審視當下電力版圖，一個不容置疑的事實是：煤電依然是保障我國電力供應(yīng)安全最堅實可靠的基石。盡管風光等新能源裝機呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，其總裝機占比已超越煤電，但在發(fā)電量的貢獻、關(guān)鍵時段的頂峰保供，以及為系統(tǒng)提供靈活調(diào)節(jié)能力方面，煤電的作用在短期內(nèi)依然難以被替代。近年來，業(yè)內(nèi)常說“煤電以不足50%的裝機，貢獻了60%的電量、提供了70%的頂峰能力、承擔了80%的調(diào)節(jié)任務(wù)”，雖非精確統(tǒng)計，卻形象地刻畫出煤電在新型電力系統(tǒng)初級階段不可或缺的“基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性”雙重角色。這一角色定位，近期已被國家層面密集出臺的一系列重磅政策文件反復(fù)確認和強化。實際上，根據(jù)國家能源局發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，截至2025年5月底，包含燃氣發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電在內(nèi)的火電裝機已降至發(fā)電總裝機的40.4%，而太陽能發(fā)電裝機已飆升到10.84億千瓦，煤電裝機占比顯然已低于40%，但調(diào)節(jié)任務(wù)卻有增無減。
煤電行業(yè)正面臨深刻的轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)依靠汽輪機通流改造、機組參數(shù)提升、增加回熱與供熱等“三板斧”的效率提升模式已進入邊際效益遞減階段，技術(shù)改進空間日益受限。雖然700攝氏度機組、非水工質(zhì)機組等前沿技術(shù)持續(xù)探索，但受成本、技術(shù)成熟度和安全邊界制約，短期內(nèi)難以成為行業(yè)轉(zhuǎn)型的普適方案。與此同時，煤電運行環(huán)境日趨復(fù)雜——隨著新能源裝機占比快速提升，電力系統(tǒng)負荷率持續(xù)走低，導(dǎo)致煤電機組頻繁深度調(diào)峰成為常態(tài)。這一變化直接反映在能效指標上：2023年，全國火電機組供電煤耗同比上升0.87克/千瓦時(部分省份增幅超10克/千瓦時)，據(jù)《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告(2024)》顯示，這是多年來首次出現(xiàn)的煤耗回升現(xiàn)象，其中機組在20%～40%額定出力的低負荷區(qū)間運行時，效率惡化問題尤為突出。
更為關(guān)鍵的是，煤電行業(yè)在履行節(jié)能減排和保供穩(wěn)價社會責任的同時，正面臨日益嚴格的監(jiān)管考核體系。從市場環(huán)境看，隨著電力市場化改革不斷深化和電力現(xiàn)貨市場范圍的擴大，煤電在電能量市場面臨新能源發(fā)電的成本競爭，同時抽水蓄能和新型儲能快速發(fā)展，正在擠占煤電在調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)市場的空間，使其通過市場獲取合理收益的難度顯著增加。從政策層面看，2024年實施的容量電價機制雖然通過固定成本補償體現(xiàn)了煤電的系統(tǒng)價值，但配套的考核制度較“兩個細則”更為嚴格，特別是隨機抽測最大出力的不可預(yù)見性，對電廠的設(shè)備可靠性、運行精細化管理及應(yīng)急響應(yīng)能力形成重大考驗。此外，在保供壓力下，部分地區(qū)對入爐煤質(zhì)設(shè)定發(fā)熱量不低于5000大卡等硬性要求，雖降低了煤質(zhì)導(dǎo)致的非停風險，但也推高了燃料成本，增加了生產(chǎn)組織難度。
