“雙碳”目標下火力發電行業轉型發展研究

方力

摘要：“雙碳”目標改善火力發電行業的發展現狀，幫助企業實現綠色低碳轉型，本文根據“雙碳”目標的概念提出對能源轉型的各種影響，闡述火力發電行業轉型的重要性，并以“雙碳”目標為背景分析火力發電企業中存在的問題，提出相應的低碳轉型措施，促使火力發電行業的長遠發展。

關鍵詞：“雙碳 ”目標；火力發電；轉型發展

為發揮火力發電企業機組的靈活性能，對各個區域進行供暖工作，鄭州市裕中電廠對本地區的能源消耗、熱力供應等進行了一定程度的研究，通過低壓缸零出力的工作方式開發電力及節約資源，促使企業開展綠色低碳轉型。

一、“雙碳”目標的概念

我國在第75屆聯合國大會上公開提出“雙碳”目標，主要指：第一，在2030年之前實現“碳達峰”，促使碳的排放量達到峰值后不再生長；第二，在2060年之前實現“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。碳中和的概念可以促進實施綠色的低碳轉型操作，關鍵內容是碳減排以及負碳技術的實施。碳減排可以從多角度解讀，例如，政策的實施、先進的技術以及國際的合作等，主要的管控過程對企業、政府以及市場等所承擔的相應責任與義務都有影響，以能源的安全性以及改革制度為主體，有效利用法律法規解決管控的各種問題。完善地方性法律法規以及相關技術等，有助于降低社會中碳減排的程度。不斷提升科學技術水平，在節能技術與設備的使用中有效管理，實施信息化與技術的結合，支撐科學進步的發展。針對負碳技術的使用，可以采用二氧化碳捕獲、封存等過程進行管理，以此有效減少活動產生的二氧化碳。

二、大力發展火力發電行業轉型的重要性

根據研究的數據分析得知，煤炭是影響碳排放強度的較大因素，2018年，我國火力發電行業產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，風光水火互補項目的棄風率控制在5%以內，棄光率達到3 %左右。“碳中和”的關鍵作用是替代碳能源的燃料，電力技術能在更快的時間內達到碳減排的峰值。電力行業重點關注二氧化碳的排放量，積極推動火力發電行業的轉型，使企業更好得履行責任與義務。

2017年，鄭州市實施電力行業減排的方案，要求裕中電廠削減燃煤量達到45萬t，向整個鄭州市供暖，減少使用燃煤的噸數以達到綠色低碳轉型、改善環境質量、降低化學燃料成本的目的。重點實施“西熱東送”的項目，充分發揮鄭州市的資源優勢，優化大型發電設備以及技術，提高能源的可利用率，進而解決民生基本保障，增加建筑的供暖范圍，促進火力發電行業的發展。

三、“雙碳”目標對于能源轉型的影響

（一）調整能源結構

目前，世界能源結構正在發生巨大變化，根據能源統計信息，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，我國火力發電行業處于領先地位，逐漸調整能源結構，提高未來能源結構重塑的效果，有助于我國綠色低碳轉型。

（二）補充短缺能源

根據鄭州市熱力總公司的調度方案，2015～2016年采用裕中電廠的供熱區域為準，將綜合的供熱能力達到510MW，使供熱面積在1.1千萬m2的范圍，受“雙碳”目標的影響，需要補充短缺能源，開發可再生資源，促使我國達到減排效果，推動企業轉型發展。

（三）促進能源的消納

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任，約束市場中消納行為，推動節能減排。其次，從消納技術方面看，采用各種高壓技術為其他區域提供能源，有效解決能源分布不均的問題，靈活改造火力發電企業，建設儲能區域，解決電力供應不足的問題，實施一體化的消納模式。

（四）能源信息化與技術發展

“雙碳”目標的信息化與技術的結合會影響能源企業的發展，主要體現在發電的信息安全維護、智能的微電網以及系統中安全的預測功能等方面，影響能源的開發、輸送和使用等過程。虛擬現實、邊緣計算等新興技術都在能源轉型方面起到巨大作用。

四、確定“雙碳”目標以實現火力發電行業的低碳轉型

（一）火力發電企業存在的問題

1.火力發電企業的定位功能不發達

根據鄭州市熱力總公司的區域劃分制度，將鄭州市的部分區域劃分到裕中電廠，其中包括二七新區、管城新區、航空港區以及電廠周邊的一些用戶等，如果大部分區域的電能同時使用，會出現電網的波動性以及間歇性現象，而由于火力發電企業的定位功能不發達，導致不能快速發現引起問題的原因，同時，在火電機組設備中的調度以及管理等過程不能得以良好控制，不但會影響電網的穩定性，還會影響火力發電企業的轉型工作。

2.消納的可再生資源短缺

在“雙碳”目標的背景下，火力發電企業對可再生資源的設備和投入都會大幅增加，根據各地的資源優勢以及經濟水平的差異，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綠色低碳轉型，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以及不斷發展，火力發電企業會面臨巨大的經濟壓力，在燃料成本、生產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，所準備的輔助資源和機組設備等都是固定成本，機組的開啟暫停費用與企業空置時間的費用根據實際情況決定。在技術方面，投入與開發會產生成本問題，出現資源浪費等現象。

4.數字化與信息化不完善

火力發電企業尚未將分布式的發電技術與儲能技術等與智能化、信息化、數字化相結合，再加上數字化的技術不完善，會影響電力設備的制造與運行等過程，導致服務產品和服務模式不能達到理想效果，同時影響部分地區的供熱效果。

