“双碳”目标下火力发电行业转型发展研究

方力

摘要：“双碳”目标改善火力发电行业的发展现状，帮助企业实现绿色低碳转型，本文根据“双碳”目标的概念提出对能源转型的各种影响，阐述火力发电行业转型的重要性，并以“双碳”目标为背景分析火力发电企业中存在的问题，提出相应的低碳转型措施，促使火力发电行业的长远发展。

关键词：“双碳 ”目标；火力发电；转型发展

为发挥火力发电企业机组的灵活性能，对各个区域进行供暖工作，郑州市裕中电厂对本地区的能源消耗、热力供应等进行了一定程度的研究，通过低压缸零出力的工作方式开发电力及节约资源，促使企业开展绿色低碳转型。

一、“双碳”目标的概念

我国在第75届联合国大会上公开提出“双碳”目标，主要指：第一，在2030年之前实现“碳达峰”，促使碳的排放量达到峰值后不再生长；第二，在2060年之前实现“碳中和”，可以使排出的碳与空气中吸收的碳是处于平衡状态。碳中和的概念可以促进实施绿色的低碳转型操作，关键内容是碳减排以及负碳技术的实施。碳减排可以从多角度解读，例如，政策的实施、先进的技术以及国际的合作等，主要的管控过程对企业、政府以及市场等所承担的相应责任与义务都有影响，以能源的安全性以及改革制度为主体，有效利用法律法规解决管控的各种问题。完善地方性法律法规以及相关技术等，有助于降低社会中碳减排的程度。不断提升科学技术水平，在节能技术与设备的使用中有效管理，实施信息化与技术的结合，支撑科学进步的发展。针对负碳技术的使用，可以采用二氧化碳捕获、封存等过程进行管理，以此有效减少活动产生的二氧化碳。

二、大力发展火力发电行业转型的重要性

根据研究的数据分析得知，煤炭是影响碳排放强度的较大因素，2018年，我国火力发电行业产生的碳排放程度占全国总排名的43%，在未来的减碳工作具有重大的带头作用，2020年，风光水火互补项目的弃风率控制在5%以内，弃光率达到3 %左右。“碳中和”的关键作用是替代碳能源的燃料，电力技术能在更快的时间内达到碳减排的峰值。电力行业重点关注二氧化碳的排放量，积极推动火力发电行业的转型，使企业更好得履行责任与义务。

2017年，郑州市实施电力行业减排的方案，要求裕中电厂削减燃煤量达到45万t，向整个郑州市供暖，减少使用燃煤的吨数以达到绿色低碳转型、改善环境质量、降低化学燃料成本的目的。重点实施“西热东送”的项目，充分发挥郑州市的资源优势，优化大型发电设备以及技术，提高能源的可利用率，进而解决民生基本保障，增加建筑的供暖范围，促进火力发电行业的发展。

三、“双碳”目标对于能源转型的影响

（一）调整能源结构

目前，世界能源结构正在发生巨大变化，根据能源统计信息，2019年全世界使用能源的占比下降到近20年来的最低水平，可再生的能源利用率有所提高，提升了能源的消费水平。在碳排放上，我国火力发电行业处于领先地位，逐渐调整能源结构，提高未来能源结构重塑的效果，有助于我国绿色低碳转型。

（二）补充短缺能源

根据郑州市热力总公司的调度方案，2015～2016年采用裕中电厂的供热区域为准，将综合的供热能力达到510MW，使供热面积在1.1千万m2的范围，受“双碳”目标的影响，需要补充短缺能源，开发可再生资源，促使我国达到减排效果，推动企业转型发展。

（三）促进能源的消纳

首先，从消纳政策看，落实可再生资源的电力消纳作用和消纳责任，约束市场中消纳行为，推动节能减排。其次，从消纳技术方面看，采用各种高压技术为其他区域提供能源，有效解决能源分布不均的问题，灵活改造火力发电企业，建设储能区域，解决电力供应不足的问题，实施一体化的消纳模式。

（四）能源信息化与技术发展

“双碳”目标的信息化与技术的结合会影响能源企业的发展，主要体现在发电的信息安全维护、智能的微电网以及系统中安全的预测功能等方面，影响能源的开发、输送和使用等过程。虚拟现实、边缘计算等新兴技术都在能源转型方面起到巨大作用。

四、确定“双碳”目标以实现火力发电行业的低碳转型

（一）火力发电企业存在的问题

1.火力发电企业的定位功能不发达

根据郑州市热力总公司的区域划分制度，将郑州市的部分区域划分到裕中电厂，其中包括二七新区、管城新区、航空港区以及电厂周边的一些用户等，如果大部分区域的电能同时使用，会出现电网的波动性以及间歇性现象，而由于火力发电企业的定位功能不发达，导致不能快速发现引起问题的原因，同时，在火电机组设备中的调度以及管理等过程不能得以良好控制，不但会影响电网的稳定性，还会影响火力发电企业的转型工作。

2.消纳的可再生资源短缺

在“双碳”目标的背景下，火力发电企业对可再生资源的设备和投入都会大幅增加，根据各地的资源优势以及经济水平的差异，可再生资源的消纳过程会变得相对繁杂，集中式或分布式的消纳方式在实施上存在困难，集中式的消纳会产生较长距离的传输作用，分布式的消纳是直接传输，二者存在的差异会影响企业绿色低碳转型，还会浪费大量的成本以及劳动力，不能很好的解决资源短缺问题。

3.使用成本较高

面对新能源的各种开发以及不断发展，火力发电企业会面临巨大的经济压力，在燃料成本、生产费用以及检修费用等方面有着较高支出，可再生资源逐渐步入电网，所准备的辅助资源和机组设备等都是固定成本，机组的开启暂停费用与企业空置时间的费用根据实际情况决定。在技术方面，投入与开发会产生成本问题，出现资源浪费等现象。

