今年1月，中國電力企業聯合會發布數據顯示，截至2024年底，我國新能源發電裝機容量首次超過火電，新能源與火電的歷史角色更替和演變的趨勢在新型電力系統建設大背景下已然明顯加快。而在這之前的2024年7月，國家相關部委聯合下發了《加快構建新型電力系統行動方案》，其中首次提出實施“新一代煤電升級行動”，明確了“清潔低碳、高效調節、快速變負荷、啟停調峰”和“靈活智能”等要求，正可謂是煤電未來發展在頂層設計上的前瞻布局和未雨綢繆。

新一代煤電建設的研究正當其時

縱觀歷次工業革命，均是在技術進步不斷突破和市場需求不斷演變條件下，雙重作用互為推動形成的新質生產力本質性飛躍。當前，新能源革命已步入加速快車道，不僅新能源裝機增速遠超過煤電，而且隨著新能源技術的倍數迭代，其在二次能源生產中的增速潛力地位將不可撼動。同時，快速規模化發展下新能源成本持續走低，導致新能源全面入市后的煤電標桿電價將逐步失去“尾燈”對標地位，反而，煤電機組將被新的競爭市場倒逼進入看齊機制電價的墻角。在當下快速發展的電力市場中，首先新能源自身將全面面臨成本控制和競價管理的全新挑戰，而“適者生存”則將成為傳統煤電機組及企業在今后最為貼切的座右銘。

相對而言，傳統煤電已經相當成熟，自從起步成為公共民生事業以來，已經發展了一個半世紀之久。基于經典水蒸汽郎肯動力循環的傳統煤電技術，當前已逐步接近技術經濟性的效率極限，即單純依靠增加容量、提高參數和大面積采用高等級材料的邊際收益漸小。加之在新能源替代沖擊之下，當前最先進的煤電機組以及一些過去投資收益較好的優勢技術，也同樣面臨深度靈活調峰競爭、性價比失優的嚴峻新形勢。顯然，傳統煤電的典型設備配置和技術科學基礎一直未有本質性改變，但新型電力系統和新型電力市場之下，其邊界、對象、約束等已悄然發生全新變化，進而深刻影響了其傳統的運營基礎。因此，要確保新形勢下煤電機組的生存競爭力，其技術性能必須考慮主動應對這些轉變。

新一代煤電承前啟后的三個方面

新邊界方面，傳統煤電早已失去連續基荷、高負荷率的計劃運行常態地位，取而代之的是深度調峰低負荷、頻繁爬坡變負荷和快速啟停等新工況，溫度多變化、載荷交變化、小流量常態化等新常態，以及熱電聯產解耦、機爐調峰解耦、多能源互補發電等跨設備、跨時間、跨能量、跨電源、跨空間尺度等新運行方式，導致傳統煤電機組的安全、效率、效益等生產運營以及檢修維護的傳統邊界發生巨大變化。新一代煤電建設無論是存量改造還是新建項目，必須重視新邊界條件下的統籌選型以及技術路線的系統整體來考慮，不能再簡單重復和復制過去的典型設計以及優化思路。

新對象方面，傳統煤電主輔機本體基于安全考慮原則，使得其技術進步一向相對穩健和謹慎，雖然已滯后于新邊界的更高要求，但通過附加的水側、蒸汽側、煙氣側、電氣側等旁路運行方式對現有熱力、電氣系統再構，出現了耦合儲熱罐、電鍋爐、切缸、熔鹽蓄熱、高低旁供熱、熱泵、化學電池等非典型設備系統、新工質及其新運行方式，實現了新的技術特性及機組功能，遠超過現有經典熱力系統、典型熱力計算書的設計范疇。由此可見，即便一些傳統設備對象、裝置系統未做硬件上的改變，但其設備特性、對象模型在新邊界條件下已發生重大變化，同時也要看到存在失配、失協甚至失效、加速劣化等新問題。因此，當前階段新一代煤電優化的對象重點，在主要技術突破之前，不能簡單考慮把重任和風險都放在主設備上，而應更加重視對現有主設備影響較小且能最大程度確保主資產安全的系統改進等技術上。