直面挑戰(zhàn)：多重剛性約束下的生存與發(fā)展困境
新一代煤電的轉(zhuǎn)型之路，絕非坦途，而是深陷于多重剛性約束交織的復(fù)雜困境，集中體現(xiàn)為以下三個“既要又要”的核心矛盾：既要剛性減碳，又要絕對保障能源供應(yīng)安全;既要提供極致的系統(tǒng)靈活性，又要承受轉(zhuǎn)型帶來的沉重經(jīng)濟負擔;既要適應(yīng)并滿足嚴格的監(jiān)管新機制，又要牢牢守住安全生產(chǎn)的底線。
國家發(fā)改委在《煤電低碳化改造建設(shè)行動方案(2024～2027年)》中要求：到2027年，試點煤電項目的度電碳排放需較2023年同類機組平均水平降低50%左右。然而，傳統(tǒng)依靠提升發(fā)電效率的減排路徑已接近物理極限，邊際成本劇增，難以支撐如此大幅度的減碳要求。與此同時，我國以煤為主的資源稟賦和能源安全自主可控的戰(zhàn)略要求沒有改變。新能源發(fā)電固有的間歇性、波動性和反調(diào)峰特性，使其在現(xiàn)有技術(shù)條件下，短期內(nèi)難以獨立承擔保障電力持續(xù)可靠供應(yīng)的重任。尤其在極端天氣頻發(fā)、長周期能源短缺風險猶存的背景下，煤電作為電力供應(yīng)的“壓艙石”和應(yīng)對極端情況“最后防線”的作用無可替代。如何在確保能源供應(yīng)安全這一絕對優(yōu)先級的前提下，實現(xiàn)煤電自身的深度減碳，成為擺在整個行業(yè)面前的首要難題。
新型電力系統(tǒng)的顯著特征是高比例新能源接入，這對系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力提出了更高要求。在此背景下，煤電正從主力發(fā)電電源向主力調(diào)節(jié)電源轉(zhuǎn)變，需要具備以下關(guān)鍵能力：一是寬幅調(diào)峰能力，純凝工況下技術(shù)出力下限需從當前的35%額定負荷進一步降至15%;二是快速響應(yīng)能力，有功功率調(diào)節(jié)速率需達到每分鐘3%～4%的國際先進水平;三是熱電解耦能力，顯著降低機組最小電出力;四是快速啟停能力，部分機組需實現(xiàn)日內(nèi)啟停調(diào)峰。然而，這種“極致靈活性”的追求伴隨著顯著的經(jīng)濟代價：首先，運行效率方面，深度調(diào)峰導(dǎo)致供電煤耗急劇上升，1000兆瓦機組在20%負荷時煤耗增幅可達90克/千瓦時;其次，設(shè)備損耗方面，頻繁啟停不僅增加燃料和廠用電消耗，還加速關(guān)鍵設(shè)備老化;再次，改造成本方面，燃燒器優(yōu)化、制粉系統(tǒng)改造、部件電加熱及電源側(cè)儲能配置等靈活性改造需巨額投資。當前政策環(huán)境下，容量電價僅能補償固定成本，而新增的變動成本、改造成本及效率損失成本缺乏有效疏導(dǎo)機制。這一成本困局如同“達摩克利斯之劍”，直接威脅煤電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，亟需建立合理的市場化補償機制。
近年來，燃煤電廠在多重壓力下面臨前所未有的安全生產(chǎn)挑戰(zhàn)。在政策層面，容量考核和電力保供責任帶來嚴格的監(jiān)管要求;在運行環(huán)境方面，新能源高比例并網(wǎng)導(dǎo)致電力系統(tǒng)運行方式日趨復(fù)雜;在設(shè)備層面，機組系統(tǒng)復(fù)雜性、設(shè)備老化問題與燃料品質(zhì)波動相互疊加;在運行要求上，靈活調(diào)峰和季節(jié)性保供任務(wù)又進一步加劇了生產(chǎn)組織難度。這些因素共同導(dǎo)致電廠非計劃停運次數(shù)持續(xù)高位運行，維持在0.4～0.5次/臺年的水平。面對這一嚴峻形勢，煤電企業(yè)必須在滿足考核要求、提升運行靈活性的同時，始終將安全生產(chǎn)作為不可逾越的底線，重點防范鍋爐低負荷穩(wěn)燃、水動力安全、汽輪機末級葉片安全、環(huán)保設(shè)施可靠投運等關(guān)鍵環(huán)節(jié)風險。這一復(fù)雜的平衡過程，既是對企業(yè)綜合管理能力的全面檢驗，更是對安全生產(chǎn)底線的重大考驗，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
