煤電如何向新而行？
來源：中國煤炭報(bào) 時(shí)間：2026-07-20 16:29
國務(wù)院日前印發(fā)的《“十五五”碳達(dá)峰行動(dòng)方案》提出，深入推進(jìn)煤炭消費(fèi)清潔替代，推動(dòng)煤電向支撐性調(diào)節(jié)性電源轉(zhuǎn)型，支持煤電與新能源融合發(fā)展，開展煤電機(jī)組低碳化改造。
我國超50%的煤炭用于發(fā)電。煤電實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展，是煤炭清潔高效利用的最關(guān)鍵一環(huán)。
“新型電力系統(tǒng)的本質(zhì)特征是能夠適應(yīng)新能源特性。我國電力需求將快速增長，靈活高效煤電是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，也是我國電力系統(tǒng)最重要的可靠電源?！痹趪夷茉醇瘓F(tuán)日前主辦的首屆新一代煤電現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈融通發(fā)展共鏈行動(dòng)大會(huì)上，中國工程院院士劉吉臻表示。
煤電在很長時(shí)間內(nèi)仍占主導(dǎo)地位
我國煤電經(jīng)歷了從電力系統(tǒng)主力電源，到基礎(chǔ)保障電源和靈活調(diào)節(jié)電源，再到兜底保供、靈活調(diào)節(jié)電源的發(fā)展階段。
“在新能源尚未形成規(guī)模化可靠替代能力之前，煤電仍將繼續(xù)發(fā)揮電力安全穩(wěn)定供應(yīng)的‘頂梁柱’和‘壓艙石’作用?！眹夷茉淳挚偣こ處焺⒌马樥f。
2025年，煤電以32%的裝機(jī)容量占比提供了51%的發(fā)電量，同時(shí)提供了約70%的頂峰能力和80%的調(diào)節(jié)能力。2025年電力保供最困難時(shí)期，全國12億千瓦煤電機(jī)組支撐了60%的用電負(fù)荷、近80%的備用需求和85%以上的調(diào)節(jié)需求，發(fā)揮了至關(guān)重要的支撐調(diào)節(jié)作用。
“‘十五五’期間，煤電新增裝機(jī)容量預(yù)計(jì)超過3億千瓦；2030年煤電發(fā)電量仍將占主導(dǎo)地位，占比超45%。新能源裝機(jī)容量已超過火電，但裝機(jī)容量不等于實(shí)際發(fā)電量，更不等于可靠容量。新能源裝機(jī)容量有相當(dāng)比例屬于不可靠容量，而煤電90%以上屬于可靠容量?！眲⒓檎f，當(dāng)前，新能源發(fā)電量占比達(dá)20%，但這是在煤電深度調(diào)節(jié)支撐下實(shí)現(xiàn)的，若撤掉調(diào)節(jié)支撐，新能源難以獨(dú)立提供同等電量。高比例新能源大規(guī)模發(fā)電時(shí)煤電主動(dòng)退讓，新能源出力不足時(shí)煤電及時(shí)頂上，二者協(xié)同配合，缺一不可。
電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院高級(jí)顧問姜士宏表示，從電力保供角度來看，新能源的大規(guī)模高比例發(fā)展加大系統(tǒng)調(diào)峰壓力，在充分發(fā)揮其他清潔電源供應(yīng)保障能力的基礎(chǔ)上，現(xiàn)階段電力缺口主要由煤電支撐，極端天氣對(duì)新能源出力可靠性影響顯著，當(dāng)前缺乏大規(guī)模長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)支撐，在未來一段時(shí)間內(nèi)仍需要煤電托底保障。此外，我國煤電裝機(jī)中供熱機(jī)組占比四成以上，一直起著重要的供熱保障作用。
“在新型電力系統(tǒng)框架下，煤電的定位正發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，從追求電量產(chǎn)出的主體電源，轉(zhuǎn)向以極致靈活性與極致安全性為支撐的兜底保障電源，力求以極限小的發(fā)電量支撐極限大的新能源并網(wǎng)。這一轉(zhuǎn)變，使兼顧綠色、安全與經(jīng)濟(jì)的‘能源不可能三角’成為可能，為新型電力系統(tǒng)邁向極限綠色提供了堅(jiān)實(shí)底座?！惫娍萍脊究偨?jīng)理鞠鳳鳴說。
煤電發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)
