有觀點認為,到“十四五”末,以風電、光伏為主的新能源將取代煤電,煤電將徹底退出歷史舞臺。這一觀點是不科學的。公眾對于煤電的固有印象是高污染、高耗能,但其實早在“十二五”末,環(huán)保部、國家發(fā)改委、國家能源局就聯(lián)合印發(fā)了《〈全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案〉的通知》,要求到2020年,全國所有具備改造條件的燃煤電廠力爭實現(xiàn)超低排放。截至2020年底,全國達到超低排放限值的煤電機組約9.5億千瓦,約占煤電總裝機容量的88%,排放指標優(yōu)于燃機機組。
近年來,雖然以風電、光伏為主的新能源發(fā)展迅猛,但煤電機組所起到的支撐保障作用也不容忽視。風電和光伏受氣象條件的影響和限制,機組出力時刻都在發(fā)生變化,且無法實現(xiàn)持續(xù)性供電。正因為有了煤電機組作為堅實的后盾,這些沒有后顧之憂的新能源機組的裝機容量和占比才能夠實現(xiàn)節(jié)節(jié)攀升。然而,隨著新能源機組并網(wǎng)容量的增加,其出力的波動性和間斷性將進一步凸顯,對電力系統(tǒng)的沖擊也將進一步增大。因此,必須采取有效方式解決新能源機組調峰調頻及電壓控制的問題。
目前,大容量儲能技術尚未成熟,儲能電池的產量也遠滯后于新能源的發(fā)展規(guī)模,同時,備受關注的氫能技術也僅僅處于示范應用階段。慮到安全性、可靠性、穩(wěn)定性以及對電網(wǎng)調節(jié)的靈活性,作為電力系統(tǒng)“壓艙石”的煤電,無疑是當前最優(yōu)的選擇。構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)與煤電的續(xù)存并不沖突。新型電力系統(tǒng)的構建和發(fā)展需要煤電,在未來很長一段時期內,煤電仍將發(fā)揮重要作用,角色將逐步從主要電源過渡為輔助電源。如何與煤電協(xié)調發(fā)展將成為制約新能源發(fā)展的關鍵因素之一,而煤電也應打開格局,肩負起新時代賦予的新使命。
煤電與光伏儲能聯(lián)動發(fā)展模式探索
站在煤電企業(yè)的角度,新能源是一個新事物、一個競爭對手,但如果打開格局,從整個電力系統(tǒng)的視角來看,新能源與煤電的關系應該是相輔相成的。構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)要從大處著眼、小處著手,煤電企業(yè)應打破原有思維模式,從實際出發(fā),突破革新,用開放和包容的態(tài)度不斷探索實踐,尋找與新能源和諧共處的發(fā)展方向。
內涵式發(fā)展與外延式發(fā)展相結合,可實現(xiàn)內部和外部“雙減碳”。對內,煤電企業(yè)要充分挖掘自身潛力,激發(fā)內在活力,通過技術革新和優(yōu)化改造進一步提升機組的安全性、可靠性、經濟性;通過深化管理體制機制改革打破固化的管理模式,貫徹集約化和精細化的管理理念,合理分配內部資源,減少內耗,有效提升管理效率,強化內部優(yōu)勢,實現(xiàn)“內減碳”。對外,煤電企業(yè)要不斷開拓創(chuàng)新,以傳統(tǒng)煤電為立足點,通過與新能源及儲能的深度融合,充分發(fā)揮各產業(yè)優(yōu)勢補齊短板,在不同情境下靈活調整運行模式,合理高效利用能源,從而實現(xiàn)“外減碳”。
只有不斷前進深化能源技術革命,才有更多的發(fā)展空間。煤電企業(yè)要順應新形勢下的要求,借助能源革命的東風,加快轉型發(fā)展,探索多樣的發(fā)展方向。
例如,煤電廠多位于郊區(qū),近煤礦區(qū)或沿海沿江,廠區(qū)大多空間開闊,部分還配套建設職工及家屬生活社區(qū),在不影響電廠安全生產的前提下,可充分利用廠區(qū)及生活區(qū)建筑屋頂、停車場、煤場頂棚等區(qū)域,在建設分布式光伏時,無需另外投資建設升壓站,而是通過接入廠用電系統(tǒng),即可實現(xiàn)并網(wǎng)。光伏所發(fā)電量可供廠內辦公、照明、卸煤碼頭岸電及生活區(qū)用電使用,可在降低廠用電率的同時,將就地消納后富余的電量上網(wǎng),產生一定的經濟效益。
