wù)院有關(guān)決策部署，落實(shí)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》有關(guān)要求，夯實(shí)煤電兜底保障作用，積極推進(jìn)煤電轉(zhuǎn)型升級(jí)，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家能源局制定了《新一代煤電升級(jí)專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案（2025—2027年）》，以下簡(jiǎn)稱(chēng)《實(shí)施方案》，全面提出了推進(jìn)新一代煤電體系建設(shè)的要求及實(shí)施途徑，對(duì)于實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)具有重要意義。新一代煤電轉(zhuǎn)型升級(jí)需要強(qiáng)化以下三個(gè)方面的認(rèn)識(shí)：
一、 認(rèn)識(shí)新一代煤電在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中的重要作用
持續(xù)提高新能源并網(wǎng)比例、推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，是減少二氧化碳排放的主要途徑。到2023年3月底，我國(guó)非化石能源發(fā)電裝機(jī)占總裝機(jī)容量首次突破50%，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電量占比從2012年的2.1%提升至2022年的13.4%。非化石能源消費(fèi)量占一次能源消費(fèi)比重從2012年的9.7%穩(wěn)步提高至2022年的17.5%。新能源具有波動(dòng)性、間隙性、隨機(jī)性，為應(yīng)對(duì)新能源大比例接入帶來(lái)的挑戰(zhàn)，需要提高煤電靈活性，也需進(jìn)行新能源和儲(chǔ)能的協(xié)同發(fā)展。間歇和不穩(wěn)定的新能源可由大容量長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能消納，儲(chǔ)能系統(tǒng)的建設(shè)受到地質(zhì)條件（壓縮空氣儲(chǔ)能、抽水蓄能）、氣候條件、安全性等多因素制約，在沒(méi)有煤電協(xié)助的條件下，沒(méi)有哪種儲(chǔ)能能夠解決新能源消納問(wèn)題。燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組靈活性好，對(duì)于天然氣資源豐富的國(guó)家，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電非常適合消納新能源。然而，我國(guó)基本國(guó)情是“富煤貧油少氣”，煤電角色需從提供基本電力轉(zhuǎn)變到靈活性電源支撐?！秾?shí)施方案》指出對(duì)煤電機(jī)組升級(jí)改造、升級(jí)新建煤電機(jī)組指標(biāo)體系、研發(fā)新一代煤電技術(shù)，對(duì)于認(rèn)識(shí)新一代煤電在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中的作用，具有重要意義。
二、 探索優(yōu)化的新一代煤電指標(biāo)體系
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)超超臨界煤電技術(shù)等已處于國(guó)際領(lǐng)先水平，煤電機(jī)組以額定出力作為設(shè)計(jì)工況，煤電具有一套完整的指標(biāo)體系。在煤電作為靈活性支撐電源的需求下，現(xiàn)有的煤電指標(biāo)體系已不能滿足要求?！秾?shí)施方案》從機(jī)組調(diào)峰負(fù)荷范圍、變負(fù)荷速率、啟停調(diào)峰、寬負(fù)荷高效、安全可靠、清潔降碳、智能運(yùn)行等七個(gè)方面，提出了完善煤電技術(shù)指標(biāo)體系，對(duì)煤電機(jī)組改造升級(jí)及新建機(jī)組提出了指導(dǎo)性意見(jiàn)，代表了我國(guó)煤電機(jī)組今后的發(fā)展方向。應(yīng)該看到，新一代煤電技術(shù)指標(biāo)還需繼續(xù)完善。煤電、新能源發(fā)電和電網(wǎng)構(gòu)成巨型復(fù)雜系統(tǒng)，需耦合電網(wǎng)負(fù)荷需求及安全穩(wěn)定性、新能源出力特性、煤電出力特性，在煤電靈活性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、碳排放特性等多目標(biāo)約束條件下，探索出優(yōu)化的煤電技術(shù)指標(biāo)體系，以指導(dǎo)新一代煤電技術(shù)的研發(fā)和推廣應(yīng)用。
三、 加快新一代煤電關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和示范
煤電機(jī)組大熱慣性限制了靈活性水平的發(fā)揮，《實(shí)施方案》建議，除了對(duì)現(xiàn)役機(jī)組進(jìn)行升級(jí)改造外，還需研發(fā)煤電新技術(shù)。煤電靈活性提升對(duì)機(jī)組安全性和效率提出了挑戰(zhàn)，新場(chǎng)景的運(yùn)行需求對(duì)煤電技術(shù)提出了不同要求，現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)與裝備制約了煤電向“靈活調(diào)節(jié)”的進(jìn)一步發(fā)展。煤電技術(shù)需在以下方向上進(jìn)行研發(fā)：首先，研究煤電機(jī)組偏離設(shè)計(jì)工況、變工況以及低負(fù)荷運(yùn)行等全工況、全流程煤電機(jī)組特性，重塑煤電流程工藝，研發(fā)面向鍋爐靈活運(yùn)行的燃燒、汽水及輔機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及裝備，研究寬負(fù)荷高效汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)及通流技術(shù)，開(kāi)發(fā)寬負(fù)荷高效葉型及低壓長(zhǎng)葉片，研制低壽命損耗的汽輪機(jī)關(guān)鍵高溫部件等，開(kāi)發(fā)煤電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)智能感知、智能運(yùn)維、多目標(biāo)全程自動(dòng)控制等關(guān)鍵技術(shù)，重視迅速發(fā)展的人工智能技術(shù)在新一代煤電上的應(yīng)用，提升煤電機(jī)組智能運(yùn)行技術(shù)水平。其次，突破煤電機(jī)組靈活性不足的局限性，研發(fā)耦合儲(chǔ)能（例如熔鹽儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能）的新一代煤電技術(shù)，開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及裝備，研發(fā)煤電與儲(chǔ)能的耦合集成新工藝、新模式。開(kāi)發(fā)煤電與其他能源集成的多能源互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)，充分發(fā)揮煤電和其他能源的優(yōu)勢(shì)，提高互補(bǔ)發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性并提升煤電機(jī)組整體靈活性水平。最后，突破現(xiàn)有煤電技術(shù)的局限性，開(kāi)發(fā)新工質(zhì)/新循環(huán)發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤電技術(shù)體系的重構(gòu)。集中攻關(guān)一批具有規(guī)?；茝V潛力的新材料、新技術(shù)、新裝備，加快新一代煤電技術(shù)的升級(jí)換代，推進(jìn)先進(jìn)煤電技術(shù)的示范工程建設(shè)及實(shí)際應(yīng)用。
《實(shí)施方案》提出要完善新一代煤電政策，包括加大改造建設(shè)支持力度，加強(qiáng)新一代煤電規(guī)劃建設(shè)力度等，特別在統(tǒng)籌優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行調(diào)度及發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用等方面，為新一代煤電技術(shù)的推廣應(yīng)用，科學(xué)合理地用好各類(lèi)調(diào)節(jié)資源，起到積極的推動(dòng)作用。結(jié)合加強(qiáng)組織實(shí)施的建議，《實(shí)施方案》的發(fā)布及實(shí)施，必將為加快推進(jìn)我國(guó)新型電力系統(tǒng)建設(shè)發(fā)揮積極的作用。（懷柔實(shí)驗(yàn)室 徐進(jìn)良教授）
