【报告】基于灵活调峰和稳定供热前提下，山东省30万千瓦级煤电机组优化思路
2024年9月2日，北京大学能源研究院和山东省热电设计院联合发布报告《基于灵活调峰和稳定供热前提下，山东省30万千瓦级煤电机组优化思路》（以下简称“《报告》”）。《报告》在山东省能源局委托和指导下，旨在推动山东省30万千瓦级煤电机组适应新形势下的新定位、提升新功能、拓展新模式，在保障能源安全供应和节能减排的同时，提升可再生能源消纳水平。
作为我国供电和供热需求大省，山东省煤电装机和新能源装机均超过1亿千瓦。其中，煤电在供电、供热和提供电力系统灵活性方面均扮演着重要角色。随着煤电行业转型升级的持续深入，山东省不同大小煤电机组的中近期功能定位已逐渐明确，60万千瓦及以上的大型煤电机组以承担电力电量保供任务为主；30万千瓦以下级的小型燃煤机组主要提供工业供热；30万千瓦级煤电机组的发展方向则以灵活调峰为主，并在稳定供热中发挥主力作用。
北京大学能源研究院在此前研究中提出，预计2030年前，山东省30万千瓦以下的小燃煤机组将完成约60%的净淘汰。在小燃煤机组“能退尽退”之后，30万千瓦级煤电机组将成为山东省煤电转型优化的主要群体。目前，山东省有140台30万千瓦级煤电机组，总计4641.5万千瓦，在全省煤电总装机中占比超过四成，这些机组以效率较低的亚临界机组为主，投产时间较早。
为合理规划优化退出路径，《报告》综合考虑电力调峰、电力和热力供需情况、山东省非煤调节资源和非煤供热资源潜力，对未来30万千瓦级煤电机组装机规模和影响因素进行了预测及分析。《报告》认为，在电力方面，预计到2025年前后，30万千瓦级煤电机组仍将承担重要的电量供应功能，机组退役潜力有限。到2030年及之后，气电将成为山东省电力保供和调峰的关键资源。同时，加快部署新型储能和需求响应，将有减少电力保供、调峰对30万千瓦级煤电机组的依赖，推动机组远期退出。但需要注意的是，可再生能源发展的不确定性将制约着这类机组的退出进程。
热力方面，2023年，30万千瓦级煤电机组承担了山东省13%的工业供热和32%的居民供暖，预计在2030年-2040年间，其将在供热方面提供重要支撑。届时，增加大煤电机组供热量、提升核电和气电供热能力等措施将有助于推动30万千万级煤电的退出。与此同时，由于30万千瓦以下级的小机组提供了全省80%以上的供热量，该类型机组的退出步伐会很大程度地影响30万千瓦级煤电机组的发展规模。
《报告》认为，如何兼顾灵活调峰和稳定供热是亟需解决的核心挑战，研究团队在《报告》中将挑战进一步细分为五个方面，即热电机组在“以热定电”工况下的天然矛盾、深度调峰增加机组供电煤耗、频繁调峰影响机组寿命、机组负荷波动带来的环境污染增加，以及电热矛盾造成的电厂经营风险提升。
为解决上述挑战，《报告》提出，在近中期，各电厂应该根据自身情况和资源禀赋，选择适合自己的热电解耦技术，如低压缸零出力、高低旁路蒸汽供热改造等，以提升机组的灵活性，并深入挖掘机组供热潜力。在中远期，电厂则应加快电锅炉、蓄热水罐、熔盐储能等技术的布局和应用。
此外，《报告》也针对30万千瓦级煤电机组的优化提出了相关政策建议和保障措施，具体包括：科学制定30万千瓦级煤电的发展路径；加强灵活性改造方面的政策支持力度；加强供热改造和系统优化；大力发展非煤灵活性资源和非煤供热资源；进一步完善电力市场建设；加强热电解耦技术攻关；提升煤电机组综合能源服务能力。
