伴隨著雙碳目標的政策推進，中國作為世界上最大煤炭消費國，是實現全球能源轉型、可持續發展的關鍵。到2020年，中國的煤電裝機總量將達到11億千瓦，超過所有其他國家的總和。并且，中國的大多數燃煤電廠是在過去的十年中投產運行的。因此，與美國和歐盟等地區的陳舊設施相比，中國的現役煤電廠還有很長的使用壽命。但是，為了實現人類共同的氣候目標，我們需要對全球所有——包括中國在內的——燃煤電廠進行迅速的淘汰和深度減排。世界范圍內，燃煤電廠幾十年的平均壽命也將成為歷史。

圖1燃煤電廠光伏風電儲能綠色發展路徑（圖片來自DLR）

煤電相關行業組織提議，在“十四五”能源規劃（2021–2025年）以及2035年基礎建設規劃中，提高中國的煤電裝機上限。國網能源研究院隸屬于國有電力公用事業企業中國國家電網公司，預計到2030年，中國可能需要12億千瓦的煤電裝機，以維持電網的穩定。中國電力企業聯合會是代表中國電力企業的行業協會，建議煤電裝機在2030年達到13億千瓦的峰值。隸屬中國能源建設集團的電力規劃設計總院，則認為煤電裝機到2035年要達到14億千瓦才能滿足電力需求。燃煤電廠如何能夠從灰色走向藍色最終實現綠色發展，本文根據三個階段進行探討燃煤電廠未來之路。

圖2燃煤電廠走向綠色發展的三個階段（摘自網絡）

基于燃煤機組的現實發展，目前還處在灰色一維時代，以機組本身為中心，以實現脫硫脫硝超低排放為目標，隨著近幾年綠色可再生能源，特別是風電光伏裝機比例加大后，基于生態文明建設需要，降低棄風棄光比例的要求。燃煤機組開始悄然改變中，需要拿出渾身解數，利用自身的調節能力，開展電源調峰。目前我國在運煤電機組一般最小出力為45～60%，冬季供熱期僅能低至65～85%。純凝機組靈活性提升主要取決于鍋爐燃燒穩定性以及汽輪機和主要輔機的適應性。目前國內推動試點示范項目通過靈活性改造，最小技術出力可低至30%～35%額定容量，部分機組可以低至20%～25%。熱電聯產機組靈活性提升路線主要包括：大規模熔鹽儲能調峰技術，熱水蓄熱調峰技術，固體電蓄熱鍋爐調峰技術，電極鍋爐調峰技術，切除低壓缸技術，余熱回收供熱技術，主、再蒸汽減溫減壓供熱技術等。改造后，熱電聯產機組最小技術出力達到40%～50%額定容量，部分“熱電解耦”改造最小技術出力可進一步降低。改造后，機組能夠達到現階段環保要求。煤電機組靈活性改造在經濟上具有較好優勢。

圖3燃煤發電廠的20個子系統

目前靈活性改造單位千瓦調峰容量成本約在500元～1500元之間，遠低于抽水蓄能、獨立儲能電站等其它調節手段。由于煤電機組在低負荷運行時，煤耗增加、能效下降，在積極消納風、光、核發電量后，綜合供電煤耗下降、社會整體能效和環保水平提升。另外，機組在低負荷運行時，更大規模的百萬千瓦、60萬千瓦的超（超）臨界機組比60萬、30萬千瓦亞臨界機組能效下降更明顯，應優先考慮30萬千瓦及以下、部分60萬千瓦亞臨界機組進行靈活性改造，并對于此部分機組考慮延長壽命，滿足未來新能源為主體的電力系統調峰供熱需要，整體綜合經濟效益和社會效益更好。

隨著碳達峰碳中和的目標實施，燃煤機組也被無情的推入藍色二維新時代，更需要內生動力跨界應用，特別是思維改變的新業態，重構燃煤機組的定位，增加大規模熔鹽儲能技術，從自身的基礎負荷轉變為輔助負荷的革命轉變。響應習總書記新時代能源四個革命，一個合作的指導思想，落實滿足構建新能源為主體的新型電力體系，實現燃煤電廠的轉型升級高質量發展，維護新型燃煤電廠的新業態長期生存發展需要，以電力供給側與工業消費側融合創新發展。逐步打造新型燃煤電廠的發展需要，通過采用大規模熔鹽儲能調峰技術，十四五到2030年碳達峰前，首先實現非供暖季以深度調峰滿足新能源發展為目標，融合風、光、儲、煤一體化融合發展，以大規模熔鹽儲能技術為中心的多能互補利用，先邁出一大步，實現非供暖季新型燃煤電廠去煤化，以新能源調峰電源為主的綠色發展目標，為進入全面綠色發展階段做好充分的準備。基于未來新增的燃煤機組主要以調峰供熱電源形式為主，當下必須要認真思考新上燃煤機組的規模大小應該禁止再上高參數大機組，而是應該從未來遠期考慮，重點以30-60萬千瓦亞臨界機組為主，才能滿足未來火電深度調峰超低負荷運行綜合經濟性考慮。避免延續過去的高參數大機組慣性思維，而是綜合考慮未來燃煤機組的生存屬性，以靈活深調融入到大比例新能源為主的新型電力體系中，發揮燃煤機組內生新動力，跨界新應用的堅強支撐力量。

