“雙碳”目標(biāo)下火力發(fā)電行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展研究

方力

摘要：“雙碳”目標(biāo)改善火力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，幫助企業(yè)實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，本文根據(jù)“雙碳”目標(biāo)的概念提出對能源轉(zhuǎn)型的各種影響，闡述火力發(fā)電行業(yè)轉(zhuǎn)型的重要性，并以“雙碳”目標(biāo)為背景分析火力發(fā)電企業(yè)中存在的問題，提出相應(yīng)的低碳轉(zhuǎn)型措施，促使火力發(fā)電行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：“雙碳 ”目標(biāo)；火力發(fā)電；轉(zhuǎn)型發(fā)展

為發(fā)揮火力發(fā)電企業(yè)機(jī)組的靈活性能，對各個區(qū)域進(jìn)行供暖工作，鄭州市裕中電廠對本地區(qū)的能源消耗、熱力供應(yīng)等進(jìn)行了一定程度的研究，通過低壓缸零出力的工作方式開發(fā)電力及節(jié)約資源，促使企業(yè)開展綠色低碳轉(zhuǎn)型。

一、“雙碳”目標(biāo)的概念

我國在第75屆聯(lián)合國大會上公開提出“雙碳”目標(biāo)，主要指：第一，在2030年之前實現(xiàn)“碳達(dá)峰”，促使碳的排放量達(dá)到峰值后不再生長；第二，在2060年之前實現(xiàn)“碳中和”，可以使排出的碳與空氣中吸收的碳是處于平衡狀態(tài)。碳中和的概念可以促進(jìn)實施綠色的低碳轉(zhuǎn)型操作，關(guān)鍵內(nèi)容是碳減排以及負(fù)碳技術(shù)的實施。碳減排可以從多角度解讀，例如，政策的實施、先進(jìn)的技術(shù)以及國際的合作等，主要的管控過程對企業(yè)、政府以及市場等所承擔(dān)的相應(yīng)責(zé)任與義務(wù)都有影響，以能源的安全性以及改革制度為主體，有效利用法律法規(guī)解決管控的各種問題。完善地方性法律法規(guī)以及相關(guān)技術(shù)等，有助于降低社會中碳減排的程度。不斷提升科學(xué)技術(shù)水平，在節(jié)能技術(shù)與設(shè)備的使用中有效管理，實施信息化與技術(shù)的結(jié)合，支撐科學(xué)進(jìn)步的發(fā)展。針對負(fù)碳技術(shù)的使用，可以采用二氧化碳捕獲、封存等過程進(jìn)行管理，以此有效減少活動產(chǎn)生的二氧化碳。

二、大力發(fā)展火力發(fā)電行業(yè)轉(zhuǎn)型的重要性

根據(jù)研究的數(shù)據(jù)分析得知，煤炭是影響碳排放強(qiáng)度的較大因素，2018年，我國火力發(fā)電行業(yè)產(chǎn)生的碳排放程度占全國總排名的43%，在未來的減碳工作具有重大的帶頭作用，2020年，風(fēng)光水火互補(bǔ)項目的棄風(fēng)率控制在5%以內(nèi)，棄光率達(dá)到3 %左右。“碳中和”的關(guān)鍵作用是替代碳能源的燃料，電力技術(shù)能在更快的時間內(nèi)達(dá)到碳減排的峰值。電力行業(yè)重點關(guān)注二氧化碳的排放量，積極推動火力發(fā)電行業(yè)的轉(zhuǎn)型，使企業(yè)更好得履行責(zé)任與義務(wù)。

2017年，鄭州市實施電力行業(yè)減排的方案，要求裕中電廠削減燃煤量達(dá)到45萬t，向整個鄭州市供暖，減少使用燃煤的噸數(shù)以達(dá)到綠色低碳轉(zhuǎn)型、改善環(huán)境質(zhì)量、降低化學(xué)燃料成本的目的。重點實施“西熱東送”的項目，充分發(fā)揮鄭州市的資源優(yōu)勢，優(yōu)化大型發(fā)電設(shè)備以及技術(shù)，提高能源的可利用率，進(jìn)而解決民生基本保障，增加建筑的供暖范圍，促進(jìn)火力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。

