“双碳”目标下火力发电行业绿色转型发展路径研究

摘要：随着“双碳”工作的加速推进，占我国碳排放总量40% 左右的火力发电行业的绿色转型升级备受关注。“双碳”目标下，基于火力发电行业绿色转型发展背景，结合当前火力发电行业绿色转型发展面临的困难，提出火力发电行业的具体发展路径，以期在满足“双碳”目标要求的同时，确保电力供应稳定，促进火力发电行业可持续发展。

关键词：双碳；火力发电行业；绿色转型；转型策略

2020 年9 月，我国提出“将于2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和”的“双碳”目标，火力发电行业作为直接碳排放的主要源头之一，其低碳转型的任务日益紧迫。在此背景下，分析火力发电行业转型发展面临的问题，探索火力发电行业的绿色低碳转型路径，提出“电热为主、多能互补”发展模式，并利用新型技术手段，推动火力发电行业绿色转型发展，从而助力我国“双碳”目标的早日实现。

1 火力发电行业绿色转型发展背景

1.1 面临能源需求与结构转型的挑战

展望我国经济发展前景，稳健增长的趋势还将持续，能源需求不断攀升且短期内难以触及峰值。国际货币基金组织的预测指出，我国经济将以超过5% 的年均增长率稳步攀升，同时人均能源消费水平仍有显著提升空间，这2 大因素共同加剧了能源需求总量的扩张压力。鉴于我国能源资源“煤多、油少、气不足”的禀赋特征，电力供应体系目前仍高度依赖火力发电，尤其是燃煤发电占据核心位置[1]。因此，我国火力发电行业低碳转型之路既艰巨又紧迫。

1.2 机组深度调峰能力不足与运行效率较低问题显著

由于我国火力发电机组深度调峰能力较低，大多机组长期在65%～75% 的负荷区间运行，导致机组在参与调峰时效率降低、供电煤耗率攀升。如，1000 MW 机组在低负荷（50% 负荷）运行下，不但煤耗率较满负荷时高出约20 g/kWh，而且增加了锅炉燃烧不稳定性因素，使得烟气温度、粉尘浓度等参数发生变化，导致环保设备运行效果较低，污染物排放加剧。此外，受供热热源结构的不合理影响，热电供需矛盾加剧，火力发电机组运行效率较低，使得供热效率与环保标准亟待提升，导致热电联产技术在实际应用时热电解耦的实现程度有限，限制了能源高效利用潜力的充分挖掘[2]。

2 火力发电行业绿色转型发展路径

2.1 明确转型路径

在“双碳”目标下，中央财经委员会第九次会议为火力发电行业的未来发展绘制了清晰蓝图，会议强调要提升能效、加速可再生能源替代、深化电力体制改革及构建新能源主导的新型电力系统。鉴于火力发电在稳定电网、应对新能源间歇性方面的关键作用，如可快速调节负荷波动和提供季节性容量支持等，火力发电将在新型电力系统中逐步转变为关键的调节与保障性支柱。

尽管新能源装机容量持续扩张，但火力发电作为电力系统中“稳定基础”与“安全屏障”的角色，短期内仍不可或缺，其技术成熟度与经济效率，决定了火力发电与清洁能源将长期并轨运行，共同担纲保障电力供应与减少碳排放的双重职责，为新型电力系统的稳定运行提供坚实的支撑[3]。

2.2 驱动企业转型升级

吸取欧洲碳市场发展的前车之鉴，我国将逐步收紧初期宽松的碳排放配额分配策略，并激励企业主动适应低碳转型。因此，火力发电企业应分析碳排放成本、碳价动态及市场发展，制定科学的碳战略规划，适应市场发展需求，加强火力发电机组的绿色节能升级。积极响应国家节能发展的战略要求，在保障能源安全的基础上，聚焦清洁化、高效化、科技化、多元化、协同化及综合化的转型方向，推动火力发电产业向绿色低碳迈进。

在电力体制革新、新型基建加速及能源结构优化的“十四五”时期，火力发电企业应加速向综合能源服务供应商转型，优化电源结构，拓宽服务领域。同时，政府应出台相关政策，激励火力发电企业探索电热汽三联供、储能技术应用、工业旅游、能源管理、能源咨询等多元化服务模式，促进变电站、储能设施、充电网络、分布式光伏、数据中心等资源的有效整合与集成，实现“源- 网-荷- 储- 用”全链条的协同优化，构建全方位覆盖城市、社区及居民的综合能源服务生态体系[4]。

2.3 提高综合能源供应与电力辅助服务

2.3.1 执行产能优化政策 推动资源高效配置

首先，对低于30 万 kW 且不符合标准的发电机组实施强制淘汰，遏制低效产能蔓延；其次，对性能不佳、能耗及环保指标未达标，且改造成本高或技术难度大的机组，采取关停措施，促使其提前退出运营；最后，对通过评估测试的机组可采取延寿运行策略，利用高参数、高效能发电技术，以科技赋能提升机组运行效率与经济性。

2.3.2 深挖调峰潜能 增强火力发电灵活性

针对现有电力资产，尤其是风光资源充沛的“三北”区域，对亚临界机组实施全面性能提升改造，并对存量机组进行灵活性改造升级。通过技术创新与改造，提升机组的调频、调压及调峰响应能力，确保在新能源大规模并网背景下，火力发电能够灵活适应电网调度需求，维护电力系统的稳定与安全运行[5]。