“傳統(tǒng)煤電無法滿足新型電力系統(tǒng)的嚴(yán)苛要求，推進(jìn)新一代煤電建設(shè)勢在必行，是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的系統(tǒng)性工程?！本哮P鳴說。
據(jù)預(yù)測，2030年全社會(huì)用電量將超過13萬億千瓦時(shí)，新增的約3萬億千瓦時(shí)用電需求將成為保供難題。
劉吉臻表示，“十四五”以來，煤電企業(yè)積極開展“三改聯(lián)動(dòng)”，靈活性改造超過3億千瓦。煤電機(jī)組靈活性改造經(jīng)常是“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”，經(jīng)過靈活性改造的煤電機(jī)組仍存在諸多問題。
業(yè)內(nèi)人士表示，深度調(diào)峰下，鍋爐進(jìn)入超低負(fù)荷時(shí)，鍋爐爐膛熱負(fù)荷急劇降低，風(fēng)煤比增大，現(xiàn)有燃燒系統(tǒng)難以維持穩(wěn)定著火條件，導(dǎo)致熄火；煙氣側(cè)與水側(cè)傳熱不平衡加劇，現(xiàn)有汽水結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)小流量工質(zhì)均衡分配，導(dǎo)致爆管。頻繁變負(fù)荷下，交變應(yīng)力頻率提升，材料疲勞損傷累積效應(yīng)加劇，管道、軸系、滑移結(jié)構(gòu)等壽命損耗增加。寬負(fù)荷運(yùn)行下，系統(tǒng)偏離最佳工況點(diǎn)運(yùn)行，導(dǎo)致熱力系統(tǒng)效率和輔機(jī)效率下降，機(jī)組供電煤耗增加。
“我國包括裝備制造在內(nèi)的燃煤發(fā)電技術(shù)已經(jīng)走在世界前列。近年來，為了增容增效，燃煤發(fā)電主要的技術(shù)路徑是高參數(shù)大容量，百萬千瓦級(jí)機(jī)組的煤耗在250克/千瓦時(shí)左右，但這是在額定工況下、滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在，機(jī)組不能在額定工況下運(yùn)行，要降到超低負(fù)荷頻繁運(yùn)行甚至啟停，這樣一來，250克/千瓦時(shí)的煤耗根本保不住。”劉吉臻說。
“在智能化自動(dòng)控制方面，火電機(jī)組運(yùn)行控制水平取得了長足進(jìn)步，但還有很大進(jìn)步空間。”劉吉臻表示，設(shè)備故障機(jī)理復(fù)雜，模型泛化推理能力有限，制約機(jī)組全生命周期精益管控。
姜士宏指出，我國分階段碳排放管控目標(biāo)已明確，管控標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)收緊。經(jīng)測算，“十五五”期間碳排放配額緊張，碳約束將成為限制煤電規(guī)模擴(kuò)張的核心因素。
在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，煤電降碳技術(shù)路徑已清晰劃分為四大類，形成從源頭到末端的全鏈條布局。一是源頭減碳，重點(diǎn)推進(jìn)生物質(zhì)及綠色零碳燃料摻燒，從燃料入口直接降低碳排放強(qiáng)度。二是過程減碳，依托機(jī)組節(jié)能提效改造，但存量電廠的挖潛空間已基本釋放，進(jìn)一步降本增效面臨瓶頸。三是末端固碳，主要依靠CCUS技術(shù)，短期結(jié)合二氧化碳驅(qū)油實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利用，長期則通過咸水層封存支撐大規(guī)模減排。四是電熱耦合降碳成為新的突破方向。
“十五五”期間，國家能源局將打出煤電節(jié)能降碳“組合拳”，采取持續(xù)按年度分解落實(shí)淘汰關(guān)停任務(wù)、修訂實(shí)施大中型火電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、改造建設(shè)新一代煤電機(jī)組、制定出臺(tái)煤電與新能源融合發(fā)展政策等措施，全面系統(tǒng)推進(jìn)煤電節(jié)能降碳工作。
煤電升級(jí)需多方努力與探索
