煤炭清洁高效利用是能源革命的重要一环。
2010年以前，我国电力结构主要是煤电、水电二元结构，煤电长期占比很高。随着能源革命的深入推进和环境保护力度的不断加大，加之新能源的发展，煤电的发电量逐步下降，2021年，我国煤电装机容量占比49%，贡献了65%的电量，依然在所有的发电品种中排名第一。事实上，燃煤电厂的节能减排改造从未停止。从2006年到2020年，我国煤电行业为电力行业贡献了36%的二氧化碳减排量，累计减少二氧化碳排放达到66.7亿吨。“双碳”目标下，我国进一步提出要将煤电机组的节能降耗改造、供热改造、灵活性改造“三改”联动起来。煤电行业要想既能发挥兜底保障作用，还能不断提升清洁高效发展水平，“三改联动”是关键一步。
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三项改造 统筹联动
实现煤电机组能效进一步提升
“三改联动”中的“三改”指的是针对煤电机组进行的三种技术改造，分别是节能降耗改造、供热改造和灵活性改造。节能降耗改造是为了让煤电机组少“吃”煤、多发电，每发１度电所用的煤不能超过300克；供热改造是为了让煤电机组在发电的同时，还能为工业企业和周边居民提供热能；灵活性改造是为了让煤电机组能随时随地控制自己的发电量，需要多发就多发，需要少发就少发。这三项改造如果用得好，就能相互配合，实现煤电机组能效的进一步提升；如果用得不好，就会相互制约，降低煤电机组的能效。
“煤电行业的各项技术改造工作一直没有停步。‘十四五’期间，我省布局了大容量、高参数机组的建设，进行节能改造，每年可以节约标煤64万吨。”山西省电力行业协会副秘书长任高认为，在众多的技术改造中，聚焦这三项改造的主要原因就是为了降低煤炭的使用和碳排放。
晋能控股电力集团山西国锦煤电有限公司董事长王孝全说：“‘三改联动’工作我们一直在做，节能降耗改造、供热改造、灵活性改造，三者是相互关联、相互影响的，我们在改造的过程中必须统筹计划好。既要能满足机组节能降耗，还要能实现稳定的供热，更关键的一点是要为新能源腾出空间，保证电网的安全可靠。”
煤电机组三项改造、统筹联动，不仅要求煤电行业处理好改造与生产的关系，更要求煤电行业处理好能源安全与节能降碳、传统能源与新能源等重大关系。“三改联动”不仅是煤电企业进一步节能减排的有效手段，更是煤电企业在现代能源体系中找准新定位、谋求新发展的必由之路。
供电灵活 供热稳定
“三改联动”助煤电企业找到矛盾平衡点
位于晋中市的山西瑞光热电有限责任公司是一家热电联产企业，供热面积覆盖太原、晋中两市共约2400万平方米，此外每年还可以提供电能33亿千瓦时。在瑞光，每一台煤电机组都要同时承担供热和供电两项任务，而随着新能源在电力系统中的占比越来越高，这些机组又多了一项新任务——配合新能源进行发电。正是这项新任务，让机组在供热和供电之间产生了新的矛盾。
燃煤锅炉好比烧一锅开水，蒸汽的动能用来发电、热能用来供热，而现在供电要灵活、供热要稳定，如果仅仅为了保障供热，那就要浪费大量的蒸汽动能，让机组的能耗不降反升。针对这个矛盾，瑞光通过灵活性改造，找到了供电与供热的平衡点，对蒸汽流向进行控制，解决了供电与供热的矛盾。但在改造过程中，像这样的问题还有许多，“三改联动”如何实现“联动”，考验着每一个煤电企业。
原来的热电联产机组供热量和发电量是有一一对应关系的，叫作热电耦合。这种模式下，需要多少热，就配套发多少电，是一种高效稳定的配合关系。“但是由于新能源的介入，煤电机组必须随机改变它的发电量，这样就把供电和供热之间的对应关系打破了。”任高解释产生供电和供热矛盾的原因。
在改造过程中，机组的灵活性运行能力和能耗又是一个矛盾。发电机组在最佳工况时最节能，偏离了这个工况，它的能耗就会提高，但是灵活性必须要进行负荷的变动，这样就导致了能耗的增加。
通过“三改联动”，重新界定机组的高效工作区，这些矛盾就能迎刃而解，除了技术层面的矛盾，企业在实际操作的过程中还有一些技术层面之外的问题。“有一部分电厂由于地理位置的限制，比如离城市比较远，不具备供热条件，或者离工业园区较近，要统筹考虑各园区的发展。”任高认为，“一厂一策，一机一策，各厂可以根据自己的实际情况进行一项、两项或三项的改造。对于每一台机组的灵活性改造，应该是应改尽改。”
灵活调节 节能降耗
保证电网安全稳定低碳运行
煤电与新能源，一个稳定而不够清洁、一个清洁而不够稳定。如果将电网比作一座天平，一端是用电需求，另一端则是各种新能源的砝码。新能源供电充足，煤电少出力，新能源供电短缺，煤电多做功，这就对煤电机组能上能下的灵活性提出了更高改造要求。
煤电的灵活性改造主要是为服务新能源消纳而进行的。“目前山西新能源的装机占比是31.2%，到2025年，达到50%。由于新能源的波动性，随时可能造成电网的供需失衡，所以在电网中间必须有另外等量的可调节的电源，来保证电网的安全和稳定。目前的技术条件下，煤电是最经济、最可靠的调节电源。”任高的观点是，必须挖掘煤电的调峰能力来满足消纳新能源的要求。
现阶段，煤电已经成为深度调峰、助力新能源消纳的“主力军”之一，灵活性改造和节能改造是煤电企业的两道“必答题”。
在节能降耗改造方面，山西国锦煤电有限公司通过“三改联动”，为不同“汽品”的蒸汽找到了最佳利用途径。该公司技术员任俊宇介绍：“从锅炉出来的高品质蒸汽优先用来发电，中品质蒸汽为交城园区十余家用户提供工业用汽，低品质蒸汽为太原和交城集中供热。这样就把蒸汽中的能量充分利用起来，提高了热效率。”目前，该公司机组每发１度电，就可以节约标准煤120克，不仅实现了大幅度节能降耗，还满足了周边用户的供热、供汽需求，灵活性也获得了提升。
通过“三改联动”，不仅实现了煤电企业的节煤降碳，也为全社会的节能减排作出了很大贡献。在“三改联动”中，充分调动煤电企业的改造积极性，山西还有哪些提升的空间？中国宏观经济智库联盟专家武东升的观点是，山西应统筹运用相关政策和资金，对技术研发和示范项目建设适当给予资金支持；鼓励社会资本等各类投资主体参与改造；引导金融机构加大对改造项目信贷优惠力度。此外，还要积极探索建立与煤电转型相适应的电力市场机制。
本栏目内容源自山西卫视“全方位推动高质量发展透视”
本报记者杜鹃