煤電轉(zhuǎn)型的路徑：多維并舉，系統(tǒng)推進
當前，煤電正從“支撐性電源向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重”轉(zhuǎn)型，具體表現(xiàn)為：能源保供方面，需要煤電發(fā)揮基礎(chǔ)性、保障性作用;新型電力系統(tǒng)建設(shè)，需要煤電發(fā)揮支撐性、調(diào)節(jié)性作用;“雙碳”目標的實現(xiàn)，需要煤電發(fā)揮關(guān)鍵性、前瞻性作用。2025年3月底，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布了《新一代煤電升級專項行動實施方案(2025～2027 年)》，在行業(yè)內(nèi)引起了強烈反響，從文件的相關(guān)要求與措施看，煤電的轉(zhuǎn)型升級不是簡單的“棄煤”，而是“換腦”，結(jié)合國家政策導(dǎo)向和行業(yè)發(fā)展實踐，筆者認為大致有以下八個關(guān)鍵途徑。
持續(xù)深挖降耗潛力，牢守經(jīng)濟性生命線
盡管傳統(tǒng)提效手段邊際效益遞減，但在能源成本高企、環(huán)保約束趨緊的背景下，降低煤耗依然是煤電生存發(fā)展的基礎(chǔ)。一是通過優(yōu)化燃燒調(diào)整、加強系統(tǒng)保溫、降低廠用電率、提升循環(huán)效率等精細化措施，持續(xù)挖掘運行層面的降耗空間;同時利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)進行運行參數(shù)尋優(yōu)與故障預(yù)警，提升機組運行效率，減少機組非正常停運次數(shù)。二是對仍有潛力的存量機組，因地制宜實施成熟可靠的技術(shù)改造，進一步降低煤耗，確保滿足或優(yōu)于新版《燃煤發(fā)電機組單位產(chǎn)品能源消耗限額》(GB 21258-2024)要求。三是高度重視深度調(diào)峰導(dǎo)致的煤耗劇增問題，開發(fā)寬負荷高效煤電機組，研究制定低負荷下經(jīng)濟運行策略，優(yōu)化輔機運行方式，并推廣耦合熔鹽、熱水罐等儲熱技術(shù)，在滿足深調(diào)需求的同時，減緩煤耗上升速度。
推動熱力系統(tǒng)重構(gòu)與耦合，拓展功能與價值
為突破傳統(tǒng)“以熱定電”的束縛，可大力推廣汽輪機低壓缸零出力、切缸運行、高背壓供熱等成熟技術(shù)，并耦合大型儲熱裝置，實現(xiàn)供熱工況下機組電出力的大范圍靈活調(diào)節(jié)，提升機組對新能源波動的適應(yīng)能力;同時結(jié)合空預(yù)器旁路、低低溫省煤器、脫硫塔前換熱器，探索鍋爐煙氣余熱深度利用與汽輪機回熱系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化，在保障安全環(huán)保的前提下，通過熱力系統(tǒng)重構(gòu)提升經(jīng)濟性與靈活性。此外，可積極探索煤電機組與新型儲能系統(tǒng)的深度耦合，配置2%～5%機組額定容量的電化學(xué)儲能或飛輪儲能，聯(lián)合機組參與一次調(diào)頻與AGC，以提升調(diào)節(jié)速率和運行收益;對具備條件的煤電企業(yè)，還可進一步耦合大型儲熱系統(tǒng)或壓縮空氣儲能，充分利用廠區(qū)空地、廢棄礦井等資源，推動煤電基地轉(zhuǎn)型為綜合能源樞紐。最后，結(jié)合周邊區(qū)域用能需求，挖掘機組潛力，拓展供熱、供冷、供汽/氣、供水、供渣等綜合供能服務(wù)，全面提升煤電機組的價值與市場競爭力。
