煤電：兜底保障穩根基 統籌推進轉型升級

來源：中國能源觀察 作者：本刊記者 王睿佳

2024的腳步仍似回聲未盡，2025的卷軸已然鋪展開來。

回首上一年我國能源領域取得的成績，煤電的貢獻舉足輕重。“統籌高質量發展和高水平安全，充分發揮煤炭煤電兜底保障作用。”2025年全國能源工作會議（以下簡稱“能源工作會”）如是概括煤炭煤電一年來的發展歷程。能源工作會公布數據顯示，2024年我國改造升級煤電機組1.8億千瓦，淘汰落后產能超過800萬千瓦，為助力能源結構轉型，推進構建新型電力系統，加快建設新型能源體系提供了強有力的保障。

兜底保供 筑牢電力安全壓艙石

為落實碳達峰碳中和目標，我國在促進新能源和可再生能源發展過程中取得了矚目成績，但鑒于我國的資源條件及裝機超過11億千瓦的全球最大清潔煤電供應體系，中長期內，煤電仍將在確保電力安全穩定供應、支撐新能源發展等多方面扮演關鍵角色。

隆冬時節，西北大地寒風刺骨。在甘肅省慶陽市，華能正寧2×100萬千瓦調峰煤電項目1號機組已于近日并網發電。該項目是隴電入魯工程的重點配套電源，待兩臺機組全部并網后，年發電量將達100億千瓦時，能夠保障隴電入魯特高壓線路安全穩定運行。

2024年12月21日，大唐鄆城630攝氏度國家電力示范項目1號冷卻水塔順利封頂。該項目以“再熱蒸汽溫度達到630攝氏度和機組發電效率突破50%”為示范點，創新采用雙機回熱、煙氣余熱利用等“十大創新技術”，實現了設計壓力35.5兆帕，再熱蒸汽溫度達631攝氏度，發電熱效率首次突破50%，供電煤耗低至256.28克/千瓦時，創造了“壓力最高、溫度最高、效率最高、煤耗最低”的4個世界之最，投產后，將有效緩解山東電網用電高峰期電力供應壓力。

中國電力企業聯合會發布數據顯示，2024年前三季度，全國全社會用電量7.41萬億千瓦時，同比增長7.9%。2023年新增非煤電源約3.14億千瓦（其中風光新增就接近3億千瓦），占總新增裝機比重的85%以上，但仍無法滿足高達5764億千瓦時的新增電量需求。用電基數大且增速快，包括可再生能源、核電、氣電在內的非煤電源無法滿足全部增量用電需求，這是基本用能情況，因此勢必需要新增少量煤電彌補用電量缺口。

在此情況下，2024年全國擬在建100萬千瓦重大燃煤電廠約116座231臺機組，其中含2023—2024年新投產機組22臺、在建機組107臺、擬建機組102臺；再回溯一年，2023年中國新增了約4000萬千瓦的煤電，發電量增長約2900億千瓦時，約占全部新增用電量比重的一半，承擔了重要的電力保供責任。

要想快跑，先要“吃飽”。2024年，我國煤炭實現約47.6億噸產量，作為高耗煤行業的煤電，煤炭需求量只增未減。中國電力企業聯合會專職副理事長安洪光預測：“煤電在2030年達峰前仍要小幅增長，發電用煤量在煤炭總消費量中的占比將進一步提升，預計2025年接近60%。”

為保障電煤供應，能源央企承擔起保供責任。截至2024年12月1日，中國華能集團有限公司2024年煤炭產量達到1億噸，連續3年突破億噸大關，25處煤礦充分發揮央企“壓艙石”和“穩定器”作用，全力做好煤炭安全穩產增供；國家能源集團在煤炭生產核心區沒有新投產煤礦、產量下降的情況下，科學組織生產，發電、供熱電煤中長期合同履約率一直保持在97%以上；中國中煤能源集團有限公司建立常態化保供工作機制，電煤中長期合同履約率長期保持在96%以上。

電煤中長期合同制度為煤電行業高效運行保駕護航。近期，國家發展改革委對2025年電煤中長期合同簽訂履約工作作出部署，要求供需企業聚焦提升簽訂履約質量，加強資源銜接，簽好簽實合同。全國煤炭交易中心數據顯示，2025年全國煤炭產運需三方中長期合同簽約數量超過12億噸，目前已進入煤炭運力配置階段，為穩定2025年煤炭供應基本盤、保障煤電平穩運行打下了堅實基礎。

值得一提的是，為提升煤電容量支撐效應，解決機組發電量下降帶來的經營效益問題，國家已出臺煤電容量電價政策，2024年以來，煤電行業大面積虧損情況得到緩解。容量電價機制為提升整個煤電系統的安全可靠運行水平，以及更好適應高比例新能源電力系統所具有的間歇性、波動性，減少高比例新能源電力系統運行調控的復雜程度和難度，提高系統對新能源的消納能力提供了重要保障。

