【北京大学能源研究院】2024基于灵活调峰和稳定供热前提下山东省30万千瓦级煤电机组优化思路报告_40页_3mb

山东省30万千瓦级煤电机组优化思路总结

核心内容

本报告围绕山东省30万千瓦级煤电机组在灵活调峰和稳定供热前提下的优化路径展开，分析了当前机组的发展现状、未来装机规模预测、主要挑战及应对措施，并提出了一系列政策建议和保障措施，旨在推动30万千瓦级煤电机组适应新型电力系统与低碳转型需求。

主要观点

• 30万千瓦级煤电机组在山东省同时承担供电、供热和调峰功能，是实现能源安全与低碳转型的关键载体。
• 灵活调峰与稳定供热存在矛盾，需通过热电解耦技术实现两者兼顾。
• 2025年前，电量平衡是制约30万千瓦级煤电机组发展规模的主要因素；2030年及之后，供热平衡成为主要限制因素。
• 灵活调峰技术包括低压缸切除、旁路蒸汽供热、电锅炉、蓄热水罐、熔盐储能等，其中低压缸切除和旁路蒸汽供热已较为成熟，而熔盐储能虽具有优势，但成本较高。
• 政策建议包括优化电力市场机制、加强灵活性改造、发展非煤灵活性资源和供热资源、推动热电解耦技术应用、提升煤电机组综合能源服务能力等。

关键信息

一、山东省30万千瓦级煤电机组现状

• 数量和容量：截至2023年底，山东省共有140台30万千瓦级煤电机组，总装机容量为4641.5万千瓦，占全省煤电装机总量的43.6%。
• 类型和投产时间：主要为亚临界机组，投产时间较长，其中80%为亚临界机组，20%为超临界机组。
• 地理分布：滨州市是主要分布地，拥有45台机组，总计1499万千瓦，占全省总装机量的三分之一。其他如济宁、聊城、日照、泰安、淄博等地也均有分布。
• 供热情况：30万千瓦级机组供热占比约13%，主要承担居民供暖任务，未来有望逐步增加工业供热能力。

二、基准情景下的规模预测

• 2025年：30万千瓦级煤电机组需提供1685亿千瓦时电量，所需装机为4815万千瓦。
• 2030年：需提供864亿千瓦时电量，所需装机为3946万千瓦。
• 2035年：需提供379亿千瓦时电量，所需装机为2833万千瓦。
• 2040年：需提供83亿千瓦时电量，所需装机为2148万千瓦。

三、主要挑战

1. “以热定电”工况下的矛盾：供热期间机组出力受限，调峰能力下降，影响电网稳定。
2. 深度调峰增大供电煤耗：调峰至50%以下时，供电煤耗显著上升，影响机组经济性。
3. 频繁调峰影响机组寿命：频繁启停和负荷波动对设备造成疲劳和磨损。
4. 负荷波动加剧环境污染：调峰导致NOx排放波动，增加环保压力。
5. 电热矛盾增加经营风险：供热期间机组无法获得高电价，影响盈利能力。

四、应对措施

1. 低压缸切除：提升供热能力，减少煤耗，实现灵活调峰与供热平衡。
2. 旁路蒸汽供热：利用高、低压旁路系统供热，提高热电解耦能力。
3. 电锅炉：通过电能转化为热能，辅助供热，提升机组调峰能力。
4. 长时蓄热：采用蓄热水罐或熔盐储能，实现负荷调节和热能储存。
5. 优化供热方式：提升热网蓄热能力，实现负荷灵活调节。
6. 协调错峰供热供汽：建立用户沟通机制，合理安排生产，提升机组调峰能力。
7. 调整报价策略：优先运行切缸机组，减少供热抽汽，提升调峰收益。

五、政策建议

1. 科学制定发展路径：对服役期满机组进行延寿或关停，推动“上大压小”。
2. 加强灵活性改造政策支持：免除非计划停机考核，明确储能用电计入厂用电。
3. 加强供热改造和系统优化：推广热电联产，优化热力供需布局，提升供热效率。
4. 发展非煤灵活性资源和供热资源：加快抽水蓄能、气电、新型储能等建设，提升系统灵活性。
5. 完善电力市场建设：优化容量电价机制，放开现货市场价格管制，促进市场公平竞争。
6. 加强热电解耦技术攻关：支持电锅炉、蓄热水罐、熔盐储能等技术的研发与应用。
7. 提升煤电机组综合能源服务能力：拓展“发电+”服务，实现多种能源联合供应，增强市场竞争力。

附录简要说明

• 年调峰平衡：主要考虑峰谷差、可再生能源发展、调峰资源变化。
• 年电量平衡：基于用电量增长、可再生能源发电量、传统电源发展等因素。
• 年电力平衡：考虑系统负荷、各电源出力、储能和需求响应等影响。
• 年供热平衡：基于供热需求、煤电和气电供热能力、非煤供热资源发展等。

结论

山东省30万千瓦级煤电机组将在2025年后逐步减量发展，需通过技术改造、政策支持和市场机制优化，实现灵活调峰与稳定供热的平衡。未来应重点推进热电解耦技术应用，同时加快非煤灵活性资源和供热资源的布局，以支持能源清洁转型和新型电力系统建设。