2.3.3 推进电力市场化改革 提升市场竞争力

随着电力市场化交易的深入发展，其市场规模日益扩大。火力发电企业应主动适应市场趋势，优化内部管理架构与运营模式，编制灵活的应对方案，以防范中长期市场与现货市场变化所带来的风险。同时，火力发电企业应保证既有中长期市场份额，提高现货市场竞争优势，捕捉新增市场机遇，并通过提升运营效率、优化服务质量等举措，持续增强市场竞争力，推动火力发电企业在“双碳”目标下实现绿色低碳与可持续发展的双赢局面。

2.4 加强火力发电机组改造

2.4.1 提质增效改造

燃煤发电机组作为火力发电行业的支柱，正面临设备老化和性能下降的困境，因此需对冷热端效能精细优化、系统流程简化重构、机组本体设计创新，加速燃煤发电机组的提质增效改造。如，某1000 MW 机组通过喷嘴配汽的精细调整、高效叶型的引入及缸体结构的改造升级，其煤耗显著降低，充分证明了改造策略的有效性。

2.4.2 灵活性改造

随着可再生能源的快速发展，火力发电正逐步向调节性和支撑性电源转变。针对调峰难度大、弃电现象严重的问题，需采用深度调峰、热电解耦等先进技术，加快火力发电机组灵活性改造步伐，增强其对波动性可再生能源的适应性和接纳能力。如，超超临界机组在低负荷下的稳定运行，显示出了火力发电机组灵活性改造的良好成效，可为新能源的融合发展提供有力支撑。

2.4.3 生物质耦合发电

火力发电行业的低碳转型关键在于减少对煤炭的依赖，在维持发电量的前提下，通过燃料替代减少煤炭使用量是实现这一目标的有效途径。生物质与煤炭的耦合燃烧作为一种创新模式，通过逐步增加生物质的使用比例，最终实现生物质完全替代煤炭。欧洲国家的成功经验表明，大型火力发电（燃煤）机组与生物质发电的结合，能显著降低碳排放。尽管我国在生物质发电领域起步较晚，但潜力巨大，因此可通过加强国际合作，吸取先进国家的政策、技术和燃料供应经验，来加速发展生物质耦合发电，全方位推动我国火力发电行业的低碳转型与可持续发展。

3 某火力发电企业绿色转型发展分析

3.1 企业概况

某火力发电企业成立于1994 年，主营业务为发电厂的开发、建设与运营，业务范围覆盖国内外。自2018 年起，某火力发电企业电力销售业务的单位燃料成本持续上升，特别是在2021 年，受全球煤炭市场供需矛盾加剧、价格急剧攀升等复杂因素影响，单位燃料成本上升51.32%，达到历史高位，这一状况促使某火力发电企业加速绿色转型发展。

3.2 绿色转型路径

3.2.1 持续优化能源结构

目前，某火力发电企业电力生产结构以燃煤发电为核心，辅以风能、水能及太阳能光伏发电，其中燃煤发电量占90% 以上。面对能源结构转型的迫切需求，某火力发电企业积极推进燃煤发电技术革新与升级，如表1所示，风力发电量与光伏发电量逐年增长，同时水力发电量也呈阶段性上升趋势。其中，光伏发电量自2018 年起实现大幅增长，虽然后续年份的增长速度有所减缓，但仍保持正增长。清洁能源发电量的增长速度和高增长率，显示出某火力发电企业能源结构正向更加绿色、低碳的方向稳步转型。

3.2.2 加大环保科技研发投资力度

如表2 所示，在2018—2021 年间，某火力发电企业研发支出持续增长，2020 年研发支出实现了927.69% 的大幅增长。与此同时，研发支出占企业营业收入的比重也显著上升，由2018 年的0.03% 增长至2021 年的0.65%，增长近22 倍。通过数据清晰地反映出某火力发电企业正不断加大环保科技研发投资力度，以技术创新为核心驱动力，推动企业加速向环保、高效的发展模式转型。

4 结束语

综上所述，在“双碳”目标下，节能减排已成为全球共识，其趋势坚不可摧。火力发电行业及整个能源体系均需加速向绿色发展转型，以契合社会的可持续发展需求。未来，火力发电行业需继续坚定改革创新的步伐，以在整个发电行业的竞争格局中占据一席之地。

参考文献

[1] 刘文学.能源结构转型背景下火力发电厂成本管理问题研究——以某公司为例[J].环渤海经济瞭望，2024（5）：61-63.

[2] 薛晨.传统火力发电企业向综合能源服务商转型的目标客户与可行路径探讨[J].企业改革与管理，2024（4）：138-140.

[3] 郝东.税收视角下火力发电企业发展问题研究——基于Z 发电有限责任公司实例分析[J].内蒙古科技与经济，2022（21）：84-85，88.

[4] 万佑卿，谢煜.火力发电企业绿色转型路径与绩效研究——以上海电力为例[J].中国林业经济，2022（4）：22-26.

[5] 赵晓明，江凯.争当能源电力绿色转型发展排头兵[J].今日科技，2022（4）：66-67.

作者简介

戈海猛（1987—），男，汉族，河北沧州人，硕士，工程师，研究方向为气候变化。

杨向龙（1991—），男，汉族，陕西宝鸡人，硕士，工程师，研究方向为气候变化。

加工编辑：唐艺桐

收稿日期：2024-07-26