三、“雙碳”目標(biāo)對于能源轉(zhuǎn)型的影響

（一）調(diào)整能源結(jié)構(gòu)

目前，世界能源結(jié)構(gòu)正在發(fā)生巨大變化，根據(jù)能源統(tǒng)計信息，2019年全世界使用能源的占比下降到近20年來的最低水平，可再生的能源利用率有所提高，提升了能源的消費水平。在碳排放上，我國火力發(fā)電行業(yè)處于領(lǐng)先地位，逐漸調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，提高未來能源結(jié)構(gòu)重塑的效果，有助于我國綠色低碳轉(zhuǎn)型。

（二）補(bǔ)充短缺能源

根據(jù)鄭州市熱力總公司的調(diào)度方案，2015～2016年采用裕中電廠的供熱區(qū)域為準(zhǔn)，將綜合的供熱能力達(dá)到510MW，使供熱面積在1.1千萬m2的范圍，受“雙碳”目標(biāo)的影響，需要補(bǔ)充短缺能源，開發(fā)可再生資源，促使我國達(dá)到減排效果，推動企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。

（三）促進(jìn)能源的消納

首先，從消納政策看，落實可再生資源的電力消納作用和消納責(zé)任，約束市場中消納行為，推動節(jié)能減排。其次，從消納技術(shù)方面看，采用各種高壓技術(shù)為其他區(qū)域提供能源，有效解決能源分布不均的問題，靈活改造火力發(fā)電企業(yè)，建設(shè)儲能區(qū)域，解決電力供應(yīng)不足的問題，實施一體化的消納模式。

（四）能源信息化與技術(shù)發(fā)展

“雙碳”目標(biāo)的信息化與技術(shù)的結(jié)合會影響能源企業(yè)的發(fā)展，主要體現(xiàn)在發(fā)電的信息安全維護(hù)、智能的微電網(wǎng)以及系統(tǒng)中安全的預(yù)測功能等方面，影響能源的開發(fā)、輸送和使用等過程。虛擬現(xiàn)實、邊緣計算等新興技術(shù)都在能源轉(zhuǎn)型方面起到巨大作用。

四、確定“雙碳”目標(biāo)以實現(xiàn)火力發(fā)電行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型

（一）火力發(fā)電企業(yè)存在的問題

1.火力發(fā)電企業(yè)的定位功能不發(fā)達(dá)

根據(jù)鄭州市熱力總公司的區(qū)域劃分制度，將鄭州市的部分區(qū)域劃分到裕中電廠，其中包括二七新區(qū)、管城新區(qū)、航空港區(qū)以及電廠周邊的一些用戶等，如果大部分區(qū)域的電能同時使用，會出現(xiàn)電網(wǎng)的波動性以及間歇性現(xiàn)象，而由于火力發(fā)電企業(yè)的定位功能不發(fā)達(dá)，導(dǎo)致不能快速發(fā)現(xiàn)引起問題的原因，同時，在火電機(jī)組設(shè)備中的調(diào)度以及管理等過程不能得以良好控制，不但會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，還會影響火力發(fā)電企業(yè)的轉(zhuǎn)型工作。

2.消納的可再生資源短缺

在“雙碳”目標(biāo)的背景下，火力發(fā)電企業(yè)對可再生資源的設(shè)備和投入都會大幅增加，根據(jù)各地的資源優(yōu)勢以及經(jīng)濟(jì)水平的差異，可再生資源的消納過程會變得相對繁雜，集中式或分布式的消納方式在實施上存在困難，集中式的消納會產(chǎn)生較長距離的傳輸作用，分布式的消納是直接傳輸，二者存在的差異會影響企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，還會浪費大量的成本以及勞動力，不能很好的解決資源短缺問題。

