“双碳”战略提高新能源占比,大规模并网造成消纳难题。随着“双碳”目标的推进,电
力系统处于高速清洁化变革的关键阶段,风、光等可再生能源发电高速发展。据 Wind
数据,2022 年前 8月,新增电源装机中太阳能发电和风电合计占比高达 63.28%。据国
家能源局预测今年风光发电量占全国用电量比重有望超 12%。随着风光并网占比的快速
提升,其间歇性波动的特征带来了愈发严重的消纳难题。据全国新能源消纳监测预警中
心数据,2022 年前 8月,蒙东地区、蒙西地区风电利用率仅为 89.7%和90.7%,西藏
的光伏利用率仅为 81.7%。当前电力系统发生了明显变化,平衡电力供需难度加大,
电力系统的灵活性急需提升。
电力系统灵活性需求提升,煤电或将率先发挥作用。电能不易于大规模、长时间储存,
因此无论是以化石能源为主的传统电力系统还是新能源占比逐渐提高的新型电力系统,
电力供需平衡都是电力系统的核心。电力系统中包括电源侧、电网侧、用户侧、储能等
各个环节均可提升灵活性,我国电网的调节能力整体来说较为欠缺,当前调峰资源主要
以电源侧为主,由于投资成本和周期的限制,未来很长一段时间电源侧将持续扮演关键
角色。我国“富煤缺油少气”的资源禀赋决定了燃煤机组的主导地位,当前煤电机组存
量较大,随着风光并网增多,煤电机组发电小时数或将不断减小,煤电机组必将在接来
下很长一段时间的调峰资源中扮演重要的作用。
灵活性改造的目标是降低最小负荷率和提升爬坡速率。常规煤电机组最低稳定的负荷率
为50%左右,而电力系统的灵活性需求是要达到 20%或者更低的负荷率水平,并且可
以实现快速的调节。因此灵活性改造的主要目标是降低最小负荷率和提升爬坡速率。对
于纯凝机组来说,主要包括:稳燃技术、制粉系统改造、汽机侧滑压曲线优化、宽负荷
脱硝、控制系统优化等手段;对于热电联产机组来说,主要是实现热电解耦,具体包括:
储热水罐/熔盐罐、电极锅炉/固体电储热锅炉、切除低压缸、高背压改造、汽轮机旁路
供热、余热供热等技术路线。
辅助服务市场加速建设,火电灵活性运行具备经济性。近年来,我国电力辅助市场建设
加速,火电深度调峰已经在新能源装机发展初期发挥了重大作用。据国家能源局综合司
通报 2019 年上半年电力辅助服务有关情况显示,2019 年上半年参与电力辅助服务补偿
费用达 130.31 亿元,调峰占比最高达 38.44%。目前深度调峰仍为稀缺资源,据各能监
办、能监局公布的补偿标准,多地最低负荷率档位的电量补偿标准上限接近 1元/kWh,
参与调峰利润水平远超发电上网。经初步测算,在本文的假定条件下,300MW 的煤电
机组进行灵活性改造后可实现每年税前利润增加 25.00 万元。敏感性分析表明,利润受
补偿标准、每日参与调峰时长、改造最低负荷以及煤价较为敏感,同时改造造价和折旧
年限对其也有一定的影响。当前假设下,补偿标准 0.29 元/kWh 为灵活性改造运行的盈