在全球积极践行 “双碳” 目标的大背景下，燃煤电厂的低碳转型成为能源领域的关键议题。国际能源署(IEA)多个方面数据显示，全球电力行业碳排放占总排放量的近 40%，其中燃煤发电排放又占据电力行业排放的较大比重。因此，燃煤电厂的低碳转型迫在眉睫。转型过程中，灵活改造是提升电厂适应能力、降低碳排放的重要手段，而一些成功转型的案例也为行业提供了宝贵借鉴。
国投北疆电厂作为拥有 4 台在运百万超超临界煤电机组的发电企业，积极做出响应国家号召，深入推动煤电机组节能降碳改造、灵活性改造、供热改造，即 “三改联动”。利用 1 号机组 A 级检修契机，国投北疆完成了一系列重大技改项目。
在灵活性改造方面，对 1 号机组协调控制管理系统进行升级优化，投入研发资金达 5000 万元。经过改造，4 台百万机组均具备 20% 额定负荷深度调峰能力 。在 1 号机深调峰试验中，机组最低深调负荷由 40 万千瓦下探到 20 万千瓦，成功释放出 20 万千瓦的调峰能力，4 台机总调峰能力达 80 万千瓦，可为新能源发电机组提供配套调峰能力。今年截至 11 月底，公司参与深调峰 770 余次，约消纳新能源 3860 万千瓦时，降低二氧化碳排放约 34 万吨，调峰收益成为新的利润增长点，据统计，调峰收益较去年同期增长了 30%。在改造前，机组的平均响应时间为 30 分钟，改造后缩短至 15 分钟，能更快速地应对新能源发电的波动。
通过节能降碳改造，完成燃烧器低氮改造和脱硫提效改造等项目，投入资金 8000 万元。实施全厂 4 台机组空预器能效提升、水塔能效提升等项目，年节约标煤 2.3 万吨，二氧化碳排放降低 6.4 万吨，2024 年碳排放正常履约后，获得 153 万吨的富余碳配额指标，在碳交易市场收获碳资产收益。按照当前碳交易市场均价 50 元 / 吨计算，碳资产收益达 7650 万元。改造前，电厂的供电煤耗为 310 克 / 千瓦时，改造后降至 300 克 / 千瓦时，能源利用效率显著提升。
供热改造方面，供热面积从 700 万平方米提升到 2500 万平方米，累计供热量 3600 万吉焦，机组热效率提高 7% 以上，年节约标煤 8 万吨，CO₂减排 22 万吨 ，还改善了旁边的环境质量。据估算，周边区域空气质量优良天数比例较改造前提升了 10%。供热改造前，电厂的供热损耗率为 15%，改造后降低至 8%，提高了供热的经济效益。
泰州电厂在国家 “双碳” 号召下，获得超长期特别国债资金支持 5 亿元，当地政府给予每度电 0.05 元的补贴。电厂利用资金安装先进的 CCS 设备，成为首个大规模应用碳捕集技术的煤电企业，CCS 设备已稳定运行数年，累计捕集二氧化碳数十万吨。
技术创新上，与多所高校和科研机构合作建立产学研联合实验室，投入研发资金 3000 万元，研发新型燃烧优化技术，提高煤炭燃烧效率，降低碳排放和煤炭消耗，每年节省燃料成本约 500 万元 。在碳捕集方面，采用新型吸附材料，使碳捕集成本降低 30%，经核算，每年可节省碳捕集成本 150 万元。改造前，电厂的煤炭消耗中，高硫煤占比为 30%，改造后，通过优化燃烧技术，高硫煤占比降至 10%，同时，煤炭的综合利用率从 80% 提升至 85%。
电厂还引入智能调度系统和大容量储能设备，投入资金 2 亿元，与周边风电、光伏项目高效耦合，保障区域电力供应稳定，助力新能源消纳。据统计，新能源消纳比例较改造前提升了 20%。在未引入智能调度系统前，电厂每月因电力调配不合理导致的损失约为 50 万元，引入后，这一损失降低至 10 万元以内。
成本管控上，设备改造前做全面技术经济论证，利用大数据分析优化设备正常运行参数，厂用电率降低 12% 。建立煤炭采购大数据平台，与优质供应商签订长期合同，每年节省煤炭采购成本 800 万元 。制定精细化设备维护计划，设备故障率降低 25%，维护费用每年节省 300 万元。市场拓展上，参与电力现货市场和辅助服务市场，每年获得额外收益约 600 万元 ，为周边工业园区提供冷热电三联供服务，每年增加收入达 1000 万元。通过市场拓展，电厂的非电业务收入占总收入的比例从改造前的 10% 提升至 20%。
为加速燃煤电厂低碳转型，国家及地方陆续出台一系列政策，为行业发展提供了有力支撑。2024 年 6 月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027 年)》，明白准确地提出到 2025 年，首批煤电低碳化改造建设项目全部开工，转化应用一批煤电低碳发电技术，相关项目度电碳排放较 2023 年同类煤电机组平均碳排放水平降低 20% 左右，明显低于现役先进煤电机组碳排放水平，为煤电清洁低碳转型探索有益经验 。到 2027 年，煤电低碳发电技术路线进一步拓宽，建造和运行成本显著下降，相关项目度电碳排放较 2023 年同类煤电机组平均碳排放水平降低 50% 左右，接近天然气发电机组碳排放水平，对煤电清洁低碳转型形成较强的引领带动作用。
在资金支持上，发挥政府投资放大带动效应，利用超长期特别国债等资金渠道对合乎条件的煤电低碳化改造建设项目予以支持。泰州电厂就受益于超长期特别国债资金支持 5 亿元，为其安装先进的 CCS 设备等低碳转型举措提供了资金保障。同时，鼓励合乎条件的项目通过发行基础设施领域不动产投资投资基金(REITs)、绿色债券或申请绿色信贷、科学技术创新和技术改造再贷款等渠道融资，吸引各类投资主体参与和支持煤电低碳化改造建设。
这些成功案例和政策举措为其他燃煤电厂提供了多方面的借鉴。在政策争取上，积极申请国家和地方的政策支持与补贴，缓解金钱上的压力。技术创新方面，加强与科研机构合作，研发适合自身的低碳技术，提升能源利用效率，降低碳排放和成本。运营管理上，引入智能系统优化设备正常运行，建立科学的采购和维护机制。市场拓展上，挖掘新的市场需求，参与电力市场交易，提供多元化能源服务。未来，随着更多燃煤电厂探索低碳转型，行业有望在绿色发展道路上不断迈进，为实现 “双碳” 目标贡献力量。据行业预测，到 2030 年，若 80% 的燃煤电厂完成灵活性改造，每年可减少碳排放约 10 亿吨。
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