全方位提升靈活運行能力，支撐新型電力系統(tǒng)
為持續(xù)提升煤電機組的靈活運行能力，需通過增設(shè)小粉倉、采用寬負荷燃燒器、優(yōu)化磨煤系統(tǒng)等方式改進鍋爐燃燒技術(shù)，同時完善鍋爐水動力安全保障并加強汽輪機末級葉片振動監(jiān)測，在確保安全的前提下推動純凝工況出力下限逐步降至20%乃至更低;著力提升機組負荷響應(yīng)能力，通過優(yōu)化控制邏輯和引入儲能輔助等手段提高爬坡速率，力爭達到國際先進水平;針對調(diào)峰需求，優(yōu)化啟停程序，通過疏水優(yōu)化、快速暖機等措施縮短啟停時間并降低損耗，同時增強機組調(diào)相運行能力，在新能源高占比時段為電網(wǎng)提供無功支撐;充分發(fā)揮煤電機組轉(zhuǎn)動慣量大的優(yōu)勢，探索超低負荷連續(xù)運行或高速盤車等新技術(shù)，在深度調(diào)峰時保留系統(tǒng)慣量，并因地制宜對部分機組進行調(diào)相功能改造，從而在保障安全的前提下全面提升煤電機組運行靈活性，確保容量收益的同時在電力市場和輔助服務(wù)市場中創(chuàng)造更大價值。
科學(xué)規(guī)劃延壽運行，盤活存量資產(chǎn)價值
近期，煤電裝機容量仍有增長，中期將基本穩(wěn)定，長期則逐漸萎縮。然而，隨著利用小時數(shù)的持續(xù)降低，對符合條件的存量機組實施延壽運行成為經(jīng)濟可行的戰(zhàn)略選擇?？紤]到國內(nèi)煤電機組設(shè)計壽命一般為30年，而實際使用壽命可達40～50年，目前在運及在建的300兆瓦及以上等級的煤電機組未來都將面臨延壽運行的實際問題，因此早做準備是明智之舉。國家能源局已出臺相關(guān)指導(dǎo)文件，明確了延壽的基本條件，包括壽命安全性評估、能耗限制、污染物排放、最小技術(shù)出力等方面的具體要求。煤電機組延壽的技術(shù)關(guān)鍵在于對高溫承壓部件(如主蒸汽管道、聯(lián)箱、汽包)、高速旋轉(zhuǎn)部件(如轉(zhuǎn)子、葉片)、電氣主設(shè)備等進行科學(xué)的狀態(tài)評估和剩余壽命預(yù)測。為提升延壽工作的準確性和安全性，建議實施全生命周期的設(shè)備健康管理。通過金屬、振動、絕緣等先進監(jiān)測技術(shù)，建立關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)檔案，實施精準的狀態(tài)檢修和壽命管理策略，并及時更換缺陷部件，可確保機組在延壽期內(nèi)安全可靠運行。此外，研究表明，良好的延壽管理能使機組在超過設(shè)計壽命后仍保持較好的經(jīng)濟性，相比新建機組更具優(yōu)勢。這為存量煤電機組在新型電力系統(tǒng)中繼續(xù)發(fā)揮“穩(wěn)定器”的作用提供了有力保障。
完善應(yīng)急備用機制，筑牢系統(tǒng)安全防線
國家能源局發(fā)布的《關(guān)于做好“十四五”期間煤電機組延壽工作的通知》明確指出，不具備延壽條件但符合安全、環(huán)保等條件的煤電機組，原則上“關(guān)而不拆”轉(zhuǎn)為應(yīng)急備用電源。應(yīng)急備用機組是保障電力供應(yīng)安全的“最后一道防線”，將部分符合條件的存量煤電機組定位為應(yīng)急備用電源，是提升電力系統(tǒng)應(yīng)對極端風險能力的關(guān)鍵舉措。然而，應(yīng)急備用機組“備而少用甚至不用”的特性導(dǎo)致其維護成本高昂。