改造升級 實現清潔高效利用

習近平總書記指出，要堅決控制化石能源消費增長，有序減量替代，大力推動煤電節能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯動”，提升煤炭清潔高效利用水平。

作為傳統能源與新能源融合發展的重要橋梁，新一代煤電不僅需要繼續充當電力供應安全保障的“壓艙石”，還需充分發揮其靈活調節的關鍵作用，以應對分布式光伏、風電等的消納困難，促進新能源的平穩接入與高效利用。

中國工程院院士楊勇平認為：“為支撐新型電力系統建設，需統籌考慮煤電經濟運行水平和靈活高效運行技術攻關，因廠制宜、因機制宜，積極有序推動煤電機組開展寬負荷高效調節能力建設、提升深度調峰和快速爬坡水平。”

2024年12月，由申能集團打造的外三發電8號機組順利完成20%負荷深度調峰變負荷試驗和一次調頻試驗。其間，申能外三發電擁有自主知識產權的“百萬等級超超臨界機組純凝、干態、不投油穩燃、環保設施及電網輔助服務均正常投入的20%額定負荷深調技術路線”通過專家評審，成為獲得認可的世界首創性技術。

近年來，煤電改造升級的腳步從未停歇。

自2021年10月國家發展改革委、國家能源局印發《全國煤電機組改造升級實施方案》，推動開展節能降碳改造、靈活性改造、供熱改造等工作，3年已過，“三改聯動”取得積極進展。

2024年8月，在《中國的能源轉型》白皮書新聞發布會上，國家能源局副局長萬勁松指出，“十四五”以來，全國累計完成煤電機組“三改聯動”規模超過7.4億千瓦。此舉意味著煤電的高效調節性能和清潔低碳水平在不斷提升。據白皮書數據，10年來，我國煤電平均供電煤耗降至303克標準煤/千瓦時，先進機組的二氧化硫、氮氧化物排放水平與天然氣發電機組限值相當。

2024年8月21日，國家發展改革委辦公廳、國家能源局綜合司印發《能源重點領域大規模設備更新實施方案》再次提到，持續推動節能改造、供熱改造和靈活性改造“三改聯動”，進一步降低煤電機組能耗，提升機組靈活調節能力。

2024年9月20日，世界首個跨代升級改造項目國能盤山1號機組正式投入運行，改造后該項目實現了高參數、深調峰、大供熱、智慧化運行，機組煤耗降低14%，深度調峰能力可達20%THA負荷，供熱能力提高兩倍以上，清潔排放達到目前同類機組先進水平，實現整體延壽，三大主機設備可繼續服役30年，填補了我國電力裝備升級改造的產業空白。

同年，泰州一期100萬千瓦超超臨界機組“三改聯動”技術集成改造及應用入選2024年煤電機組節能降碳、靈活性、供熱改造“三改聯動”技術改造典型案例。該項目對機組設備進行了汽輪機通流改造、熱力系統優化、煙道降阻等節能改造。機組改造后，供電煤耗降低約10克/千瓦時，按利用小時數5000小時、年發電量50億千瓦時估算，單機年可節煤約5萬噸，折合節約燃料費用約4000萬元。同時，提高了深度調峰時鍋爐運行的安全性，單機每年可節約費用約1000萬元。

據悉，中國電力企業聯合會發布的《2024年煤電機組節能降碳、靈活性、供熱改造“三改聯動”技術改造典型案例》中，共有48項典型案例成功入選。“三改聯動”不僅助力煤電企業實現節煤降碳，也為全社會的節能減排作出了巨大貢獻。

未來，煤電在低碳轉型發展上依然還有很長的路要走。“通過靈活性改造，煤電機組有效支撐了新能源的消納和并網，在調節電力系統波動和保障電力供應上發揮了重要作用。但需要注意的是，部分電廠由于地理位置的限制，不具備供熱條件，或者離工業園區較近，要統籌考慮各園區的發展。”業內專家認為，“一廠一策，一機一策，各廠可以根據自己的實際情況進行一項、兩項或三項的改造。對于每一臺機組的靈活性改造應改盡改。”

技術攻關 推進高質量轉型發展

在氣候變化日益加劇的背景下，國內外在推動現役煤電機組的低碳化技術改造及新建煤電機組的低碳化設計建設方面已展開了積極探索，然而相關工作仍處于初步發展階段。要順利完成這些改造與建設任務，必須依靠科技創新的引領與支撐作用。

