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中能觀察｜綠色轉(zhuǎn)型需要更多技術(shù)創(chuàng)新

來源：中國電力報(bào) 時(shí)間：2025-09-23 16:32

——第十八屆熱電行業(yè)發(fā)展論壇觀察

中國能源新聞網(wǎng)記者 張玉坤

　　“從總量、結(jié)構(gòu)和布局三個(gè)角度，研究火電減污降碳協(xié)同的實(shí)現(xiàn)路徑。”“傳統(tǒng)的熱電解耦僅僅是把熱、電生產(chǎn)強(qiáng)行拆開，而未能在原有系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)效率優(yōu)化和能量協(xié)同。”“通過配置工業(yè)供汽等多汽源路徑、構(gòu)建熱電解耦型工業(yè)供汽系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)供熱保障、提升系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性、增強(qiáng)調(diào)峰能力的必要選擇?！?月11日，在山東濟(jì)寧召開的第十八屆熱電行業(yè)發(fā)展論壇上，熱電行業(yè)未來發(fā)展方向引發(fā)熱烈討論。

　　“雙碳”背景下熱電產(chǎn)業(yè)的角色轉(zhuǎn)型、發(fā)展與未來趨勢(shì)，以及現(xiàn)代能源體系及新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中的熱電發(fā)展成為行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。與會(huì)專家普遍認(rèn)為，應(yīng)探索減污降碳協(xié)同增效新路徑新模式，從技術(shù)研發(fā)等角度多方發(fā)力，提升供熱系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和靈活性。

　　實(shí)現(xiàn)減污降碳深度協(xié)同

　　根據(jù)國家發(fā)展改革委、國家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)，2024年，能耗強(qiáng)度同比下降3.8%，“十四五”前四年，我國能耗強(qiáng)度累計(jì)降低11.6%。碳強(qiáng)度方面，2024年比上年下降3.4%，距離18%的約束性指標(biāo)還有較大差距，降碳目標(biāo)面臨較大壓力。

　　中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院可持續(xù)發(fā)展研究所學(xué)術(shù)所長(zhǎng)、研究員王溥指出，“雙碳”背景下減污降碳協(xié)同實(shí)現(xiàn)路徑，應(yīng)采用整體協(xié)同方案，以總量、結(jié)構(gòu)、布局的優(yōu)化組合實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同。設(shè)定總量目標(biāo)，通過控制火電裝機(jī)總量、火電發(fā)電總量實(shí)現(xiàn)碳排放與污染物排放總量的達(dá)峰與下降。調(diào)整技術(shù)結(jié)構(gòu)，在電力部門，通過分區(qū)域、分時(shí)段有序降低火電比例，增加可再生能源發(fā)電技術(shù)的比例，實(shí)現(xiàn)減污降碳的協(xié)同。優(yōu)化區(qū)域布局，利用高精度的協(xié)同效益分布數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確反映火電站溫室氣體與空氣污染物排放的邊際社會(huì)成本。

　　王溥表示，采用碳污空間協(xié)同效益定量評(píng)估模型，高精度協(xié)同效益分布，有效解決空間異質(zhì)性問題，使協(xié)同效益評(píng)估精度由國家、區(qū)域級(jí)提高到具體電站級(jí)別。通過區(qū)位協(xié)同效益概念，將碳排放與空氣污染的經(jīng)濟(jì)影響整合為一個(gè)統(tǒng)一指標(biāo)，為電力部門分地區(qū)、分時(shí)段有序減煤提供參考。由于全國人口密度及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的不均衡，不同省份基于健康收益的碳價(jià)格相差極大，在全國碳市場(chǎng)中納入空氣污染成本，形成差異化的碳定價(jià)機(jī)制，以更準(zhǔn)確的價(jià)格信息促進(jìn)減煤與能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。

　　山東省環(huán)科院股份有限公司總經(jīng)理王文剛建議，引入綠色電力實(shí)施碳抵消，作為負(fù)荷方參與綠電直連，或通過綠電交易提升綠電使用比例，配套建設(shè)新型儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)新能源電力的高效利用與穩(wěn)定輸出。

　　王溥認(rèn)為，當(dāng)前火電部門面臨安全保供與減污降碳的雙重壓力，亟須建立新思路，從系統(tǒng)靈活性改造、電力市場(chǎng)改革、區(qū)域互聯(lián)互通、需求側(cè)響應(yīng)和突破性技術(shù)研發(fā)等角度多方發(fā)力，實(shí)現(xiàn)減污降碳深度協(xié)同。