4.数字化与信息化不完善

火力发电企业尚未将分布式的发电技术与储能技术等与智能化、信息化、数字化相结合，再加上数字化的技术不完善，会影响电力设备的制造与运行等过程，导致服务产品和服务模式不能达到理想效果，同时影响部分地区的供热效果。

（二）火力发电企业低碳转型的措施

1.加强火力发电企业的定位功能

明确发展火力发电企业的定位目标，利用高端的机组设备，建立合理的识别方式，判断实时的机组运行配置。针对不同区域的实施方案和人员的安全问题，火力发电企业应优化定位功能，提高电力设备的利用效率和预测风力电力的效果。在各种设备和系统中，完善定位功能，以确保工作人员的安全以及用户电量的稳定性。研究低压缸设备定位系统，可以有效突破传统的供暖行为，实现机组中低压缸零出力的运行方式。

例如，在机组增加低压缸的定位功能前，低压缸的排气范围为135t/h左右，发电的功率为168. 8 MW，如果在此过程中出现故障，低压缸的排气范围会变小，发电的功率也逐渐停止，系统中无法显示具体的故障原因，影响维修的进度。而安装定位功能后，如果低压缸出现故障，会在系统中出现红色的标识或维修的符号，不但可以节约维修时间，还便于工作人员实时观察设备，促进火力发电企业快速转型。在“双碳”目标的背景下，火力发电企业的定位功能需要不断优化，便于工作人员实时观察工作过程中的情况，更好的应对各种突发事件，促进企业管理。

2.增加可再生资源的消纳

可再生资源在技术上分为两点：第一，集中式的风光发电。利用自然的资源产生电力，但这种方式在资源与负荷上受约束，我国可再生资源的消纳结构不稳定，容易出现电网不协调的情况，可以采用高压电网为主网，通过长距离的传输功能供给资源，进而优化火力发电的能源配置。第二，分布式风光发电。这种发电方式采取就近消纳，常见的技术有直接就近消纳或综合能源服务等，使电网充分展现灵活性能以及电量存储能力，还可以利用各种技术与手段管理微电网，通过相互结合辅助市场的服务工作。例如，低压缸正常运行时的抽气量不断增加，其中的流速远远超过方案的标准要求，可以增加可再生资源的开发，采用集中式的风光发电，降低低压缸的流速，在长距离上达到最佳的供给电量，降低可再生资源的消纳能力；如果是近距离传送电量的区域，可以采用分布式的风光发电，实施就近发电，以最快的速度将电量分发到每个用户。

3.控制成本的资源

火力发电企业经常引用大比例的成本在经营中，自发燃料的成本很大，而影响自发燃料的成本有众多因素，例如，燃料价格、开发燃料消耗的劳动力、搬运燃料消耗的运输等。要想节约经营成本，需要进行有效控制，实施一体化的煤电发展，创建煤电一体的产业链，在形成燃料以及供给电量的过程中，对火力发电企业进行转型，落实“双碳”目标，从根本上节约经营成本。成本与环境因素、机组的设备以及油耗成本等息息相关，加强调度的积极性，并优化机组中的设备，使设备在较长时间的风化下还可以正常使用，进而降低服务成本，有效控制投入的资源。合理采用优化的算法，以火力发电企业的发电标准建立成本的构造模型，结合信息系统的智能化与数字化，管理分析出的结果，对成本控制以及生产经营制作出动态化管理方案，可以有效提高企业管理效率，进而实现绿色低碳的转型方式。

4.完善数字化与信息化的发展

为推动火力发电行业在网络时代中标准的应用，第一，应积极引进数字化与信息化的体系，实现发电的安全性、低碳性以及灵活性，在发电信息和传输电力的方式上提供便捷，有效检测和巡查发电信息。构建发电的管理系统，落实数字化的方式，测试管理系统的观察方式，实时监督机组设备工作，防止故障发生找不到原因。第二，借助信息化的互联网技术，有助于构建火力发电企业的服务模式，对火力发电企业进行保护，建设共享、安全和双向的自然体系。第三，改善电厂远程设计、标准运维以及自动化生产，实现信息与数据之间的互通，有助于推动“双碳”目标在系统中的建设。第四，优化系统中的软硬件设备，开发关键的核心技术软件，积极引进数字化与信息化系统，加强系统的设备维护，有助于节约资源，高效运用可再生资源。例如，将发电的传输距离作出区分，利用系统中软件的数字化以及信息化功能，分析距离，智能选择发电方式，推动企业低碳转型。

五、结语

综上所述，“双碳”目标的提出有利于火力发电行业的转型，管理企业的定位功能、可再生资源的消纳以及技术的优化等，促使企业快速实现绿色低碳转型，促使企业的转型与技术相结合，进而促使火力发电行业迈向信息化、数字化发展。

参考文献：

[1]苏红乡，王婷婷.双碳背景下大型火力发电厂转型发展探索——以山东某电厂为例[J].区域供热，2022（04）：143-147+153.

[2]张全斌，周琼芳.“双碳”目标下中国能源CO2减排路径研究[J].中国国土资源经济，2022，35（04）：22-30.

[3]白小静.“双碳”目标下内蒙古能源供给结构优化研究[D].呼和浩特：内蒙古师范大学，2022.

[4]智佳佳，旷贤启.“双碳”目标下火力发电行业转型发

展路径分析[J].山东电力高等专科学校学报，2021，24（06）：40-43.

[5]赵兵，景杰.“碳达峰、碳中和”目标下火力发电行业的转型与发展[J].节能与环保，2021（05）：32-33.