“新一代煤電升級(jí)是產(chǎn)業(yè)鏈全方位轉(zhuǎn)型的復(fù)雜系統(tǒng)工程，需要各企業(yè)協(xié)同推進(jìn)、全產(chǎn)業(yè)鏈密切合作、跨領(lǐng)域多方聯(lián)動(dòng)，激活持續(xù)推進(jìn)的內(nèi)生動(dòng)力。要廣泛凝聚發(fā)電企業(yè)、裝備制造單位、高等院校、科研院所等各方力量，聚焦安全可靠、清潔降碳、高效調(diào)節(jié)、智能運(yùn)行等重點(diǎn)方向，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用深度融合的創(chuàng)新生態(tài)?！眲⒌马樥f。
國務(wù)院國資委規(guī)劃發(fā)展局局長戴希表示，新一代煤電產(chǎn)業(yè)鏈兼具兜底保障與靈活調(diào)節(jié)功能。要發(fā)揮中央企業(yè)場景資源優(yōu)勢，推動(dòng)上下游供需對(duì)接，實(shí)現(xiàn)資源共享、協(xié)作共贏；采取需求牽引、技術(shù)賦能、平臺(tái)共建等方式，實(shí)現(xiàn)場景開放、技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的良性循環(huán)，推動(dòng)煤電產(chǎn)業(yè)從規(guī)模擴(kuò)張型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。
姜士宏表示，新一代煤電技術(shù)并非單一技術(shù)突破，而是涉及燃燒、傳熱、控制、材料等多領(lǐng)域的系統(tǒng)工程，系統(tǒng)性協(xié)同優(yōu)化是關(guān)鍵，需要產(chǎn)業(yè)鏈共同推進(jìn)。要加強(qiáng)主機(jī)設(shè)備和關(guān)鍵輔機(jī)研發(fā)投入，關(guān)注現(xiàn)役煤電機(jī)組改造，重視機(jī)組檢修，關(guān)注定制化設(shè)計(jì)，構(gòu)建新形勢下煤電機(jī)組壽命監(jiān)督和評(píng)估體系。
目前，各科研院所、發(fā)電企業(yè)已經(jīng)開展新一代煤電升級(jí)的有益探索。
國能清遠(yuǎn)電廠應(yīng)用高比例生物質(zhì)摻燒穩(wěn)燃核心技術(shù)，將機(jī)組生物質(zhì)摻燒熱量比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提升至10%以上。
大唐鄆城電廠投產(chǎn)世界首臺(tái)630攝氏度二次再熱百萬千瓦項(xiàng)目1號(hào)機(jī)組，創(chuàng)新應(yīng)用變流器控制小機(jī)轉(zhuǎn)速的雙機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)、機(jī)爐深度耦合煙氣余熱利用系統(tǒng)等，推動(dòng)國產(chǎn)自主研發(fā)的G115鋼實(shí)現(xiàn)首次工程應(yīng)用。
華能正寧電廠1號(hào)機(jī)組順利通過無人干預(yù)連續(xù)運(yùn)行168小時(shí)測試，實(shí)現(xiàn)了30%至100%負(fù)荷范圍內(nèi)從參數(shù)調(diào)節(jié)到設(shè)備啟停的全程自主控制。
國能宿州熱電有限公司建成的世界首個(gè)煤電耦合吉瓦時(shí)級(jí)熔鹽儲(chǔ)熱示范工程已實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定長周期運(yùn)行，打破“以熱定電”約束。
內(nèi)蒙古北方重工集團(tuán)有限公司總經(jīng)理助理佟傳剛表示，P92無縫鋼管實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化替代，打破了國外長期壟斷，補(bǔ)齊了國內(nèi)超超臨界機(jī)組核心主材短板。
劉吉臻帶領(lǐng)懷柔國家實(shí)驗(yàn)室靈活燃煤發(fā)電團(tuán)隊(duì)，圍繞新一代燃煤發(fā)電技術(shù)，針對(duì)鍋爐、汽輪機(jī)本質(zhì)靈活性制造等開展攻關(guān)?！拔覀兊膲粝胧?，把燃煤機(jī)組變得像燃?xì)鈾C(jī)組那樣靈活，讓燃煤機(jī)組既安全又靈活、既高效又低碳，既能發(fā)揮最大作用又能在新形勢下自立自強(qiáng)地活下去。”劉吉臻說。
責(zé)任編輯：高慧君
