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位于山东烟台的一台燃煤供暖锅炉。煤炭不仅是工业和居民用电的主要能源,也是区域供暖和工业蒸汽供应不可或缺的基础设施。 图片来源: Cynthia Lee / Alamy

作者:吴迪

今年6月,山东省能源局宣布,全省30万千瓦以下“抽凝机组”,即发电同时抽取蒸汽来供热的小型煤电机组已全部退出。“十四五“(2021年到2025年)期间,山东累计关停“小煤电”,即单机容量小于30万千瓦的煤电机组555台,总装机容量达1751万千瓦,规模为全国之最。

这批小型煤电机组退出后,山东煤电装机中30万千瓦及以上的中大型机组成为绝对主力,且平均每度电的煤耗从2020年的308克降低到295克标准煤以下。也就是说,现在发一亿度电,比2020年少消耗1300吨标准煤。

山东省是中国的工业和人口大省,用能需求庞大,用电量和供热需求均居全国前列。长期以来,煤电在山东承担着多重功能,既是工业生产和居民生活的重要电力来源,也是冬季集中供暖和工业蒸汽供应的重要基础设施。在新能源快速发展的背景下,煤电还在保障电力系统安全稳定运行方面发挥着关键作用。

因此,山东这轮煤电退出并不是简单地“关停”,而是一场围绕煤电功能转型展开的系统性调整。但小煤电退出只是第一步,接下来的问题更复杂:供热缺口怎么补?如何做到供热和发电协同发展?电网不够灵活怎么办?

未来,山东能否在保障供热安全和电力稳定的前提下降低对煤电的依赖,将取决于清洁供热体系建设,“供热和发电”能不能松绑,新能源和储能能不能配合好,以及电价能不能更灵活地引导企业调整用能行为。

山东为煤电退出做了哪些准备?

山东能够率先推动大规模小煤电退出,并不是因为煤电在当地已经不再重要,而是因为近年来当地围绕供电、供热和系统调节功能,逐步建立起一套替代和支撑体系。

首先是新能源的发展加快,让煤电有了减量空间。近年来,山东新能源装机快速增长, “十四五”期间非化石能源装机贡献了全省93%的新增电力装机,目前总规模已突破1.4亿千瓦,约占电力总装机的55%。随着低成本的风电、光伏大规模并网,山东的电源结构正在发生深刻变化。全省新增的用电需求,过去主要依赖煤电,现在更多由清洁电源满足。

其次是清洁供热和长距离输送(简称长输)供热的发展,为热力稳定供应创造条件。在山东,许多小煤电机组长期承担城市供暖和工业供汽功能。如果热源替代不足,即便小煤电机组能效较低、排放较高,也难以真正退出。

近年来,山东持续探索核能供热、长输供热、地热、生物质、工业余热和热泵等多元清洁供热路径。例如,海阳核电站已成为全球最大的热电联产核能基地,向约40万居民清洁供暖,面积达1300万平方米;中国最大的长输供热项目横跨山东三个城市,累计向省会济南输送热量超过1500万吉焦,满足9000多万平方米用户的用热需求。

此外,山东还大力推进煤电机组“三改联动”,即三种技术改造:降低煤耗和二氧化碳排放的“节能降碳改造”,提高机组供热能力和综合能源利用效率的“供热改造”,以及提升负荷调节能力,帮助电网安全稳定运行的“灵活性改造”。“十四五”期间,山东分别完成节能降碳改造、供热改造和灵活性改造2484.5万千瓦、2575.5万千瓦和4925.5万千瓦,三者累计的总规模接近山东在2024年底运行的煤电机组总规模,全面提升了大型煤电机组的综合保障能力。

难题转向哪里?

小煤电退出并不意味着山东煤电转型已经完成。随着低效小煤电机组逐步出清,山东面对的问题正在从“能不能关掉落后机组”,转向“如何在少用煤电的同时保障供热、电力安全和系统灵活性”。对于一个供电、供热需求都很大的省份来说,后续挑战可能比关停本身更复杂。

山东近年来虽然加快推进多元清洁供热,但燃煤供热仍占据重要位置:燃煤供暖占比约85%,供工业蒸汽的比例更是达到95%以上。与电力相比,热力输送(尤其是工业蒸汽)受距离、管网、热损失等因素约束,难以大范围、快速调度,一旦局部热源替代不足,就可能影响居民供暖和工业生产。因此,小煤电退出后,供热系统能否稳定接续,仍是山东煤电转型面临的首要约束。

山东大量煤电机组同时承担发电和供热功能,尤其在冬季采暖期,机组往往需要维持一定的发电输出以保障供热,在电力过剩时也难以有效降低负荷。随着光伏等新能源快速增长,这一矛盾更加突出:午间光伏发电达到顶峰,系统希望煤电让出空间;但供热需求又要求热电机组保持运行。这不仅压缩了新能源消纳空间,也阻碍了煤电向调节性电源的转型步伐。

此外,虽然山东近年来加快推进抽水蓄能和新型储能建设,持续完善不同时段分别计费政策,并推动虚拟电厂常态化运行,但从实际运行看,系统调节压力仍主要由煤电机组承担。山东煤电机组频繁深度调峰、启停调峰甚至轮流停机的现象依然较为普遍。这不仅增加了设备损耗、影响机组运行安全,也推高了供电煤耗。有研究表明,煤电机组在低负荷区间运行时煤耗上升更为明显,也就是说,机组越是被压低功率,单位发电煤耗上升越快,煤电深度调峰的系统成本也越高。

下一步:煤电功能重塑

对山东这样的煤电大省而言,真正的转型不是简单“少建少用煤电”,而是让煤电承担的供热、调峰和保供功能逐步被更清洁、更灵活的资源替代。

小煤电退出后,山东需要继续推动核能供热、长输供热、地热、生物质、工业余热、热泵等多元供热方式,并把各地的供热管网互联互通,用智慧供热系统统一调度。城市更新、工业园区改造和供热管网规划要结合起来,对于热泵、生物质、地热等供热成本较高、商业模式尚不成熟的清洁热源,也需要建立更合理的成本分担和价格疏导机制,避免企业因经济性不足而缺乏投资动力。

另外,应加快推进热电联产机组的热电解耦改造,即降低发电和供热之间的强绑定关系。灵活使用电锅炉、蓄热水罐、熔盐储能等技术,提高机组供热和发电的灵活性,使其在保障供热的同时减少不必要的发电出力。电厂需要结合自身装机、供电和供热特点,因地制宜选择适合的技术和改造方案,提升调节能力。

山东还需要让抽水蓄能、新型储能、工厂和居民错峰用电、电动汽车有序充电、跨区输电等资源真正参与系统调峰,而不是主要依赖煤电。尤其是在中午光伏发电高峰、而晚上迎来用电高峰的这段时间,蓄电池、可调度的用电负荷能不能及时发挥作用,将直接影响煤电机组是否还需要频繁深调、启停甚至轮停。

最后,市场价格信号需要更有效发挥作用。山东需要进一步完善电力买卖市场和补偿机制,减少不必要的行政干预,让电价信号更稳定、更好预判。谁能帮电网调节、谁能留出备用电、谁能配合错峰用电,就可以获得合理的奖励和回报。只有当电价能够更真实地反映新能源波动和系统调节成本,煤电才能真正从“多发电”转向“少发电、保安全、强调节”。

 

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