目前，煤電容量電價機制尚未覆蓋應(yīng)急備用機組，僅靠轉(zhuǎn)讓發(fā)電權(quán)獲得的補償難以覆蓋全部成本。為此，國家層面亟須建立和完善針對應(yīng)急備用機組的專項補償機制，并明確技術(shù)標準，包括機組啟停響應(yīng)時間、帶負荷能力、備用狀態(tài)保持要求等。同時，還應(yīng)完善監(jiān)管體系和配套財政政策，確保與用能權(quán)、碳配額等機制有效銜接。對于煤電企業(yè)而言，應(yīng)重點關(guān)注長期停備設(shè)備的安全隱患，制定專門的維護保養(yǎng)規(guī)程和定期檢測標準，以降低設(shè)備腐蝕風險，及時發(fā)現(xiàn)并處理隱蔽缺陷，確保機組“隨時可用”。
加速智能化轉(zhuǎn)型，賦能機組安全高效運行
數(shù)字化技術(shù)正成為煤電企業(yè)轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動力。通過構(gòu)建覆蓋全廠的設(shè)備狀態(tài)感知網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可精準預(yù)測設(shè)備故障與剩余壽命，實施狀態(tài)檢修，從而降低非停風險并延長設(shè)備使用壽命。人工智能算法能夠優(yōu)化機組運行參數(shù)，實現(xiàn)負荷經(jīng)濟分配、污染物協(xié)同控制和設(shè)備性能預(yù)警，顯著提升效率、降低煤耗和碳排放。借助機器視覺和智能傳感技術(shù)，可對鍋爐燃燒狀態(tài)、關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)及廠區(qū)安全風險進行實時監(jiān)控與智能預(yù)警，全面提升本質(zhì)安全水平。此外，基于對市場信號、調(diào)度指令和機組狀態(tài)的實時感知分析，可智能生成最優(yōu)響應(yīng)策略。通過開發(fā)集團級乃至行業(yè)級的AI平臺，實現(xiàn)負荷預(yù)測、調(diào)度優(yōu)化和設(shè)備健康管理等功能，將有效增強煤電企業(yè)在復(fù)雜市場環(huán)境和嚴格考核要求下的適應(yīng)能力。
探索低碳轉(zhuǎn)型路徑，預(yù)留未來發(fā)展空間
在國家明確的“生物質(zhì)摻燒、綠氨摻燒、碳捕集利用與封存(CCUS)”三大低碳技術(shù)方向中，當前階段應(yīng)重點推進技術(shù)可行性與經(jīng)濟性驗證，著力解決計量、安全、長期運行等核心問題。具體而言：生物質(zhì)摻燒需突破精準計量關(guān);綠氨摻燒需深化高比例下的燃燒與污染物控制研究，并開展長期安全性評估;CCUS技術(shù)則需持續(xù)攻關(guān)以降低能耗和成本?？紤]到新建機組將是實現(xiàn)碳中和目標的主力支撐，當前最務(wù)實的關(guān)鍵舉措是：所有新建煤電機組必須為未來可能實施的生物質(zhì)摻燒、綠氨儲存與噴射系統(tǒng)、CCUS裝置預(yù)留必要的空間和系統(tǒng)接口。同時，還需統(tǒng)籌考慮蒸汽抽取、電力接入和二氧化碳輸送等配套需求，避免因前期規(guī)劃不足導(dǎo)致后期無法改造或改造成本過高。為此，在今后一段時期內(nèi)，相關(guān)部門對煤電機組的規(guī)劃設(shè)計應(yīng)更具前瞻性。核心要求是實現(xiàn)戰(zhàn)略預(yù)留，不應(yīng)再單純追求單位用地指標最低，而要為未來的低碳化升級預(yù)留出充足的場地，為后續(xù)的優(yōu)化改造留出足夠的實施空間和可能性。
強化項目示范引領(lǐng)，探索可行模式
