煤电苦!“既要马儿跑,又要马儿不吃草”
华电丰盛汕头电厂2×660MW " 上大压小 " 新建项目1号机组进入168小时满负荷试运行
华润西江2×660MW燃煤发电项目1号机组汽轮机冲转一次成功
31%、25%、20%、15%、10%……近期煤电机组深调出力下限(最低负荷率)不断刷新纪录,煤电机组甚至“熄火”停运,频繁启停,业内不禁惊呼“太卷”。煤电机组损伤寿命、增加煤耗调峰,囿于价格补偿机制不畅,煤电机组陷入“既要马儿跑,又要马儿不吃草”的窘境。
电不能大规模储存,电能生产和供应、使用同时完成。新能源发电多时,需要煤电让路;阴天无风时,需要煤电顶峰发电,煤电改变出力以适应负荷上下变化被成为“调峰”。假设一台100万千瓦的煤电机组,在某一时刻每小时发电量从100万千瓦降至20万千瓦,那么这时机组负荷为20万千瓦、调峰能力是80万千瓦,即负荷率为20%、调峰深度为80%。
随着波动性、随机性、间歇性新能源大规模并网,煤电调峰负荷率越来越低。上述屡破纪录的调峰深度远远低于《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》(发改运行〔2021〕1519号)所规定的新建、现役机组“纯凝工况调峰最小发电出力达到35%额定负荷”的目标。甚至,启停调峰越来越频繁,若煤电启停调峰5小时,即煤电=停运1小时,其余4小时用于开机恢复。
援引自电联新媒4月7日华世平撰文报道,东部地区某省份近两年来燃煤机组年平均启动次数由2020年的5次左右,提高到了2022年的近14次。2023年一季度,市场化煤机的启动次数就多达550次,其中包括约130次的机组日内启停。
“当前启停次数已是史无前例。而随着新能源渗透率进一步提升,煤机每年超十几次的启停预计未来会成为常态。”华世平指出,“相较国外深调机组,国内机组的条件较差,任务更严峻。”
深调和启停都是有代价的,常被业内人士戏称为“血酬”。
“具体而言,深度调峰和频繁启停需要机组频繁快速变负荷,易产生发电机及主管道性能劣化、锅炉受热面裂纹、锅炉炉膛应力变形、汽轮机被腐蚀等,造成发电机组主设备故障,有的问题还可能进一步影响到其它设备。”发电企业锅炉技术工作人员告诉笔者。
笔者实地走访过程中了解到,目前煤电机组维修时间和强度都大幅提高。长此以往,会对机组寿命产生影响,降低机组实际可运行年限。同时,煤电机组深调和频繁启停煤粉不完全燃烧,增大环保风险。
据国网浙江电科院张宝在微信公众号“汽机监督”的研究测算,热力系统与运行边界条件不发生重大变化时,1000MW超超临界湿冷煤电机组深调负荷从40%降到20%时,供电煤耗上升约了46克/千瓦时,为367-385g/千瓦时。
然而,煤电机组深调和频繁启停的经济账一直算不过来。据笔者了解,当前发电企业的深调收益多数为发电企业内部分摊,即暂未深调的机组掏钱补贴深调机组,换言之,火电企业为整个系统买单。以东北地区为例,部分火电厂实际支付的度电费用有可能占其电价的40%-50%,与国际上仅占 3%-6%以下比例相差太大。
更为得不偿失的是,东北某地区经测算,30万火电机组参与系统调谷,15万风电机组低谷时段发电4小时,火电机组需要补偿成本为120万元,而多消纳风电产生的经济效益仅30万元左右,这些成本全部要煤电机组兜底。
延伸阅读:煤电正面临“囚徒困境”