3.使用成本較高

面對新能源的各種開發(fā)以及不斷發(fā)展，火力發(fā)電企業(yè)會面臨巨大的經(jīng)濟(jì)壓力，在燃料成本、生產(chǎn)費用以及檢修費用等方面有著較高支出，可再生資源逐漸步入電網(wǎng)，所準(zhǔn)備的輔助資源和機(jī)組設(shè)備等都是固定成本，機(jī)組的開啟暫停費用與企業(yè)空置時間的費用根據(jù)實際情況決定。在技術(shù)方面，投入與開發(fā)會產(chǎn)生成本問題，出現(xiàn)資源浪費等現(xiàn)象。

4.數(shù)字化與信息化不完善

火力發(fā)電企業(yè)尚未將分布式的發(fā)電技術(shù)與儲能技術(shù)等與智能化、信息化、數(shù)字化相結(jié)合，再加上數(shù)字化的技術(shù)不完善，會影響電力設(shè)備的制造與運(yùn)行等過程，導(dǎo)致服務(wù)產(chǎn)品和服務(wù)模式不能達(dá)到理想效果，同時影響部分地區(qū)的供熱效果。

（二）火力發(fā)電企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的措施

1.加強(qiáng)火力發(fā)電企業(yè)的定位功能

明確發(fā)展火力發(fā)電企業(yè)的定位目標(biāo)，利用高端的機(jī)組設(shè)備，建立合理的識別方式，判斷實時的機(jī)組運(yùn)行配置。針對不同區(qū)域的實施方案和人員的安全問題，火力發(fā)電企業(yè)應(yīng)優(yōu)化定位功能，提高電力設(shè)備的利用效率和預(yù)測風(fēng)力電力的效果。在各種設(shè)備和系統(tǒng)中，完善定位功能，以確保工作人員的安全以及用戶電量的穩(wěn)定性。研究低壓缸設(shè)備定位系統(tǒng)，可以有效突破傳統(tǒng)的供暖行為，實現(xiàn)機(jī)組中低壓缸零出力的運(yùn)行方式。

例如，在機(jī)組增加低壓缸的定位功能前，低壓缸的排氣范圍為135t/h左右，發(fā)電的功率為168. 8 MW，如果在此過程中出現(xiàn)故障，低壓缸的排氣范圍會變小，發(fā)電的功率也逐漸停止，系統(tǒng)中無法顯示具體的故障原因，影響維修的進(jìn)度。而安裝定位功能后，如果低壓缸出現(xiàn)故障，會在系統(tǒng)中出現(xiàn)紅色的標(biāo)識或維修的符號，不但可以節(jié)約維修時間，還便于工作人員實時觀察設(shè)備，促進(jìn)火力發(fā)電企業(yè)快速轉(zhuǎn)型。在“雙碳”目標(biāo)的背景下，火力發(fā)電企業(yè)的定位功能需要不斷優(yōu)化，便于工作人員實時觀察工作過程中的情況，更好的應(yīng)對各種突發(fā)事件，促進(jìn)企業(yè)管理。

2.增加可再生資源的消納

可再生資源在技術(shù)上分為兩點：第一，集中式的風(fēng)光發(fā)電。利用自然的資源產(chǎn)生電力，但這種方式在資源與負(fù)荷上受約束，我國可再生資源的消納結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)電網(wǎng)不協(xié)調(diào)的情況，可以采用高壓電網(wǎng)為主網(wǎng)，通過長距離的傳輸功能供給資源，進(jìn)而優(yōu)化火力發(fā)電的能源配置。第二，分布式風(fēng)光發(fā)電。這種發(fā)電方式采取就近消納，常見的技術(shù)有直接就近消納或綜合能源服務(wù)等，使電網(wǎng)充分展現(xiàn)靈活性能以及電量存儲能力，還可以利用各種技術(shù)與手段管理微電網(wǎng)，通過相互結(jié)合輔助市場的服務(wù)工作。例如，低壓缸正常運(yùn)行時的抽氣量不斷增加，其中的流速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過方案的標(biāo)準(zhǔn)要求，可以增加可再生資源的開發(fā)，采用集中式的風(fēng)光發(fā)電，降低低壓缸的流速，在長距離上達(dá)到最佳的供給電量，降低可再生資源的消納能力；如果是近距離傳送電量的區(qū)域，可以采用分布式的風(fēng)光發(fā)電，實施就近發(fā)電，以最快的速度將電量分發(fā)到每個用戶。