圖4燃煤電廠熔鹽儲能多能互補初級階段（圖片轉自中南電力設計院）

暢想碳達峰后的燃煤電廠，如何從延長壽命階段到永續長期與新能源為主體的電力系統中共存。勢必跨進綠色三維時代，在通過非供暖季去煤化后的發展時期后，完全進入新型燃煤電廠的無煤化再電氣化時代，通過構建強大的儲能體系，實現以新型燃煤電廠為基礎的數字新能源應用平臺。燃煤電廠再電氣化是指在傳統電氣化的基礎上，充分利用新能源、新材料和信息技術，進一步拓展電能的利用范圍和規模，新型燃煤電廠完全替代煤炭等終端化石能源消費，推動全社會電氣化水平再度躍升，并促進清潔能源大規模開發利用，最終實現以清潔能源為主導、以電為中心的高度電氣化社會的過程。再電氣化根植于燃煤電廠加速清潔低碳轉型、積極應對氣候變化的進程之中，與以往傳統工業化時期的電氣化進程有本質區別。清潔低碳電氣化，從能源生產環節來看，傳統電氣化主要依靠煤炭、天然氣等化石能源發電來保障電力供應，而再電氣化則伴隨著風能、太陽能等新能源的大規模開發和利用，體現為清潔能源對化石能源的替代和發電能源占一次能源消費比重的提升。新型燃煤再電氣化工廠，是以現有電廠為基礎，通過綠色轉型升級發展的變化，逐步成為以新能源儲能為主的新型源網荷儲一體化中心，屬于未來創新性可再生能源數字互聯網中心，為實現燃煤電廠自身永續生存的發展路徑，完全脫胎換骨為無煤化的綜合能源服務中心。未來新型燃煤電廠基于大規模熔鹽儲能應用，采用光熱、光伏、風電、熱泵+X等多能互補技術，實現冷、熱、電三聯供的綜合能源服務中心。

圖5燃煤電廠大規模熔鹽儲能綠色再電氣化新階段

熔鹽儲能技術來源于成熟的光熱發電應用領域，我司通過技術創新、產業融合、產業鏈整合，開展設計適用于燃煤電廠深度調峰、工業蒸汽供熱、清潔供暖領域新技術應用，滿足工業園區綠色制造低碳發展需要。儲能是支撐新型電力系統的重要技術和基礎裝備，對推動能源綠色轉型、應對極端事件、保障能源安全、促進能源高質量發展、實現碳達峰碳中和具有重要意義。熔鹽儲能技術蒸汽系統主要由熔鹽材料、熔鹽儲罐、熔鹽泵、電加熱器、換熱器、除氧器、控制系統和各種水泵以及管道閥門等組成。熔鹽儲能系統采用冷熱熔鹽雙罐設計，根據不同的運行模式，通過改變熔融鹽的流向，來決定系統是儲熱還是放熱。

燃煤電廠的加速綠色升級轉型，需要充分利用好現價段新能源高速增長的發展時期，充分利用好風電光伏新增儲能比例的政策機遇，充分利用好電力輔助服務市場及電力現貨交易的政策轉變期，實現新業態內生動力和跨界應用，從電源供應商逐步向多能互補到再電氣化的方向發展。燃煤電廠一路能夠伴隨著新能源的快速發展，從電力體系的主導者逐步轉變為輔助者，到未來的服務者的不同時代角色轉變。大規模熔鹽儲能技術充分發揮自身的高安全、大容量、低成本、易回收諸多優勢，助力燃煤電廠從灰色踏入藍色，奔向綠色新業態發展提供規模化儲能支撐，共同為燃煤電廠實現深度調峰和機組延壽貢獻力量。

山西常晟新能源科技充分利用在光熱發電領域大規模熔鹽儲能技術優勢，通過內生動力和跨界應用的創新思維，在原有熔鹽核心材料生產制造優勢基礎上，聯合國內外熔鹽儲能技術專家團隊，開發具有獨立自主知識產權的新型熔鹽儲能技術優勢，攻克熔鹽儲能技術的化鹽、防凝、儲存諸多技術難題，采用增設新型熔鹽儲能化鹽系統、防凝、儲存技術等多重創新優化，實現熔鹽儲能技術在燃煤機組深度調峰，工業蒸汽應用領域的核心優勢。

注：本文由山西常晟新能源科技王工（13810518839）供稿，愿攜手大家一起推動燃煤電廠的深度調峰與機組延壽的項目合作推動。