隨著國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的深入推進(jìn)，新能源在電力系統(tǒng)中所占比例持續(xù)增加，煤電機(jī)組深調(diào)也在不斷刷新著記錄，31%、25%、20%、15%、9%，但這依舊未能達(dá)到國(guó)家層面的相關(guān)規(guī)定。

就現(xiàn)階段及以后我國(guó)電力系統(tǒng)而言，煤電深調(diào)情況關(guān)系著電網(wǎng)的安全運(yùn)行以及電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，那么我國(guó)煤電深調(diào)現(xiàn)狀如何呢？

何為煤電深調(diào)

“深度調(diào)峰”就是受電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差較大影響，導(dǎo)致各火電廠降出力，發(fā)電機(jī)組超過(guò)基本調(diào)峰范圍進(jìn)行調(diào)峰的一種運(yùn)行方式，即煤電機(jī)組的鍋爐最低穩(wěn)燃能力達(dá)到的比例。

一般深度調(diào)峰的負(fù)荷率多為40%-30%。假設(shè)一臺(tái)100萬(wàn)千瓦的煤電機(jī)組，在某一時(shí)刻發(fā)電量從100萬(wàn)千瓦降至40萬(wàn)千瓦，那么這時(shí)機(jī)組負(fù)荷為40萬(wàn)千瓦、調(diào)峰能力是60萬(wàn)千瓦，即負(fù)荷率為40%、調(diào)峰深度為60%。

機(jī)組調(diào)峰前后數(shù)據(jù)的變化反映了調(diào)峰的“深度”。當(dāng)然，除了40%負(fù)荷調(diào)峰，還可以進(jìn)行30%負(fù)荷調(diào)峰，甚至20%負(fù)荷的深度調(diào)峰。調(diào)峰的數(shù)值越小，深度調(diào)峰的難度也就越大。

在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，火電機(jī)組能夠安全、平穩(wěn)、高效地升降負(fù)荷，且降至的負(fù)荷越低說(shuō)明機(jī)組的深度調(diào)峰能力越強(qiáng)。“尖峰頂?shù)蒙稀⒌凸葔旱孟隆保�這就是深度調(diào)峰最強(qiáng)機(jī)組。

調(diào)峰是電力輔助服務(wù)的品種之一，好比商家為方便用戶(hù)獲取新鮮食材對(duì)生鮮進(jìn)行充氮保鮮、加冰儲(chǔ)運(yùn)、送貨上門(mén)，和其他輔助服務(wù)共同充當(dāng)著電力系統(tǒng)的“穩(wěn)定器”“調(diào)節(jié)器”“平衡器”的角色。

為何需要煤電深調(diào)

深度調(diào)峰的目的在于平抑新能源隨機(jī)波動(dòng)、出力不均的特性。當(dāng)新能源在電網(wǎng)中的比例逐漸擴(kuò)大時(shí)，電力系統(tǒng)對(duì)調(diào)峰電源容量的需求增大。

受資源稟賦等因素限制，煤電是我國(guó)當(dāng)前調(diào)峰輔助服務(wù)的“主力軍”。與新能源等電源相比，煤電機(jī)組可通過(guò)改變出力工況來(lái)適應(yīng)負(fù)荷變化，盡可能減少出力，承擔(dān)為高速增長(zhǎng)的非化石能源發(fā)電深度調(diào)峰和備用等功能。

目前，全國(guó)煤電基本都參與深調(diào)。雖然部分企業(yè)參與的積極性并不高，但更無(wú)奈的是，如果不參與很可能“顆粒無(wú)收”。煤電單純以發(fā)電為主的傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)模式難以為繼，“賣(mài)電、賣(mài)熱、賣(mài)服務(wù)”已經(jīng)成為共識(shí)，調(diào)峰輔助服務(wù)收益將逐漸成為煤電新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，煤電機(jī)組深度調(diào)峰運(yùn)行將成為常態(tài)。

煤電深調(diào)現(xiàn)狀

縱使我國(guó)已建成世界最大的清潔煤電體系，煤電機(jī)組整體水平在世界領(lǐng)先，但“能上能下”的靈活性仍然存在較大發(fā)展空間。

截至2023年底，中國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量29.2億千瓦，其中靈活性電源裝機(jī)容量約為4.96億千瓦，占比明顯偏低，而這一部分主要是煤電。

