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中國(guó)大唐集團(tuán)有限公司江西分公司金安：基于高效燃煤機(jī)組多燃料深度耦合實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能

來(lái)源：中國(guó)能源新聞網(wǎng) 時(shí)間：2024-12-12 16:26

金安

　　2024年2月29日，中共中央政治局就新能源技術(shù)與我國(guó)能源安全進(jìn)行第十二次集體學(xué)習(xí)，明確提出“長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)瓶頸仍是制約新能源發(fā)展的一大‘短板’，未來(lái)需發(fā)揮舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)學(xué)研協(xié)作聯(lián)動(dòng)，加強(qiáng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的技術(shù)攻關(guān)，并探索更新的儲(chǔ)能形式”。采用新能源電能、生物質(zhì)燃料、城市污泥和垃圾等生物質(zhì)能作為燃料，與高效燃煤機(jī)組的電力、熱力系統(tǒng)等深度耦合，減少燃煤用量?jī)?chǔ)存起來(lái)，發(fā)揮其靈活調(diào)節(jié)特性，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間跨度上月度級(jí)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，對(duì)于推動(dòng)新能電力系統(tǒng)建設(shè)、美麗中國(guó)建設(shè)、提高高效燃煤機(jī)組整體利用率均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　推動(dòng)新能源電力與高效燃煤機(jī)組深度耦合，符合國(guó)家對(duì)新能源高質(zhì)量發(fā)展的要求

　　2022年5月14日，國(guó)務(wù)院辦公廳下發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》（國(guó)辦函〔2022〕39號(hào)），在“創(chuàng)新新能源開(kāi)發(fā)利用模式”中明確“推進(jìn)多能互補(bǔ)高效利用，開(kāi)展新能源電力直供電試點(diǎn)”，在“深化新能源領(lǐng)域‘放管服’改革”中明確“以新能源為主體的多能互補(bǔ)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)、微電網(wǎng)等綜合能源項(xiàng)目，可作為整體統(tǒng)一辦理核準(zhǔn)（備案）手續(xù)”。

　　2024年3月1日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于新形勢(shì)下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》（發(fā)改能源〔2024〕187號(hào)），明確“到2025年，配電網(wǎng)承載力和靈活性顯著提升，具備5億千瓦左右分布式新能源、1200萬(wàn)臺(tái)左右充電樁接入能力；有源配電網(wǎng)與大電網(wǎng)兼容并蓄。”

　　實(shí)現(xiàn)3060雙碳目標(biāo)，大力推動(dòng)風(fēng)能光伏能新能源建設(shè)和消納，最終目標(biāo)是確保能源安全將化石能源消耗量降下來(lái)，新能源高比例消納和長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是構(gòu)建新型能源系統(tǒng)的關(guān)鍵。這需要突破原有的新能源只通過(guò)大電網(wǎng)傳輸消納的觀念，將新能源作為能源（燃料）而不僅僅是電力產(chǎn)品屬性，大力推動(dòng)就地就近離網(wǎng)消納、推動(dòng)電能轉(zhuǎn)換為氫氨甲醇蒸汽等多產(chǎn)品化，大力推進(jìn)新能源與高效燃煤機(jī)組深度耦合，利用燃煤電站已建成的電力傳輸通道通過(guò)煤電穩(wěn)定靈活可調(diào)性的突出特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)新能源高比例轉(zhuǎn)換消納。方案和意見(jiàn)，為新能源電能利用與高效燃煤機(jī)組深度耦合提供了政策依據(jù)和支持。

　　推動(dòng)新能源電力與高效燃煤機(jī)組深度耦合，可以實(shí)現(xiàn)新能源的高比例消納和月度級(jí)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能

　　對(duì)于2臺(tái)百萬(wàn)高效燃煤機(jī)組，年廠(chǎng)用電量約5億千瓦時(shí)，可以消納就近區(qū)域約50萬(wàn)千瓦光伏或30萬(wàn)千瓦風(fēng)電的年發(fā)電量，可以節(jié)省約20萬(wàn)噸原煤，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)20天的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。以新能源電力加熱電極鍋爐產(chǎn)生1.5MPa、350℃的高溫蒸汽，并入到電站熱力系統(tǒng)，可以進(jìn)一步減少燃煤消耗；2臺(tái)50兆瓦電極鍋爐按照年7000利用小時(shí)核算消耗電能7億千瓦時(shí)，可以進(jìn)一步消納40萬(wàn)千瓦風(fēng)電或70萬(wàn)千瓦光伏。

　　按照煤電和新能源1:1配套建設(shè)，2臺(tái)百萬(wàn)高效燃煤機(jī)組的廠(chǎng)用電+2臺(tái)50兆瓦電極鍋爐一年可以就近消納區(qū)域內(nèi)120萬(wàn)千瓦光伏或70萬(wàn)千瓦風(fēng)電，可消納約40%左右的新能源發(fā)電量，大大減輕了電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，減少節(jié)約的原煤量可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)60天的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。

　　只考慮消納新能源減少棄風(fēng)棄光，不考慮電加熱產(chǎn)生蒸汽再發(fā)電的能源利用率的衰減，從能量利用率看，電極鍋爐能源利用效率達(dá)到99%，而最高效的燃煤鍋爐效率也只能到95%，采用新能源加熱產(chǎn)生蒸汽的能源利用效率更高。