新約束方面，電力系統大規模高比例消納新能源的重新功能定位，迫使傳統煤電疊加了靈活深調、快速調節等多重技術維度的新約束，既“靈活”又“高效”的清潔低碳要求，相比過去單維度煤耗標準，要求變得更高而且顯然是更難了。降碳技術不僅從單一的發電流程中間環節的事中控制，轉向探索全面兼顧燃燒前后的頭尾控制要求，而且傳統節能降耗基礎也發生變化，即從過去單純追求某一工況煤耗最低，轉變為常態、經常工況下綜合收益最優。此外，新形勢下各變工況運行下設備的安全性能約束，也已成為被最為看重的降碳效益基數。顯而易見，傳統煤電新面臨的不僅是靈活問題、更包含安全問題，不僅是低碳問題、更包含效益問題，不僅是清潔問題、更包含生存問題。因此，新一代煤電絕不簡單是搞“豪華升級、豪華裝修”，必須實事求是、務實推進。

新一代煤電建設不僅是技術提升

從全球范圍看，新一代煤電技術標準的競爭對標對象，既是傳統煤電本身，也更是靈活性、清潔性相對更佳的燃氣機組，從這個角度而言，必然是“燃機指標含量”較多的標準。從更廣的經驗看，傳統煤電面臨的新邊界、新對象、新約束等新情況，是在電力競爭市場發展較早的國家和國內外重點地區早已出現，其對靈活調峰、熱電解耦、快速啟停、低碳摻燒以及碳捕集等新一代煤電的特征技術，早已開展并完成階段性試驗、示范探索或商業運行。因此，至少國內當前階段新一代煤電的適用標準，已經有部分較成熟的技術參考點，但重點并非要在技術指標設置上不切實際地追求或全面“一刀切”，而是需要因地制宜和因場景制宜，而且從過往經驗看，新標準推廣普及的速度和難度也并非技術本身，其推行的階段和節點也都應綜合考慮。

而且，當前新一代煤電建設討論的預期技術指標，更可以是“過去時含量”較多的標準。如前所述，成型或發展較早的電力充分競爭市場，基本實現了更先進的調峰深度、爬坡速率、快速啟停、熱電解耦等技術的試驗示范或部分商用涵蓋。只不過在不同應用場景下，尤其是電力市場發展相對滯后的區域，市場中缺少有效必要的各方博弈主體協調機制，或嚴重受制于單方面話語權的超大市場主體的各種約束，導致某種程度上阻礙了煤電相關新技術的進一步升級開發和有效推廣應用。因此，新一代煤電建設不應再是簡單的技術提升或技術標準推行問題，而是需要有其他配套管理條件和靈活市場機制作為堅實基礎。或者說，新機首先應有新制，新一代的有效市場機制和管理的加強提升更為迫切，不應滯后于新一代煤電的技術標準。

新一代煤電建設應重視五新特點

煤電已經發展了一百多年，每一代的煤電，必然有其每一代的時代特征、歷史使命和功能定位。面向新型能源體系和新型電力系統建設要求，當前新一代煤電也開始了其新的歷史征程。

新一代煤電的新靈活性。與傳統煤電相比，新一代煤電自然要在靈活性和調節能力方面上新的臺階，同等條件下需能夠提供適應新型電力系統需求的新靈活性。但對于要兼顧具備頂峰、深調、快爬速降、快速啟停等更加綜合調節能力的新一代煤電技術要求而言，高靈活性的設置已大不同于傳統煤電，必須重視以更少的改造改動或新建工程量，來實現更為綜合的高調節性能，即新一代煤電機組的新靈活性應充分體現“綜合”和“集成”特點，盡量論證考慮“單項投入、多項產出”的技術路線，以優化減少系統的復雜性和降低投資成本。而且新靈活性需具備“區域”特點，應充分兼顧區域條件要求和發展趨勢，避免“一刀切”而導致較大的投資沉沒成本。

