浅谈碳达峰和碳中和对9E燃机企业的影响及对策

浅谈碳达峰和碳中和对 9E燃机企业的影响及对策

陈伟杰

深圳南山热电股份有限公司南山热电厂，广东 深圳 518120

摘 要：在“3060”双碳目标的宏大愿景下，“构建以新能源为主体的新型电力系统”这一具体的电力转型方向进一步明确，以风电和太阳能发电为代表的新能源将逐步成为我国的主体电源。结合实践工作对某个9E燃机企业在“3060”双碳目标和数字电网背景下，本文通过分析了9E燃气机组的发电特点、面临的挑战进行探讨，提出优化运行方式和对策。

关键词：9E燃机企业；“3060”双碳目标; 数字电网

0 概述

电力是我国碳排放占比较大的行业，电力系统转型对实现我国双碳目标至关重要。中央财经委员会第九次会议指出，“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期，要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。^【1】进一步强调了电力系统在能源体系转型中的关键地位和重要作用。

南方电网公司在广州发布《南方电网公司建设新型电力系统行动方案（2021-2030年）白皮书》（以下简称《白皮书》），提出南方电网公司将加快数字化转型，提升数字技术平台支撑能力和数字电网运营能力。通过数字电网建设，到2025年，南方电网将具备新型电力系统“绿色高效、柔性开放、数字赋能”的基本特征，支撑南方五省区新能源装机新增1亿千瓦以上，非化石能源占比达到60%以上。^【2】

在“双碳”目标及“构建以新能源为主体的新型电力系统”的大背景下，本文将结合某厂9E燃气机组的发电特点进行介绍，阐述9E燃气机组在“十四五”面临的挑战，最后分析9E燃气机组的优化运行、创新商业模式的策略。

1 9E燃气机组的发电特点

新能源高比例接入电力系统将深刻改变传统电力系统的形态、特性和机理。由于新能源受外界环境影响大等特点，电网在持续可靠供电、安全稳定等方面面临重大挑战。

9E燃气机组作为灵活性电源将发挥重要作用。9E燃气机组具有启停速度快、负荷响应快、辅机少等特点，适合做调峰机组。天然气发电具有清洁、便利、高效等特点，使其能够在负荷中心就近提供低碳能源，在电力供给、黑启动和能源损耗方面优势明显。^【3】因此，在双碳背景下的9E燃机是理想可靠的调峰电源。

2 9E燃气机组的发电面临的挑战

在“双碳”目标的硬约束下，9E燃气机组以天然气作为燃料，发电效率高，但是我国天然气少，存在季节性、地域性供需矛盾，价格波动大，以天然气作为燃料进行发电，天然气发电成本占9E燃气机组总成本高达80%，造成9E燃气机组度电边际贡献下降、经营形势严峻，致使9E燃气机组出力严重不足，机组利用小时下降。

电力市场改革对9E燃气机组生存提出新挑战。全面竞价时代下9E燃气机组电价高，市场竞争力不强。同时随着风电、光伏的快速发展，不仅成为电力新增装机主体，而且“十四五”将全面进入平价、竞价时代。

目前，我国9E燃气机组的控制系统、备品备件等基本处于进口，没有掌握核心技术，采购备品备件难度大且检修维护费用高。

3 9E燃气机组的优化运行方式策略

某电厂作为深圳西部片网骨干调峰电厂，现有三套9E燃气-蒸汽联合循环发电机机组，分别采用“1+1+1”方式，即一台燃机对应一台余热锅炉、一台汽轮机。其中3台燃机发电机均以发电机-变压器组的单元接线形式接入110KV电网。单台燃机发电机额定功率123MW,汽机发电机额定容量60MW。该厂作为城市主要的电力供应基础设施，承担着社会责任与义务。在“3060”双碳目标和数字电网建设目标的引导下，立足燃机企业优势领域，通过创新发展、管理提升、技术进步、市场营销、资本运作改善技术经济指标，提高与其他电源同台竞争的能力。

首先，根据国家“双碳”目标的统一规划、分步实施方案，依靠科技进步，实施低碳改造，提高数字化、智能化、绿色化水平，并加强碳排查，条件具备时参与碳资产交易，促进节能减排。

其次，积极参与调频和备用市场。充分发挥燃气机组启停快、运行灵活，能够平抑新能源与负荷波动的优势，积极参与调峰，调频、黑启动等辅助服务，积极参与现货市场中的调频和备用等辅助服务市场，以弥补机组利用小时不足。

第三，成为虚拟电厂的负荷聚合商。虚拟电厂是一种电力能源行业的新业态，在需求侧挖掘和汇聚分布式资源中扮演“供应商”角色，本身就是对原有电力供需模式的颠覆，其在需求中挖掘供应能力，实现供需动态平衡。依托创新商业模式和行业技术水平，虚拟电厂将成为统筹和高水平管理需求侧资源的重要载体，虚拟电厂建设将造就一个在市场环境下广大电力用户充分参与、跨行业领域先进技术引领的新兴产业，成为国民经济的一个新增长点。

第四，打破国外公司对国内市场的垄断，统一采购燃机设备，集中存储、调配备品备件，消化吸收设备运维、检修的核心技术，人才梯队的建设、开展优化运行、自主检修，降低运行成本。

第五，发展电厂侧储能项目辅助服务。储能作为一种灵活性调节资源，是解决新型电力系统中电源与负荷匹配的关键技术之一。要因地制宜，发展“光储充一体化”项目。实施多能联供的专项改造，由单一发电向冷热电、光伏、充电桩综合供应转变，并实现源网荷储联动，减少设备闲置，提高综合能效。

第六，积极参与电力现货市场，努力去适应电力市场化改革趋向，提高度电价值，科学制定交易策略，努力实现综合效益最大化。   

4 总结

本文以9E燃气机组为研究对象，结合国家深入推进“3060”的双碳目标，通过分析了燃气机组的特点，发现了燃气机组企业持续发展所面临的挑战，为燃气机组企业的持续经营提出的建议。发展电厂侧储能、辅助服务市场和需求侧响应，突破性地打破传统电厂的边界，有效融合虚拟电厂技术，加快该燃机企业向综合能源服务提供商转型，更好服务以新能源为主体的新型电力系统，对实现“双碳”目标具有重要意义。

参考文献

[1].习近平主持召开中央财经委员会第九次会议强调 推动平台经济规范健康持续发展 明确平台企业劳动保护责任[J].劳动保护,2021(04):6.

[2].《南方电网公司建设新型电力系统行动方案（2021—2030年）白皮书》发布[J].农村电工,2021,29(07):3.

[3]赵岩.“十四五”天然气发电发展与竞争路径建议[J].中国电力企业管理,2020(31):39-41.

作者简介：陈伟杰（1990-），广东普宁人，本科助理工程师，从事燃气轮机电厂电气检修工作。