2024年7月，國家發展改革委、國家能源局印發《煤電低碳化改造建設行動方案（2024—2027年）》（以下簡稱《行動方案》），綜合國內國外成熟技術方案，提出生物質摻燒、綠氨摻燒、碳捕集利用與封存（CCUS）等3種煤電低碳發電技術路線，并對煤電低碳化改造建設的項目布局、機組條件、降碳效果等作出具體要求。

“煤電低碳化改造建設是推動煤電行業轉型升級、發展新質生產力的應有之義。”中國電力企業聯合會規劃發展部主任張琳表示，長期以來，我國積極實施煤電節能改造，“十一五”“十二五”“十三五”和“十四五”前3年全國平均供電煤耗分別下降37.0克/千瓦時、17.6克/千瓦時、9.9克/千瓦時和1.6克/千瓦時，煤電機組碳排放水平逐步降低。但隨著新能源大規模并網，煤電調峰的深度和頻度持續增加，煤電運行條件已經發生深刻變化，亟須通過源端減碳、末端固碳等技術方式進一步推動煤電低碳轉型。

通過技術攻關，在常規煤電機組中探索摻燒氨、生物質等，替代部分電煤消耗，可以有效降低煤電機組碳排放水平。2024年10月30日，國家發展改革委等6部門發布《關于大力實施可再生能源替代行動的指導意見》提出，結合資源條件因地制宜推進大型燃煤發電鍋爐摻燒農林廢棄物等耦合生物質燃燒技術改造。

據了解，用生物質部分替代燃煤發電，其碳排放強度低，僅為燃煤的1.8%左右，是降低煤電機組碳排放量的有效手段之一。我國每年約可產生9億余噸標煤量的農林生物質資源（含邊際土地資源以及可利用種植能源灌木和草類的資源測算量），應用發展市場潛力巨大。

2024年8月，國家能源集團國電電力勝利電廠大型煤電機組摻燒牛糞試驗成功。該試驗以錫林郭勒大草原牛糞為原材料，利用勝利電廠現有上煤系統，摻燒牛糞36.2噸，摻燒比例13.45%，是全國首例“牛糞摻燒”試驗，試驗期間鍋爐燃燒穩定、設備運行良好，污染物排放達標，協力推進減污降碳，助力低碳發展。

綠氨摻燒利用風電、太陽能發電等可再生能源富余電力，通過電解水制綠氫并合成綠氨，實施燃煤機組摻燒綠氨發電，替代部分燃煤。

該摻燒對燃煤機組的運行影響小，避免了大規模的設備改造需求，只需要增設摻綠氨燃燒系統。相較于其他煤電低碳改造技術，綠氨摻燒具有低成本優勢。由于氨熱值與原煤熱值接近，綠氨摻燒技術能夠在源頭上減少煤炭的使用，實現二氧化碳減排。

CCUS則采用化學法、吸附法、膜法等技術，分離捕集燃煤鍋爐煙氣中的二氧化碳，通過壓力、溫度調節等方式實現二氧化碳再生并提純壓縮。推廣應用二氧化碳高效驅油等地質利用技術、二氧化碳加氫制甲醇等化工利用技術。因地制宜實施二氧化碳地質封存。

在楊勇平看來，CCUS是目前實現大規模化石能源零排放利用的主要技術選擇之一。“若CCUS不能實現技術突破和規模化商業應用，從經濟性角度看，2060年電力行業‘雙碳’轉型成本將增加約7%—10%。”他坦言，這迫切要求抓住碳達峰之前的關鍵窗口期，全力攻克煤電CCUS技術面臨的能耗高、成本高、基礎設施建設滯后等技術難題，同時加快布局一些前瞻性、顛覆性的未來CCUS技術，實現二氧化碳的低能耗捕集，為實現碳中和目標提供支撐保障。

江蘇泰州電廠CCUS項目是亞洲煤電最大CCUS項目，該項目以泰州電廠4號百萬機組煙氣為原料，進行二氧化碳捕集、利用、封存，捕集率大于90%，每年可捕集消納二氧化碳達50萬噸，產出干基二氧化碳純度99.94%。2024年，該項目被寫入《中國的能源轉型》白皮書，作為“在化石能源領域開展碳捕集、利用與封存（CCUS）試點”的經典案例，彰顯了我國在CCUS領域的卓越成就。

正如中國工程院院士劉吉臻總結，生物質摻燒、綠氨摻燒、碳捕集利用與封存3種煤電低碳化改造建設方式，通過持續改造升級，推動煤電碳排放達到氣電水平，有助于減少煤炭使用和碳排放，是推進煤炭清潔高效利用、加速構建新型能源體系的必然要求，也是提升煤電行業核心競爭力、助力實現碳達峰碳中和目標的關鍵舉措。