又如,煤電廠可根據(jù)裝機容量,按比例配置一定規(guī)模的電力儲能,建設儲能電站,與廠內燃煤發(fā)電及分布式光伏形成互補聯(lián)動模式。燃煤發(fā)電“源隨荷動”,光伏發(fā)電“靠天吃飯”且夜晚沒有出力,當新能源接入系統(tǒng)容量占比不斷提升,新能源的波動性和間斷性將導致電源側的調頻和頂峰壓力激增,因此,新型電力系統(tǒng)勢必需要煤電企業(yè)擁有深度調峰的靈活性。除發(fā)電機組的靈活性改造外,在電源側尤其是在煤電企業(yè)建設儲能站,是緩解這一狀況的有效措施之一。
此外,在光伏車棚建設的同時,可配套建設車輛充電系統(tǒng),為通勤班車、公務車、私家車、助動車等提供充電服務,滿足廠內車輛的充電需求,實現(xiàn)電動車輛充電的統(tǒng)一有序管理,提升清潔能源利用率。
進一步思路拓展,結合換電重卡的概念,位于礦區(qū)、化工區(qū)、機場、港口等附近的煤電廠,可在廠內建設換電重卡充電站,利用分布式光伏或在煤電機組較低出力時對重卡電池進行充電,減少機組低負荷運行時間,提高機組經濟性。一批電池充電完畢后,可由專車運輸至廠外更換電站,為重卡提供換電服務,替換后的空電池可由專車運回廠內充電站充電,在助力高耗能物流運輸行業(yè)減碳增效的同時,為企業(yè)增創(chuàng)一定的經濟收益。
煤電與光伏儲能聯(lián)動發(fā)展優(yōu)勢凸顯
煤電和新能源絕不是“既生瑜何生亮”的關系,相反,常規(guī)能源與新能源其實是命運共同體。未來,伴隨新電改的推進和能源互聯(lián)網(wǎng)時代的到來,各種能源協(xié)調發(fā)展、多能互補是大趨勢,煤電與光伏儲能聯(lián)動發(fā)展的優(yōu)勢也將逐步顯現(xiàn)。
在利用煤電廠內建筑屋頂?shù)瓤臻e區(qū)域開發(fā)分布式光伏項目時,如充分利用空閑區(qū)域,預期建設規(guī)模將大于分布式光伏允許低壓并網(wǎng)最大容量,并可根據(jù)實際情況,靈活采用多點分散并網(wǎng)或集中并網(wǎng)的方式,根據(jù)廠用變壓器冗余量及能耗水平選擇合適并網(wǎng)點,直接利用廠用電系統(tǒng)實現(xiàn)并網(wǎng)。與用戶側分布式光伏項目比較,在高壓并網(wǎng)的情況下,此模式可減少一座升壓變電站的投資。
煤電企業(yè)人才資源廣博,經長期生產運行經驗的積累,組織機構完善、人員配置齊全,且在技術力量方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。相較于燃煤發(fā)電系統(tǒng),光伏、儲能屬于簡單系統(tǒng),雖原理有差異,但經過培訓后,煤電廠技術人員較容易就能熟悉和掌握。聯(lián)動光伏儲能發(fā)展,無論在項目前期建設,還是后期經營管理、運行維護階段,在人力資源方面,煤電企業(yè)需要做的是統(tǒng)籌安排、合理分配廠內的存量資源,可大大減少人力資本投入。
在聯(lián)動發(fā)展光伏儲能后期運維階段,煤電企業(yè)可充分發(fā)揮廠內技術及人員優(yōu)勢,通過成立運維工作專班、將光伏儲能運維納入廠內運維統(tǒng)一管理等形式,有效降低運維成本??蓞⒖济弘姀S運維規(guī)程,建立完善的光伏儲能管理制度體系,通過精細化管理,在低運維成本的情況下,持續(xù)保障高運維質量。
結 語
“雙碳”背景下,我國電力系統(tǒng)電源結構將發(fā)生深刻變革,構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)為電力系統(tǒng)的發(fā)展定下了基調,將新能源提升到了前所未有的新高度,以風電、光伏為主的新能源必將迎來一輪爆發(fā)式增長。碳達峰、碳中和是一項長期、復雜和系統(tǒng)性的工程,“十四五”是實現(xiàn)碳達峰的關鍵期、窗口期,新能源的高速發(fā)展需要科學的戰(zhàn)略部署以及完善的政策體系保障。同時,電力系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)也應從實際出發(fā),充分挖掘并發(fā)揮自身優(yōu)勢,積極探索與新能源及儲能聯(lián)動發(fā)展的路徑。煤電企業(yè)通過與光伏儲能的聯(lián)動發(fā)展,可有效降低廠用電率、提升能源利用效率和機組靈活性,既為實現(xiàn)“雙碳”目標助力,也為探索常規(guī)能源與新能源及儲能的攜手并進提供發(fā)展思路。
原標題:煤電與光伏儲能聯(lián)動發(fā)展模式探索