中能观察｜绿色转型需要更多技术创新

来源：中国电力报 时间：2025-09-23 16:32

——第十八届热电行业发展论坛观察

中国能源新闻网记者 张玉坤

　　“从总量、结构和布局三个角度，研究火电减污降碳协同的实现路径。”“传统的热电解耦仅仅是把热、电生产强行拆开，而未能在原有系统内实现效率优化和能量协同。”“通过配置工业供汽等多汽源路径、构建热电解耦型工业供汽系统，是实现供热保障、提升系统热经济性、增强调峰能力的必要选择。”9月11日，在山东济宁召开的第十八届热电行业发展论坛上，热电行业未来发展方向引发热烈讨论。

　　“双碳”背景下热电产业的角色转型、发展与未来趋势，以及现代能源体系及新型电力系统构建中的热电发展成为行业关注的重点。与会专家普遍认为，应探索减污降碳协同增效新路径新模式，从技术研发等角度多方发力，提升供热系统运行经济性和灵活性。

　　实现减污降碳深度协同

　　根据国家发展改革委、国家统计局公布的数据，2024年，能耗强度同比下降3.8%，“十四五”前四年，我国能耗强度累计降低11.6%。碳强度方面，2024年比上年下降3.4%，距离18%的约束性指标还有较大差距，降碳目标面临较大压力。

　　中国科学院科技战略咨询研究院可持续发展研究所学术所长、研究员王溥指出，“双碳”背景下减污降碳协同实现路径，应采用整体协同方案，以总量、结构、布局的优化组合实现减污降碳协同。设定总量目标，通过控制火电装机总量、火电发电总量实现碳排放与污染物排放总量的达峰与下降。调整技术结构，在电力部门，通过分区域、分时段有序降低火电比例，增加可再生能源发电技术的比例，实现减污降碳的协同。优化区域布局，利用高精度的协同效益分布数据，准确反映火电站温室气体与空气污染物排放的边际社会成本。

　　王溥表示，采用碳污空间协同效益定量评估模型，高精度协同效益分布，有效解决空间异质性问题，使协同效益评估精度由国家、区域级提高到具体电站级别。通过区位协同效益概念，将碳排放与空气污染的经济影响整合为一个统一指标，为电力部门分地区、分时段有序减煤提供参考。由于全国人口密度及经济发展状况的不均衡，不同省份基于健康收益的碳价格相差极大，在全国碳市场中纳入空气污染成本，形成差异化的碳定价机制，以更准确的价格信息促进减煤与能源结构转型。

　　山东省环科院股份有限公司总经理王文刚建议，引入绿色电力实施碳抵消，作为负荷方参与绿电直连，或通过绿电交易提升绿电使用比例，配套建设新型储能，实现新能源电力的高效利用与稳定输出。

　　王溥认为，当前火电部门面临安全保供与减污降碳的双重压力，亟须建立新思路，从系统灵活性改造、电力市场改革、区域互联互通、需求侧响应和突破性技术研发等角度多方发力，实现减污降碳深度协同。

　　构建节能型热电解耦技术路线

　　在当前能源结构的大背景下，以风电、光伏为代表的可再生能源大规模并网，其出力的间歇性与波动性使得电网对传统燃煤火电机组的调峰需求日益增长。这要求火电机组从过去稳定的基荷运行模式转变为需要频繁启停、深度调峰的灵活运行模式。这种转变使得传统的火电机组运行策略面临前所未有的挑战。

　　山东大学核科学与能源动力学院教授孙奉仲表示，机组被迫在长期远离设计点的低负荷工况下运行，这不仅显著降低了热效率，更引发了一系列严重影响设备安全性和可靠性的问题。电网对火电机组的需求已从传统的基荷运行转变为灵活调峰和深度调峰，这使得机组的运行工况大幅偏离其设计点，引发了一系列新的技术、安全与经济问题。长期存在的机组内部能量损失问题，如锅炉损失、汽轮机节流损失、气动损失、在灵活运行的新范式下被显著放大，成为制约机组安全与经济性的主要症结。热电联产机组与供电之间的热电解耦难题，构成了当前领域内最棘手和最紧迫的热点与难点。

　　国舜集团研究院院长管闯建议，应采用热电全局协调控制策略，在热电系统内保证各级母管的压力与平衡，以各级蒸汽母管的安全边界为约束，通过调整汽机（双减）阀门实时开度，改变主、供汽母管之间的蒸汽流量。以热生产与终端消费的蒸汽负荷平衡为目标，通过调整锅炉实时给煤量，改变蒸汽供给量，使场内蒸汽生成量随终端负荷波动而及时调整。考虑源侧设备出力范围、系统蓄热、升降负荷速率约束等运行特性和管网的传输能力，制定有效的供汽路径和锅炉出力规划，提升供热系统运行经济性和灵活性。

　　王文刚认为，当机组深度调峰时，进入汽轮机的蒸汽总量减少，可用于抽汽供热的蒸汽量也会急剧下降，直接威胁到供热安全和稳定。在低负荷工况下，由于燃料与空气混合不均匀、燃料速度不稳定等因素，锅炉燃烧稳定性较差。频繁的负荷波动还会使设备磨损加剧，缩短设备使用寿命。同时还伴随低温腐蚀、热疲劳损伤等问题。为适应新的调峰电源角色，传统热电企业迫切需要在低负荷稳燃、高效锅炉等关键技术方面取得突破。

　　在孙奉仲看来，要在深度调峰中兼顾电网调频与稳定供热，需要以系统化重构（供汽/抽汽路径、给水温度提升、非节流调压与调流）替代憋压与节流，必须实现热电解耦。最好的热电解耦方式应是在既有系统内部优化热、电能量路径，实现协同调控，而不是简单分开生产。

　　孙奉仲建议，采用多级能量梯级利用，构建节能型热电解耦技术路线，合理利用裕汽、旁路蒸汽、热泵和背压机，提高机组的经济性和调峰能力，通过精细化调控各级热能，提高能源利用效率，实现高效解耦。最终目标是使机组能够在低电负荷下安全、稳定、高效运行，同时满足工业供汽和采暖供热需求。

责任编辑：闫弘旭