论双碳目标下火电企业绿色低碳转型优化措施

费金龙

摘要：“双碳”目标的提出为能源电力行业发展带来了深刻的变革，尤其是促进发电侧企业的绿色低碳转型方面。在对“双碳”目标进行充分解读的基础上，从能源结构调整、能源供给、能源消纳、能源信息化、新兴能源技术等视角，分析该目标为能源行业所带来的影响。根据目前火电企业在生产经营中的痛点问题，从企业定位、可再生能源消纳、节能、成本管控、企业数字化转型等方面，提出应对绿色转型的策略与方法，为未来火电企业实现转型发展提供借鉴和思路。

关键词：碳达峰;碳中和;绿色低碳;碳减排;火电企业

2020年9月，我国政府向世界承诺，力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，即“双碳”目标。“双碳”目标的提出彰显了中国积极应对气候变化、走绿色低碳发展道路的坚定决心，对未来我国社会经济运行方式、生态环境质量、产业结构布局和生活消费方式等方面都将产生深刻的影响。尤其在能源电力领域，该目标的提出将会在多个维度带来系统性的变革。

近年来，国内诸多能源企业响应国家“双碳”目标的战略部署，采取了各种积极的行动，例如2021年3月，国家电网发布碳达峰、碳中和行动方案，全力推进能源供给清洁化、终端能源消费电气化、清洁能源利用高效化。这些行动反映出各企业在新时代背景下，为实现绿色低碳发展、促进转型升级所做的初步思考与探索。

1明确火电企业的发展定位

（1）确定火电机组在线的最优比例。高比例可再生能源电力的并网，会直接造成系统转动惯量下降，严重威胁系统的运行稳定。考虑到经济调度和系统安全，在满足电力供应的前提下，需要保证一定比例的火电机组在线托底。必须建立较为合理的识别方法来判断担当调频任务的（在线）机组究竟维持何种配置比例才能同时满足电网的经济性和可靠性。该方法的建立可能涉及燃气机组配置、风光出力预测、电力设备利用效率等诸多因素，因此托底火电机组的最优比例需要根据实际情况进行具体分析。

（2）确定备用火电机组的最优比例。高比例可再生能源电力的并网接入会造成系统内总的发电能力不可控，甚至会因风光发电出力的大幅波动而产生脱网现象。因此，需结合风光发电出力特性和最大负荷情况，合理设置系统的备用容量，保证电网的安全稳定运行。系统预留备用的最优比例也是需要结合经济性、安全性而进行科学的预判。

（3）继续深入推进火电机组的灵活性改造。目前，电网灵活性提升主要来自于单循环调峰气电、抽水蓄能电站、热电联产机组和常规煤电灵活性改造。高比例可再生能源电力的并网接入，要求电力系统须具备能提供实时响应的技术和资源，火电（尤其是煤电）机组进行灵活性改造需要满足电力系统灵活性的基本要求，改造可能涉及机组设备本体、辅助设备和各类子系统，且一套机组可提供多套改造方案，每套方案之间的改造重点与投资成本也会存在差异。对于多数火电企业而言，进行机组灵活性改造的关键点在于相应投资成本及费用的分摊，這会影响其参与此项工作的积极性。应出台更多有利于调峰补偿的政策，完善电力辅助服务补偿制度，构建以电力用户侧为主体的辅助服务市场;并在技术层面加强对电源灵活性改造的细节性研究，为进一步促进规模化可再生能源消纳采取行动。

2火电机组节能措施

节能降耗工作直接影响火电企业的利润，也是实现“双碳”目标的重要环节。该项工作的改进，可从以下几个方面进行考虑。

（1）热动系统。考虑对该系统的运行方式进行优化，提高能量转化率，重视热能品位和燃料化学能品位的关系，促使能量得到充分利用。根据生产实际，考虑对热动机组进行优化配置和节能改造，必要时可对设备进行节流调节。要重视针对电机、水泵、锅炉等设备的新兴节能技术研发和应用，如工业通用燃烧优化控制技术（BCS）等。

（2）环保系统。火电企业环保系统的节能，主要涉及与脱硝、煤粉清洁、水煤浆洁净等环节相关的燃烧技术。这些燃烧技术一般都重视设备的结构设计，且兼顾强化燃烧与污染控制双重功效，未来针对此方向的技术研发应该得到重视。

（3）热电联产与余热回收。对于热电联产机组，关键是实现统一集中供热和提高余热回收率，可采取的措施包括：着力推广蓄热与保温新型材料的应用，加强对现有设施的节能改造、充分利用低品质热源以提升机组运行效率;重视对节能热力学的研究，深入剖析热能损失与工艺过程的关联，提高大型火电机组的综合能量利用效率;协调短期供热运行和长期热负荷水平之间的关系，充分考虑机组进行灵活性改造前后成本及收益的变化，提高供热企业的积极性;提高信息化技术对机组集控运行的管控水平，推动能效管理制度建设等。目前，烟气、锅炉排污水、蒸汽凝结水中的热量回收技术尚未成熟，导致余热回收效率不够理想。

3循环水系统的节能优化

从结构组成上来讲，循环水系统是火电厂系统构成的重要部分之一，其运行的质量对发电机中汽轮机真空具有直接的影响，尤其是汽轮机安全性生产方面。而就发电机中循环水系统的节能优化技术而言，其可以通过建立下述的节能优化模型来加以实现：（1）明确发电机水循环节能优化的目标，即在确保发电厂中汽轮机热能消耗不变的前提下，最大化发电机中循环水泵的耗电量与汽轮机组发电量之间的差额，同时为了确保优化的合理性，还需要在优化循环水系统的过程中将水流量、水温、管网的整洁度以及蒸汽负荷等诸多因素考虑在内。（2）确定循环水系统的性能特征。比如明确循环水系统管网自身所持有的阻力特征;在定量排水条件下，汽轮机实际的循环水量与发电机功率之间的特征等等。（3）循环水系统节能优化的主要方法有：对现有的水泵电机进行更新和改造;配合使用叶片角度和运行台数的变动等。另外，为了使机组达到最佳的真空效果，可以通过优化真空抽气设备来实现。

4结束语

当前环境保护问题是全世界面临的重要问题，随着工业的不断发展火电企业的得到快速壮大和发展，但与此同时火电企业对能源消耗比较大，并且产生的废气、废料对环境产生一定破坏，所以做好火电企业节能减排工作成为当前重要工作内容。要想做好节能减排工作应当从政府、企业等不同方面着手，既要发挥政府部门的宏观调控作用，同时也要发挥企业中主体作用，双管齐下，从而不断提高节能减排工作质量，降低能耗，保护生态环境。

参考文献：

[1]安跃东，火电企业节能减排措施的研究[J].内蒙古石油化工，2011，3722：74-76。

[2]朱东福.火电企业节能减排的长效机制[J].当代化工研究，2016，03：52-53。

[3]蒋长流，江成涛. 基于低碳转型的环境管理职能变革研究[J].环境与可持续发展，2019（5）：109-113.

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