（二）火力發電企業低碳轉型的措施

1.加強火力發電企業的定位功能

明確發展火力發電企業的定位目標，利用高端的機組設備，建立合理的識別方式，判斷實時的機組運行配置。針對不同區域的實施方案和人員的安全問題，火力發電企業應優化定位功能，提高電力設備的利用效率和預測風力電力的效果。在各種設備和系統中，完善定位功能，以確保工作人員的安全以及用戶電量的穩定性。研究低壓缸設備定位系統，可以有效突破傳統的供暖行為，實現機組中低壓缸零出力的運行方式。

例如，在機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，發電的功率為168. 8 MW，如果在此過程中出現故障，低壓缸的排氣范圍會變小，發電的功率也逐漸停止，系統中無法顯示具體的故障原因，影響維修的進度。而安裝定位功能后，如果低壓缸出現故障，會在系統中出現紅色的標識或維修的符號，不但可以節約維修時間，還便于工作人員實時觀察設備，促進火力發電企業快速轉型。在“雙碳”目標的背景下，火力發電企業的定位功能需要不斷優化，便于工作人員實時觀察工作過程中的情況，更好的應對各種突發事件，促進企業管理。

2.增加可再生資源的消納

可再生資源在技術上分為兩點：第一，集中式的風光發電。利用自然的資源產生電力，但這種方式在資源與負荷上受約束，我國可再生資源的消納結構不穩定，容易出現電網不協調的情況，可以采用高壓電網為主網，通過長距離的傳輸功能供給資源，進而優化火力發電的能源配置。第二，分布式風光發電。這種發電方式采取就近消納，常見的技術有直接就近消納或綜合能源服務等，使電網充分展現靈活性能以及電量存儲能力，還可以利用各種技術與手段管理微電網，通過相互結合輔助市場的服務工作。例如，低壓缸正常運行時的抽氣量不斷增加，其中的流速遠遠超過方案的標準要求，可以增加可再生資源的開發，采用集中式的風光發電，降低低壓缸的流速，在長距離上達到最佳的供給電量，降低可再生資源的消納能力；如果是近距離傳送電量的區域，可以采用分布式的風光發電，實施就近發電，以最快的速度將電量分發到每個用戶。

3.控制成本的資源

火力發電企業經常引用大比例的成本在經營中，自發燃料的成本很大，而影響自發燃料的成本有眾多因素，例如，燃料價格、開發燃料消耗的勞動力、搬運燃料消耗的運輸等。要想節約經營成本，需要進行有效控制，實施一體化的煤電發展，創建煤電一體的產業鏈，在形成燃料以及供給電量的過程中，對火力發電企業進行轉型，落實“雙碳”目標，從根本上節約經營成本。成本與環境因素、機組的設備以及油耗成本等息息相關，加強調度的積極性，并優化機組中的設備，使設備在較長時間的風化下還可以正常使用，進而降低服務成本，有效控制投入的資源。合理采用優化的算法，以火力發電企業的發電標準建立成本的構造模型，結合信息系統的智能化與數字化，管理分析出的結果，對成本控制以及生產經營制作出動態化管理方案，可以有效提高企業管理效率，進而實現綠色低碳的轉型方式。

4.完善數字化與信息化的發展

為推動火力發電行業在網絡時代中標準的應用，第一，應積極引進數字化與信息化的體系，實現發電的安全性、低碳性以及靈活性，在發電信息和傳輸電力的方式上提供便捷，有效檢測和巡查發電信息。構建發電的管理系統，落實數字化的方式，測試管理系統的觀察方式，實時監督機組設備工作，防止故障發生找不到原因。第二，借助信息化的互聯網技術，有助于構建火力發電企業的服務模式，對火力發電企業進行保護，建設共享、安全和雙向的自然體系。第三，改善電廠遠程設計、標準運維以及自動化生產，實現信息與數據之間的互通，有助于推動“雙碳”目標在系統中的建設。第四，優化系統中的軟硬件設備，開發關鍵的核心技術軟件，積極引進數字化與信息化系統，加強系統的設備維護，有助于節約資源，高效運用可再生資源。例如，將發電的傳輸距離作出區分，利用系統中軟件的數字化以及信息化功能，分析距離，智能選擇發電方式，推動企業低碳轉型。

五、結語

綜上所述，“雙碳”目標的提出有利于火力發電行業的轉型，管理企業的定位功能、可再生資源的消納以及技術的優化等，促使企業快速實現綠色低碳轉型，促使企業的轉型與技術相結合，進而促使火力發電行業邁向信息化、數字化發展。

參考文獻：

[1]蘇紅鄉，王婷婷.雙碳背景下大型火力發電廠轉型發展探索——以山東某電廠為例[J].區域供熱，2022（04）：143-147+153.

[2]張全斌，周瓊芳.“雙碳”目標下中國能源CO2減排路徑研究[J].中國國土資源經濟，2022，35（04）：22-30.

[3]白小靜.“雙碳”目標下內蒙古能源供給結構優化研究[D].呼和浩特：內蒙古師范大學，2022.

[4]智佳佳，曠賢啟.“雙碳”目標下火力發電行業轉型發

展路徑分析[J].山東電力高等專科學校學報，2021，24（06）：40-43.

[5]趙兵，景杰.“碳達峰、碳中和”目標下火力發電行業的轉型與發展[J].節能與環保，2021（05）：32-33.