煤电升级改造的最大短板怎么补？
推行节煤降耗改造、供热改造、灵活性改造，到2025年，全国火电平均供电煤耗降至300克标准煤/千瓦时以下——国家发改委不久前发布的《全国煤电机组改造升级实施方案》（下称《方案》）方向和目标明确。对照《方案》，现役煤电机组距离上述目标还有多远？
记者了解到，因效率相对较低、煤耗居高难下，平均供电煤耗目前普遍高于330克/千瓦时，亚临界机组已成为上述“三改”联动面临的最大短板。截至2020年底，这部分机组仍占全国煤电总装机的1/3左右，改造数量之大，进一步加剧了提质增效的难度。找到确保安全、降耗减碳、经济可行的技术方案迫在眉睫。
改造需全行业通力合作
《方案》要求，对供电煤耗在300克/千瓦时以上的煤电机组，加快创造调节实施节能改造；鼓励现有燃煤发电机组替代供热，对具备供热条件的纯凝机组开展供热改造；存量煤电机组灵活性改造应改尽改，“十四五”期间完成2亿千瓦。
在中国能源研究会特邀副理事长陈进行看来，对标“三改”联动，亚临界机组需求迫切、潜力巨大。“我国煤电装机容量接近11亿千瓦，总体处于世界先进水平，但离全面打造煤炭清洁高效利用的要求仍有一定差距。尤其是大约3.5亿千瓦的亚临界机组，参数低、汽轮机流通效率低，平均供电煤耗普遍高于330克/千瓦时。仅30万千瓦等级机组就有约880台，部分机组煤耗甚至达到350-360克/千瓦时，与当前在役燃煤机组供电煤耗低于310克标准煤/千瓦时的要求相去甚远。改造需要全行业通力合作、快马加鞭。”
考验不止降煤耗一项。上海申能电力科技有限公司总经理冯伟忠表示，亚临界机组灵活性普遍欠佳，面临大规模节能改造和灵活性提升的双重挑战。“按照《方案》，如果不能改造到位，最终将被关停淘汰。我国亚临界机组总体比较新，即便最旧的机组，也比英国最新的燃煤机组‘年轻’，如果大容量进行关停，既不科学也不经济。无论从补齐煤电行业碳减排短板，还是机组自身发展角度看，大幅提效改造势在必行。”
对此，《方案》提出，梳理排查具备改造条件的亚临界煤电机组，统筹衔接上下游设备供应能力和电力电量供需平衡，科学制定改造实施方案，有序推进高温亚临界综合升级改造。
改造后可追赶超超临界机组水平
事实上，亚临界机组改造已有诸多尝试，效果却不尽如意人。
“比如，常规汽轮机通流改造应用最多，但节能收益有限，改造后还是达不到310克/千瓦时煤耗要求，也难以保持长期高效运行。跨代升级改造成准二次再热超（超）临界机组，投资大，几乎相当于重建，升温至566/566℃的方案，因性价比不高，几乎鲜有人问津。”中国能源研究会节能减排中心副秘书长王凡坦言。
改造到底有何需求？冯伟忠认为，改造应兼顾大幅提效、灵活性提升、保效延寿及经济性等条件。“首先是提效幅度足够大，尽可能一步到位，避免未来因减碳要求提升而重复改造。同时，前瞻性考虑机组超低负荷调峰能力的改善、优良调频能力的保留，以支撑整个电力系统低碳化发展，实现结构性碳减排。改造后的机组还要保持长期高效运行，防止效率过快折损，与新建机组替代相比要有显著的性价比优势。不能像现在有些改造，既加重电厂负担，还会造成资金和资源浪费。”
有没有符合条件的方案？据了解，由我国首创的“亚临界机组600℃升温改造技术”，已实现供电煤耗下降35克，可满足负荷在20%-100%之间灵活调节，并做到机组延寿和长期保效，已被国家列入“全国煤电机组改造升级实施方案”。据徐州华润电力有限公司节能专业主任马国营介绍，利用这种技术对该厂32万千瓦亚临界机组实施改造，供电煤耗已由321.57克/千瓦时降至285克/千瓦时。“改造后的机组在额定工况下供电煤耗平均降低35克/千瓦时，相当于效率水平提高10%以上。这个水平超过所有现役超临界机组，达到较先进的超超临界机组水平。”
改造需要“一机一策”有序推进
“除了煤耗大幅降低，机组深度调峰性能得到质的提升，在没有投油助燃和保持超低排放条件下，最低稳定运行负荷能力还能达到19%，提前11年达到国家提出的2030年煤电机组实现20%-100%深度调峰目标。”马国营给记者算了一笔账，“改造费用共计3.5亿元，以单位投资1100元/千瓦计算，静态投资回收期7年，此外还可获得电网节能调度及深度调峰收益。按照5500利用小时计算，年可节约标煤量5.53万吨，二氧化碳减排14.7万吨。”
冯伟忠进一步称，徐州华润电厂的改造方案具备可行性和普适性，若能在现役亚临界机组大规模推广，保守按照供电煤耗降低30克/千瓦时，年利用小时数4500小时测算，每年将节约超过4700万吨标准煤，减排二氧化碳1.27亿吨以上。“亚临界机组整体提升20%的深度调峰性能，还可腾出7000万千瓦调峰容量，对应增加3.5亿千瓦新能源消纳能力。”
“按照《方案》要求，仅灵活性改造一项，每千瓦投资就在500-1500元不等，经济性也是电厂关注的重点。建立适合市场化运行的商业模式，才能加快综合升级改造工作。”王凡建议，研究通过技术转让，提供技术包、软件包、培训包等形式，按照改造机组的台数来收取转让费，或成立技术、设计和制造三方联合体，把机组改造纳入商业化运营。
华润电力控股有限公司原总裁胡敏表示，我国亚临界机组数量多，改造需要“一机一策”。“过去是零散几台，现在面对全国大范围改造，怎么跟发电企业、设计院、监测单位沟通，究竟有多少机组具备改造潜力，五年内如何科学推进实施等，这些实际问题值得深入研究，与上下游企业、设备制造商、材料供应商等相关方协同推进。”