對于系統(tǒng)重構(gòu)、深度靈活性改造、低碳燃料摻燒等前沿或復(fù)雜技術(shù)路徑，應(yīng)積極穩(wěn)妥推進項目示范。示范項目應(yīng)聚焦行業(yè)痛點，例如，探索大幅降低低負荷煤耗的有效技術(shù)組合，驗證大比例摻燒生物質(zhì)或氨的長期安全經(jīng)濟運行模式，測試煤電機組與壓縮空氣、熔鹽等大型儲能裝置耦合的可行性與經(jīng)濟性，優(yōu)化雙機回熱機組系統(tǒng)設(shè)計以實現(xiàn)直流鍋爐全負荷干態(tài)運行等。同時，在設(shè)計之初就應(yīng)深度融入靈活性、智能化基因。國家及地方政府應(yīng)給予示范項目必要的政策傾斜和資金支持，鼓勵技術(shù)路線多元化探索，寬容失敗，為后續(xù)規(guī)模化推廣積累工程經(jīng)驗、運行數(shù)據(jù)和商業(yè)模式。
總體上看，國家層面對煤電未來發(fā)展的思路是“先立后破”，即在新能源對煤電的安全可靠替代能力未充分建立前，煤電仍需發(fā)揮關(guān)鍵支撐作用，其轉(zhuǎn)型需有序推進，避免能源供應(yīng)斷檔風險。擺脫煤電發(fā)展困境，需超越單一技術(shù)路徑局限，從系統(tǒng)層面構(gòu)建立體化、全方位的轉(zhuǎn)型策略。
煤電企業(yè)轉(zhuǎn)型可分“三步走”：短期(2025～2030年)，以保供為主，重點推進靈活性改造與寬負荷節(jié)能;中期(2030～2040年)，以低碳化轉(zhuǎn)型為主，力推鍋爐摻燒與CCUS技術(shù)應(yīng)用;長期(2040～2060年)，以備用功能為主，承擔隨時啟停調(diào)峰和應(yīng)急備用角色。智能化轉(zhuǎn)型貫穿始終，為各階段目標提供支撐，而中長期規(guī)劃需根據(jù)政策動態(tài)調(diào)整優(yōu)化。
堅定轉(zhuǎn)型，行穩(wěn)致遠
“雙碳”目標既是挑戰(zhàn)，更是機遇。在國家能源安全與“雙碳”目標的宏大敘事下，煤電的定位已然清晰：無論技術(shù)如何演進，其作為新型電力系統(tǒng)不可或缺的“基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性”電源的核心地位不會動搖，其承擔系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行“穩(wěn)定器”和應(yīng)對極端風險“兜底電源”的功能角色不會改變。煤電的未來，在于找到傳統(tǒng)能源與新能源的共生之道。當前，煤電價格形成機制正在重構(gòu)，需通過收益多元化(電量+容量+輔助服務(wù)+綜合供能)與功能再定位(調(diào)節(jié)型電源)保障合理利潤空間，實現(xiàn)豐欠互補、平穩(wěn)過渡。如此看來，煤電的未來既非“夕陽遲暮”，也非“高枕無憂”，而是一條充滿挑戰(zhàn)但必須堅定前行的轉(zhuǎn)型之路。
推進煤電轉(zhuǎn)型需要政府與企業(yè)協(xié)同發(fā)力。政策層面，需健全煤電容量電價機制，將靈活性調(diào)節(jié)、應(yīng)急備用及低碳成效納入支持范疇，完善覆蓋調(diào)頻、爬坡等多樣化服務(wù)的電力輔助市場，并建立關(guān)鍵轉(zhuǎn)型技術(shù)合作機制;企業(yè)層面，應(yīng)立足長遠發(fā)展，通過精細化管理與技術(shù)創(chuàng)新降本增效，在確保安全運營的前提下積極爭取示范項目，探索適合企業(yè)自身的轉(zhuǎn)型路徑。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2025年6期，作者：張寶 單位：國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院
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