3.控制成本的資源

火力發(fā)電企業(yè)經(jīng)常引用大比例的成本在經(jīng)營中，自發(fā)燃料的成本很大，而影響自發(fā)燃料的成本有眾多因素，例如，燃料價格、開發(fā)燃料消耗的勞動力、搬運(yùn)燃料消耗的運(yùn)輸?shù)?。要想?jié)約經(jīng)營成本，需要進(jìn)行有效控制，實施一體化的煤電發(fā)展，創(chuàng)建煤電一體的產(chǎn)業(yè)鏈，在形成燃料以及供給電量的過程中，對火力發(fā)電企業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型，落實“雙碳”目標(biāo)，從根本上節(jié)約經(jīng)營成本。成本與環(huán)境因素、機(jī)組的設(shè)備以及油耗成本等息息相關(guān)，加強(qiáng)調(diào)度的積極性，并優(yōu)化機(jī)組中的設(shè)備，使設(shè)備在較長時間的風(fēng)化下還可以正常使用，進(jìn)而降低服務(wù)成本，有效控制投入的資源。合理采用優(yōu)化的算法，以火力發(fā)電企業(yè)的發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)建立成本的構(gòu)造模型，結(jié)合信息系統(tǒng)的智能化與數(shù)字化，管理分析出的結(jié)果，對成本控制以及生產(chǎn)經(jīng)營制作出動態(tài)化管理方案，可以有效提高企業(yè)管理效率，進(jìn)而實現(xiàn)綠色低碳的轉(zhuǎn)型方式。

4.完善數(shù)字化與信息化的發(fā)展

為推動火力發(fā)電行業(yè)在網(wǎng)絡(luò)時代中標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，第一，應(yīng)積極引進(jìn)數(shù)字化與信息化的體系，實現(xiàn)發(fā)電的安全性、低碳性以及靈活性，在發(fā)電信息和傳輸電力的方式上提供便捷，有效檢測和巡查發(fā)電信息。構(gòu)建發(fā)電的管理系統(tǒng)，落實數(shù)字化的方式，測試管理系統(tǒng)的觀察方式，實時監(jiān)督機(jī)組設(shè)備工作，防止故障發(fā)生找不到原因。第二，借助信息化的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有助于構(gòu)建火力發(fā)電企業(yè)的服務(wù)模式，對火力發(fā)電企業(yè)進(jìn)行保護(hù)，建設(shè)共享、安全和雙向的自然體系。第三，改善電廠遠(yuǎn)程設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)維以及自動化生產(chǎn)，實現(xiàn)信息與數(shù)據(jù)之間的互通，有助于推動“雙碳”目標(biāo)在系統(tǒng)中的建設(shè)。第四，優(yōu)化系統(tǒng)中的軟硬件設(shè)備，開發(fā)關(guān)鍵的核心技術(shù)軟件，積極引進(jìn)數(shù)字化與信息化系統(tǒng)，加強(qiáng)系統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)，有助于節(jié)約資源，高效運(yùn)用可再生資源。例如，將發(fā)電的傳輸距離作出區(qū)分，利用系統(tǒng)中軟件的數(shù)字化以及信息化功能，分析距離，智能選擇發(fā)電方式，推動企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。

五、結(jié)語

綜上所述，“雙碳”目標(biāo)的提出有利于火力發(fā)電行業(yè)的轉(zhuǎn)型，管理企業(yè)的定位功能、可再生資源的消納以及技術(shù)的優(yōu)化等，促使企業(yè)快速實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，促使企業(yè)的轉(zhuǎn)型與技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)而促使火力發(fā)電行業(yè)邁向信息化、數(shù)字化發(fā)展。

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