近日，2018年中国燃煤发电高峰论坛暨火电机组能效水平高对标年会在成都召开。多位与会专家、学者在发言中表示，火电灵活性改造是解决弃风、弃光的有效手段，同时，火电调峰仍然具备较大潜能，需要行业共同努力挖潜。
低负荷运行指标更关键
“目前我国调峰电源的装机容量只占2%左右。在可再生能源迅速发展的背景下，灵活的调峰电源占比至少要达到总装机的10%-15%。即使国家现在批了若干个抽水蓄能电站，到2020年全部建成时调峰能力还是不够。”中国工程院院士黄其励在演讲中指出，火电行业在能源转型过程中仍有很大开发潜力。
统计显示，截至2017年底，我国煤电装机已超过9.8亿千瓦。“在储能技术实现大规模商业化利用之前，火电机组的灵活性改造是目前解决清洁能源消纳行之有效的对策。” 黄其励表示。
但灵活性改造将带来额外的投资，低负荷状态下的运行也将降低机组能效，这对目前亏损面较大的煤电行业而言，无疑是巨大压力。对此，黄其励坦言，从一些电厂的反馈看，负荷从100%降到50%时，度电煤耗要增加15克至18克，灵活性改造增加的成本，理应获得相应补偿。“要想激发火电的调节能力，必须通过建立一些补偿机制，让‘老实人’不吃亏，让为电网做了贡献的人不吃亏。”
辽宁省的解决方案得到了黄其励的认可。据他介绍，辽宁为给核电、新能源发电腾空间，给予火电机组相应的调峰补偿，即在核定的发电能力以下，非常规调峰后少发的电量，每度电补贴0.4元；在40%负荷以下再进行调峰的，每度电补贴1元。经测算，辽宁省为此支付的调峰补偿资金总计约8亿元。“这笔钱从哪来？就从清洁能源企业和稳定负荷的核电企业中来。各方都能受益，火电企业参与调峰的积极性也会高起来。”
黄其励指出，新能源发电装机增加，对调峰机组灵活性、调节速度的要求也越来越高，煤电企业应该针对这一现实情况做好准备。“我们现在谈超超临界，谈机组效率有多高，事实上很多都是设计值。现实经常要求电厂变负荷运行，有的60万千瓦机组，要压负荷到18万千瓦，还有比这更低的。大家一定不要满足于满负荷时效率多好煤耗多低，要关注低负荷时的能量和能级效率，才能持续挖掘机组生产中的潜力，不断向更高水平迈进。”
黄其励表示，从我国国情看，煤炭是“基础之柱”，煤电是“灵活之魂”。不仅如此，煤炭和煤电还是节能减排工作的纽带，仍将在能源结构调整中发挥关键作用，应当对其在能效、能级、灵活性、经济与环境指标等多方面的问题给予更多关注。
热电机组改造有空间
作为调峰资源最短缺、新能源消纳问题最突出的区域，我国“三北”地区有大量热电联产机组。根据“十三五”规划，到2020年，“三北”地区共计1.33亿千瓦的热电机组要完成灵活性改造。这些机组冬季需要供热，但冬季作为副产品的电力又难以消纳，何谈灵活性改造？
“对这些机组，过去都是实行‘以热定电’，如果用来调峰，相对于纯凝机组，热电联产机组有更大的调峰能力。” 清华大学教授付林表示，经过多年研究，目前行业内已发现多种热电机组灵活性改造的途径。
据了解，目前“三北”地区解决热电矛盾的方法中，电锅炉在京津冀鲁、东北等地应用较多，但该技术大多需使用昂贵的进口设备，且能源利用率较低。
付林指出，热电联产机组不仅生产电力，还能产出热能，而热能便于储存。“可以利用这一特性，通过在热电厂建设集中式热泵，在各个热力站设置分布式的热泵，结合蓄热装置，来实现热电联产机组在冬季供暖期的削峰填谷，解决热电矛盾。”
付林解释“热电协同系统”的原理：电力高峰期，热电机组可以视为纯凝机组发电，并将发电产生的乏汽储存起来；夜间利用热电机组以及电网输送的可再生能源电力，通过热泵将白天的废热加温，解决供热需求。“从调峰性能看，机组负荷同样可以压至40%左右，而因为热泵的存在，整个系统的发电量可能为负值，调节能力相当灵活。”
“这种热电协同系统，实际相当于一个大型蓄电装置，蓄电的综合效率可达70%。”付林说，“与抽水蓄能、空气能、化学能等蓄电方式相比，成本与效率都有突出的优势。”
据了解，付林和团队目前正在研究该系统在夏季的应用模式。
对于这项技术的应用，也有专家指出，其投资规模较大，目前实施起来有一定难度，且缺乏相关的配套政策支持。“目前相关方从观念上对这个东西的接受度还不高，想要大规模应用，需要行业和各主管部门进一步提高重视程度。”该专家称。