　　構(gòu)建節(jié)能型熱電解耦技術(shù)路線

　　在當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)的大背景下，以風(fēng)電、光伏為代表的可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)，其出力的間歇性與波動(dòng)性使得電網(wǎng)對(duì)傳統(tǒng)燃煤火電機(jī)組的調(diào)峰需求日益增長(zhǎng)。這要求火電機(jī)組從過去穩(wěn)定的基荷運(yùn)行模式轉(zhuǎn)變?yōu)樾枰l繁啟停、深度調(diào)峰的靈活運(yùn)行模式。這種轉(zhuǎn)變使得傳統(tǒng)的火電機(jī)組運(yùn)行策略面臨前所未有的挑戰(zhàn)。

　　山東大學(xué)核科學(xué)與能源動(dòng)力學(xué)院教授孫奉仲表示，機(jī)組被迫在長(zhǎng)期遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)點(diǎn)的低負(fù)荷工況下運(yùn)行，這不僅顯著降低了熱效率，更引發(fā)了一系列嚴(yán)重影響設(shè)備安全性和可靠性的問題。電網(wǎng)對(duì)火電機(jī)組的需求已從傳統(tǒng)的基荷運(yùn)行轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活調(diào)峰和深度調(diào)峰，這使得機(jī)組的運(yùn)行工況大幅偏離其設(shè)計(jì)點(diǎn)，引發(fā)了一系列新的技術(shù)、安全與經(jīng)濟(jì)問題。長(zhǎng)期存在的機(jī)組內(nèi)部能量損失問題，如鍋爐損失、汽輪機(jī)節(jié)流損失、氣動(dòng)損失、在靈活運(yùn)行的新范式下被顯著放大，成為制約機(jī)組安全與經(jīng)濟(jì)性的主要癥結(jié)。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組與供電之間的熱電解耦難題，構(gòu)成了當(dāng)前領(lǐng)域內(nèi)最棘手和最緊迫的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。

　　國舜集團(tuán)研究院院長(zhǎng)管闖建議，應(yīng)采用熱電全局協(xié)調(diào)控制策略，在熱電系統(tǒng)內(nèi)保證各級(jí)母管的壓力與平衡，以各級(jí)蒸汽母管的安全邊界為約束，通過調(diào)整汽機(jī)（雙減）閥門實(shí)時(shí)開度，改變主、供汽母管之間的蒸汽流量。以熱生產(chǎn)與終端消費(fèi)的蒸汽負(fù)荷平衡為目標(biāo)，通過調(diào)整鍋爐實(shí)時(shí)給煤量，改變蒸汽供給量，使場(chǎng)內(nèi)蒸汽生成量隨終端負(fù)荷波動(dòng)而及時(shí)調(diào)整?？紤]源側(cè)設(shè)備出力范圍、系統(tǒng)蓄熱、升降負(fù)荷速率約束等運(yùn)行特性和管網(wǎng)的傳輸能力，制定有效的供汽路徑和鍋爐出力規(guī)劃，提升供熱系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和靈活性。

　　王文剛認(rèn)為，當(dāng)機(jī)組深度調(diào)峰時(shí)，進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽總量減少，可用于抽汽供熱的蒸汽量也會(huì)急劇下降，直接威脅到供熱安全和穩(wěn)定。在低負(fù)荷工況下，由于燃料與空氣混合不均勻、燃料速度不穩(wěn)定等因素，鍋爐燃燒穩(wěn)定性較差。頻繁的負(fù)荷波動(dòng)還會(huì)使設(shè)備磨損加劇，縮短設(shè)備使用壽命。同時(shí)還伴隨低溫腐蝕、熱疲勞損傷等問題。為適應(yīng)新的調(diào)峰電源角色，傳統(tǒng)熱電企業(yè)迫切需要在低負(fù)荷穩(wěn)燃、高效鍋爐等關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破。

　　在孫奉仲看來，要在深度調(diào)峰中兼顧電網(wǎng)調(diào)頻與穩(wěn)定供熱，需要以系統(tǒng)化重構(gòu)（供汽/抽汽路徑、給水溫度提升、非節(jié)流調(diào)壓與調(diào)流）替代憋壓與節(jié)流，必須實(shí)現(xiàn)熱電解耦。最好的熱電解耦方式應(yīng)是在既有系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?yōu)化熱、電能量路徑，實(shí)現(xiàn)協(xié)同調(diào)控，而不是簡(jiǎn)單分開生產(chǎn)。

　　孫奉仲建議，采用多級(jí)能量梯級(jí)利用，構(gòu)建節(jié)能型熱電解耦技術(shù)路線，合理利用裕汽、旁路蒸汽、熱泵和背壓機(jī)，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和調(diào)峰能力，通過精細(xì)化調(diào)控各級(jí)熱能，提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)高效解耦。最終目標(biāo)是使機(jī)組能夠在低電負(fù)荷下安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，同時(shí)滿足工業(yè)供汽和采暖供熱需求。

責(zé)任編輯：閆弘旭