新一代煤電的新經濟性。傳統煤電更多關注在多發前提下如何優化降低煤耗成本，新一代煤電的經濟性內涵遠不止如此。基于寬負荷高效的新一代煤電最佳高效設計點基準，首先應考慮允許突破基于額定工況效率最高的相關能耗準入標準等立項約束，而且節能降耗設計需要考慮包括啟停在內的全工況各階段運行經濟性。同時，新一代煤電的新功能任務更多更重，其整體項目和關鍵設備選型，不能再僅基于煤電本身，必須兼顧外部全部相關重要邊界資源和邊界條件進行綜合測算考慮。此外，應重點研究電鍋爐解耦、綠電供熱等需要市場機制配套調整的支持措施，突破無法低成本從電網下低谷電的關鍵制約，以優化減少煤電機組本身的建設投入、調節負擔和調節成本，這方面新一代煤電不能再走過去由傳統煤電承擔一切之后反而更加舉步維艱的老路子。

新一代煤電的新擴展性。傳統煤電的發展史，同時也是飽含階段性反復改造的改建史。新一代煤電的技術指標也不可能全部一蹴而就，理應避免重回歷史局面，其選型應著重體現于“一廠一策”的新可擴展性，兼顧未來發展和實事求是的建設資源條件評估，保持合理適度的裕量、預留接口或場地等。同時，新一代煤電建設不應做基于單項指標的極端性過度優化，不應搞一刀切式或盲目跟隨式的、必要性不強的建設投資。需結合新一代煤電建設項目的具體定位和區域競爭需要，重點建設和打造可擴展能力，把錢花在刀刃上。

新一代煤電的新可靠性。傳統煤電技術，在我國用了近三十年時間完成了華麗轉變，即初始引進階段的十年基本解決機組安全穩定問題，消化吸收階段的十年基本解決機組連續滿發問題，然后在創新階段的十年基本解決自主性能提升問題，發展至今，我國已擁有世界上最先進的超超臨界機組，各項指標全面領先。新一代煤電建設不可能如此再蹚一遍才能確保必要的安全可靠，新型電力系統也不允許如此長時間的折騰。顯然，在新邊界、新對象、新約束等條件下，建設新一代煤電機組，其新可靠性必須滿足于全壽命周期的長期可持續性和較低非停率要求，不能以設備安全穩定性為代價，相關關鍵技術仍需加大攻關。

新一代煤電的新智慧性。機組先進性如果以人數為標準，其發展規律是單位千瓦裝機的現場人員越來越少，國外已實現少人無人值守、“全自動駕駛”的先進機組早已有之。回望傳統煤電機組的運行控制史，智能控制理論中典型的神經網絡、模糊控制等理論研究實際起步很早，現代控制理論中的自適應、狀態觀測、預測等典型方法也較為久遠，而基于比例-積分-微分的經典控制理論技術當前依然在工程現場是最為廣泛的應用。對于數據點動輒上萬的現代化大型煤電機組而言，經典控制技術同樣遠未過時，實踐證明，設備本身及其治理的可靠性基礎非常關鍵，如果保證好了，大部分場景的經典控制依然適用。換言之，不能指望完全用不依賴于傳統固定模型的智能算法，去解決或掩蓋最基本要求的設備治理不佳、維護欠賬等所有問題。對于新一代煤電而言，隨著近年信息化、智能化技術的飛速迭代升級，通過智慧技術和“科技興安”，聚焦解決新邊界、新對象、新約束等帶來的操作響應不及時不精確、操作決策不科學不系統以及運維作業不高效不安全等重點問題，加快提升新質生產效率和效益，已處于新的攻堅發展階段。