　　從功能上講，煤電也是一種長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)與煤場(chǎng)儲(chǔ)煤量有關(guān)，一般為2周左右；目前抽水蓄能儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)一般為6.5小時(shí)，電化學(xué)儲(chǔ)能普遍在1到2小時(shí)之間，都與煤電相距甚遠(yuǎn)。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度看，新能源與大容量高效燃煤機(jī)組深度耦合可極大提高新能源就地消納的能力，從能量平衡角度節(jié)約的燃煤可以實(shí)現(xiàn)月度級(jí)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能。

　　推動(dòng)生物質(zhì)能與高效燃煤機(jī)組深度耦合利用，降碳減污擴(kuò)綠推進(jìn)美麗中國(guó)建設(shè)

　　生物質(zhì)能主要包括農(nóng)林廢棄物、生活垃圾、污水污泥等。我國(guó)主要生物質(zhì)資源年生產(chǎn)量約34.94億噸，作為能源利用的開(kāi)發(fā)潛力為4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年，我國(guó)秸稈可收集資源量約6.94億噸，燃燒化利用量8821.5萬(wàn)噸利用率僅為12.75%；可利用的林業(yè)剩余物總量3.5億噸，能源化利用量為960.4萬(wàn)噸，利用率僅為2.74%；生活垃圾清運(yùn)量為3.1億噸，焚燒量為1.43億噸，利用率為46.1%；污水污泥年產(chǎn)量干重1447萬(wàn)噸，能源化利用量約114.69萬(wàn)噸，利用率為7.9%。預(yù)計(jì)2030年，我國(guó)生物質(zhì)總資源量將達(dá)到37.95億噸，到2060年將達(dá)到53.46億噸。

　　2022年05月10日，國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，是我國(guó)首個(gè)生物質(zhì)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃，規(guī)劃提出：積極開(kāi)發(fā)生物能源，開(kāi)展新型生物質(zhì)能技術(shù)研發(fā)與培育，建立生物質(zhì)燃燒摻混標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)化石能源向綠色低碳可再生能源型。

　　與常規(guī)生物質(zhì)電站相比，高效燃煤機(jī)組優(yōu)勢(shì)顯著。一是效率高，相同生物質(zhì)燃料量，百萬(wàn)超(超)機(jī)組發(fā)電量是常規(guī)生物質(zhì)電廠(chǎng)的1.8倍；二是燃料靈活，常規(guī)生物質(zhì)電廠(chǎng)為確保獲得補(bǔ)貼只能燒生物質(zhì)燃料，而燃煤耦合生物質(zhì)機(jī)組不受生物質(zhì)燃料短缺影響；三是碳排放交易提供了補(bǔ)償機(jī)制，目前國(guó)內(nèi)每噸碳交易價(jià)格在70元左右，歐洲達(dá)到了700元，發(fā)同樣電量摻燒生物質(zhì)減少了煤炭用量，少于政府核定的碳排放量可以到碳交易市場(chǎng)進(jìn)行交易，以目前的碳價(jià)相當(dāng)于每度電補(bǔ)貼5分錢(qián)。

　　2023年12月27日，中共中央、國(guó)務(wù)院下發(fā)了《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于全面推進(jìn)美麗中國(guó)建設(shè)的意見(jiàn)》，意見(jiàn)明確要求“加快‘無(wú)廢城市’建設(shè)，持續(xù)推進(jìn)新污染物治理行動(dòng)，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)‘無(wú)廢’、環(huán)境健康”“2027年‘無(wú)廢城市’建設(shè)比例達(dá)到60%”“加強(qiáng)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用和廢舊農(nóng)膜分類(lèi)處置”。

　　按照年消耗50萬(wàn)噸生物質(zhì)能，可以節(jié)約10萬(wàn)噸燃煤。依托百萬(wàn)級(jí)燃煤鍋爐可以實(shí)現(xiàn)城市垃圾的高效無(wú)害化處理，推進(jìn)無(wú)廢城市建設(shè)；農(nóng)林廢棄物生物質(zhì)燃料的收儲(chǔ)運(yùn)售全產(chǎn)業(yè)鏈，每噸可以給農(nóng)戶(hù)或服務(wù)者帶來(lái)300元左右的收入，助推鄉(xiāng)村振興；利用好生物質(zhì)能意義重大，可以極大助推美麗中國(guó)建設(shè)。

　　基于上述分析，建議大型高效燃煤機(jī)組在規(guī)劃建設(shè)階段，就新能源開(kāi)發(fā)和接入電站作為燃料能源就地消納進(jìn)行系統(tǒng)性研究，就區(qū)域內(nèi)的生物質(zhì)能資源情況進(jìn)行調(diào)查和鎖定，推進(jìn)多燃料深度耦合，打造月度級(jí)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能示范電站，探索推進(jìn)新型能源系統(tǒng)建設(shè)新形態(tài)。（作者系中國(guó)大唐集團(tuán)有限公司江西分公司黨委委員、副總經(jīng)理）

　　責(zé)任編輯：于學(xué)華