碳中和目标下燃机企业参与电力现货市场的经营与发展之道

2020-12-16 17:16 来源: 中国电力企业管理 |作者: 杨耀攀

碳中和需要燃机支撑可再生能源


碳中和需要风光发电取得跨越式发展,在储能成本没有本质性的降低前,依靠大电网消纳是风光发电的唯一选择。而大电网需要足够的转动惯量和支撑电源,目前能够规模化提供这些服务的只有燃煤机组和燃气机组,在碳中和的要求下,相较燃煤机组,燃机具有显著的优势。

一是综合能效较高。目前国内9F级燃气-蒸汽联合循环机组纯凝发电气耗折合标准煤耗240克/千瓦时,明显低于燃煤机组平均发电煤耗的320克/千瓦时,并且9F级燃气-蒸汽联合循环机组厂用电率为2.5%,明显低于燃煤机组平均厂用电率的5%,折合标准煤耗进一步降低,相应二氧化碳排放降低。

二是污染物排放少。由于天然气燃烧过程中只会生成二氧化碳和水,没有粉尘和硫化物排放,更没有燃煤粉尘中的重金属污染,属于清洁能源。只有空气中的少量氮气在燃烧时被氧化为NOx,其排放标准也是大幅低于燃煤机组。根据火电厂大气污染物排放标准(GB 13223-2011),国内燃机和煤机大气污染物排放标准如图所示。

三是启停速度较快,爬坡能力较强。由于燃机的燃烧特性,可以实现快速启停和调峰。目前国内燃气-蒸汽联合循环机组紧急情况下可以实现2小时启动并网,负荷调整速率可以达到6.67%MCR(额定负荷)/分钟,大幅高于燃煤2%MCR(额定负荷)/分钟。

四是固定投资成本较低。目前国内重型燃机主要由世界三大燃机供应商(美国GE、德国西门子、日本三菱重工)分别与国内主要电力装备集团(哈汽集团、上汽集团、东汽集团)合作供应,主要供应E级和F级机组。目前9F型机组投资成本已降至2500元/千瓦左右,低于百万千瓦级燃煤机组的3500元/千瓦、光伏发电5827元/千瓦和陆上风电的7862元/千瓦。随着重型燃机国产化率越来越高,燃机机组单位投资还会越来越低。另外,燃机电站人力成本较低。目前国内新建的燃机电厂,装机为两台9F级燃机,定员不足100人,大幅低于目前同等规模燃煤电站的350人。

在与各类型能源的比较中,特别是和燃煤机组相比较,燃机综合能效高、污染排放少,启停调峰和爬坡速度快,固定投资成本小。因此,燃机将成为碳中和背景下大电网中的理想可靠电源。


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