助力我国能源转型 加快构建新一代煤电体系
怀柔实验室灵活燃煤发电团队副总师 徐进良
为深入贯彻党中央、国务院有关决策部署，落实《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》有关要求，夯实煤电兜底保障作用，积极推进煤电转型升级，国家发展和改革委员会、国家能源局制定了《新一代煤电升级专项行动实施方案（2025—2027年）》，以下简称《实施方案》，全面提出了推进新一代煤电体系建设的要求及实施途径，对于实现能源转型、构建新型电力系统具有重要意义。新一代煤电转型升级需要强化以下三个方面的认识：
一、 认识新一代煤电在构建新型电力系统中的重要作用
持续提高新能源并网比例、推进新型电力系统建设，是减少二氧化碳排放的主要途径。到2023年3月底，我国非化石能源发电装机占总装机容量首次突破50%，风电和太阳能发电量占比从2012年的2.1%提升至2022年的13.4%。非化石能源消费量占一次能源消费比重从2012年的9.7%稳步提高至2022年的17.5%。新能源具有波动性、间隙性、随机性，为应对新能源大比例接入带来的挑战，需要提高煤电灵活性，也需进行新能源和储能的协同发展。间歇和不稳定的新能源可由大容量长时储能消纳，储能系统的建设受到地质条件（压缩空气储能、抽水蓄能）、气候条件、安全性等多因素制约，在没有煤电协助的条件下，没有哪种储能能够解决新能源消纳问题。燃气轮机机组灵活性好，对于天然气资源丰富的国家，燃气轮机发电非常适合消纳新能源。然而，我国基本国情是“富煤贫油少气”，煤电角色需从提供基本电力转变到灵活性电源支撑。《实施方案》指出对煤电机组升级改造、升级新建煤电机组指标体系、研发新一代煤电技术，对于认识新一代煤电在构建新型电力系统中的作用，具有重要意义。
二、 探索优化的新一代煤电指标体系
经过多年发展，我国超超临界煤电技术等已处于国际领先水平，煤电机组以额定出力作为设计工况，煤电具有一套完整的指标体系。在煤电作为灵活性支撑电源的需求下，现有的煤电指标体系已不能满足要求。《实施方案》从机组调峰负荷范围、变负荷速率、启停调峰、宽负荷高效、安全可靠、清洁降碳、智能运行等七个方面，提出了完善煤电技术指标体系，对煤电机组改造升级及新建机组提出了指导性意见，代表了我国煤电机组今后的发展方向。应该看到，新一代煤电技术指标还需继续完善。煤电、新能源发电和电网构成巨型复杂系统，需耦合电网负荷需求及安全稳定性、新能源出力特性、煤电出力特性，在煤电灵活性、安全性、经济性、碳排放特性等多目标约束条件下，探索出优化的煤电技术指标体系，以指导新一代煤电技术的研发和推广应用。
三、 加快新一代煤电关键技术的研发和示范
煤电机组大热惯性限制了灵活性水平的发挥，《实施方案》建议，除了对现役机组进行升级改造外，还需研发煤电新技术。煤电灵活性提升对机组安全性和效率提出了挑战，新场景的运行需求对煤电技术提出了不同要求，现有相关技术与装备制约了煤电向“灵活调节”的进一步发展。煤电技术需在以下方向上进行研发：首先，研究煤电机组偏离设计工况、变工况以及低负荷运行等全工况、全流程煤电机组特性，重塑煤电流程工艺，研发面向锅炉灵活运行的燃烧、汽水及辅机关键技术及装备，研究宽负荷高效汽轮机热力系统及通流技术，开发宽负荷高效叶型及低压长叶片，研制低寿命损耗的汽轮机关键高温部件等，开发煤电机组运行状态智能感知、智能运维、多目标全程自动控制等关键技术，重视迅速发展的人工智能技术在新一代煤电上的应用，提升煤电机组智能运行技术水平。其次，突破煤电机组灵活性不足的局限性，研发耦合储能（例如熔盐储能、飞轮储能）的新一代煤电技术，开发储能系统关键技术及装备，研发煤电与储能的耦合集成新工艺、新模式。开发煤电与其他能源集成的多能源互补发电技术，充分发挥煤电和其他能源的优势，提高互补发电机组的经济性并提升煤电机组整体灵活性水平。最后，突破现有煤电技术的局限性，开发新工质/新循环发电技术，实现煤电技术体系的重构。集中攻关一批具有规模化推广潜力的新材料、新技术、新装备，加快新一代煤电技术的升级换代，推进先进煤电技术的示范工程建设及实际应用。
《实施方案》提出要完善新一代煤电政策，包括加大改造建设支持力度，加强新一代煤电规划建设力度等，特别在统筹优化机组运行调度及发挥市场机制作用等方面，为新一代煤电技术的推广应用，科学合理地用好各类调节资源，起到积极的推动作用。结合加强组织实施的建议，《实施方案》的发布及实施，必将为加快推进我国新型电力系统建设发挥积极的作用。
原标题：怀柔实验室灵活燃煤发电团队副总师徐进良：助力我国能源转型 加快构建新一代煤电体系