國(guó)務(wù)院新聞辦公室發(fā)布《中國(guó)的能源轉(zhuǎn)型》白皮書(shū)指出，截至2023年底，50%以上煤電機(jī)組具備深度調(diào)峰能力。

國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局2021年發(fā)布的《關(guān)于開(kāi)展全國(guó)煤電機(jī)組改造升級(jí)的通知》提到，新建、現(xiàn)役機(jī)組“純凝工況調(diào)峰最小發(fā)電出力達(dá)到35%額定負(fù)荷”。

《"十四五"現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》明確提出，到2025年，靈活調(diào)節(jié)電源占比達(dá)到24%左右。

煤電深調(diào)難點(diǎn)

現(xiàn)階段，煤電參與深調(diào)的意愿不足,究其根本是因?yàn)槊弘姍C(jī)組頻繁啟動(dòng)及大范圍負(fù)荷變動(dòng)，機(jī)組需承受大幅度的溫度變化，導(dǎo)致關(guān)鍵零部件疲勞損傷；低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的能耗較高、經(jīng)濟(jì)性較差，排放的污染物遠(yuǎn)高于基本負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的排放量。在這種工況下，機(jī)組壽命和燃料損耗同步增多，直接影響機(jī)組運(yùn)行的安全性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性。

深度調(diào)峰意味著電廠降低出力，發(fā)電機(jī)組低于基本調(diào)峰范圍。需要煤電機(jī)組頻繁快速變負(fù)荷，甚至快速啟停，易產(chǎn)生鍋爐爐膛應(yīng)力變形，分離器等厚壁容器、發(fā)電機(jī)及主管道性能劣化，汽輪機(jī)被腐蝕等，造成發(fā)電機(jī)組主設(shè)備故障及安全風(fēng)險(xiǎn)。

我國(guó)推進(jìn)煤電機(jī)組深度調(diào)峰的時(shí)間較短，技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)積累不足。尤其是大批亞臨界、超臨界機(jī)組，甚至一部分超超臨界機(jī)組設(shè)計(jì)老套，并沒(méi)有考慮深度調(diào)峰的需要，因此在調(diào)峰深度、負(fù)荷變化速度、啟動(dòng)速度等方面存在先天不足，安全風(fēng)險(xiǎn)和壽命損耗都顯著增加。

此外，隨著機(jī)組負(fù)荷率的下降，機(jī)組發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗先緩慢升高，后迅速升高，在機(jī)組負(fù)荷率為20%時(shí)，相比100%負(fù)荷發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗增大達(dá)70克/千瓦時(shí)以上。在低負(fù)荷時(shí)鍋爐燃燒狀況若發(fā)生惡化，將對(duì)鍋爐的物理燃燒熱損失產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響鍋爐效率，使發(fā)電煤耗進(jìn)一步升高。

據(jù)國(guó)網(wǎng)浙江電科院數(shù)據(jù)，1000兆瓦超超臨界濕冷煤電機(jī)組以20%的負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，供電煤耗為367-385克/千瓦時(shí)。在熱力系統(tǒng)與運(yùn)行邊界條件不發(fā)生重大變化的情況下，負(fù)荷從40%降至20%時(shí)，供電煤耗上升了約46克/千瓦時(shí)。

江蘇省煤電企業(yè)在接受央視采訪時(shí)介紹，目前江蘇省煤機(jī)深調(diào)至40%-50%之間，報(bào)價(jià)最高0.6元/千瓦時(shí)，煤耗上升約50克/千瓦時(shí)，深調(diào)至30%-40%之間最高報(bào)價(jià)1元/千瓦時(shí)，煤耗會(huì)上升100克/千瓦時(shí)。如果按照標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)1000元/噸估算，那么深調(diào)至40%、30%時(shí)，度電成本分別增加0.05元/千瓦時(shí)、0.1元/千瓦時(shí)。

因此，有機(jī)構(gòu)和業(yè)內(nèi)人士表示，從發(fā)電側(cè)整體層面看，目前輔助服務(wù)市場(chǎng)補(bǔ)償機(jī)制下，火電深調(diào)參與處于“零和游戲”狀態(tài)。