2023 年 8 月 山东省中小燃煤电厂低碳高质量 发展路径分析 简版 中国煤炭消费总量控制方案和政策研究 ( 煤控研究项目 ) 中国是世界煤炭生产和消费第一大国。以煤炭为主的能源结构 支撑了中国经济的高速发展，但也对生态环境造成了严重的破 北京大学能源研究院是北京大学下属独立科研实体机构。研究 院以国家能源发展战略需求为导向，立足能源领域全局及国际 前沿，利用北京大学学科门类齐全的优势，聚焦制约我国能源 行业发展的重大战略和科技问题，按照“需求导向、学科引领、 软硬结合、交叉创新、突出重点、形成特色”的宗旨，推动能 源科技进展，促进能源清洁转型，开展专业及公众教育，致力 于打造国际水平的能源智库和能源科技研发推广平台。 坏。为了应对气候变化、保护环境和减少空气污染，国际环保 组织自然资源保护协会 (NRDC) 作为课题协调单位，与政府智 库、科研院所和行业协会等 20 多家有影响力的单位合作，于 2013 年 10 月共同启动了“中国煤炭消费总量控制方案和政策研 究”项目（即“煤控研究项目”），为设定全国煤炭消费总量 控制目标、实施路线图和行动计划提供政策建议和可操作措施， 助力中国实现资源节约、环境保护、气候变化与经济可持续发 展的多重目标。 重要研究报告 山东省热电设计院（SDHEEPDI）创建于 1993 年，是集电力、市 《山东省中小燃煤电厂低碳高质量发展路径分析》 《双碳背景下发电侧储能综合价值评估及政策研究》 政、新能源、环保等工程咨询、设计和工程总承包于一体的综 《碳中和目标下山西省煤电产业转型发展和定位研究》 合性设计单位。建院以来始终坚持“为热电企业全生命周期提 《碳中和目标下山西省焦化产业转型发展和定位研究》 供智力服务”的价值主张，累计设计热电工程 700 余项，总装 机 1900 万千瓦；市政热力管网 900 余项，近 4000 公里；编制 了包括各类规划在内的 800 余项咨询报告，为热电行业的健康 《汾渭平原深入打好污染防治攻坚战煤炭总量控制研究报告》 《面向碳中和的氢冶金发展战略研究》 《碳中和目标下中国火电上市公司低碳转型绩效评价报告 发展作出了贡献，在国内热电设计领域拥有良好声誉和较高知 2022》 名度。 《山东省“十四五”重点耗煤行业减煤路径研究》 《双碳目标下的五大发电集团发电业务低碳转型研究》 《“双碳”与空气质量改善双目标下的安阳市中长期控煤路径 研究》 《“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告》 《碳达峰与碳中和背景下山东电力行业低碳转型路径研》 自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保组织，成立于 1970 年。NRDC 拥有 700 多名员工，以科学、法律、政策方面 的专家为主力。NRDC 自上个世纪九十年代中起在中国开展环 保工作，中国项目现有成员 40 多名。NRDC 主要通过开展政策 研究，介绍和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进 中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC 在北京市公安 局注册并设立北京代表处，业务主管部门为国家林业和草原局。 请访问网站了解更多详情 http://www.nrdc.cn/ 《内蒙古煤炭生产和消费绿色转型研究》 《霍林郭勒产业园绿色低碳发展研究》 《内蒙古典型城市煤炭消费与大气质量的关联分析及政策建议》 《内蒙古采煤沉陷区生态修复与可再生能源利用研究》 《“十四五”山西省非煤经济发展研究》 《碳达峰碳中和背景下山西煤电行业转型发展研究》 《碳达峰碳中和背景下山西焦化行业转型发展研究》 《中国典型省份煤电转型优化潜力研究》 《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线 图研究》 《中国典型省份煤电转型优化潜力研究》 《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线 图研究》 请访问网站了解更多详情 http://www.nrdc.cn/ 封面图片 @ 图虫创意 山东省中小燃煤电厂低碳高质量发展路径分析 山东省中小燃煤电厂低碳高质量 发展路径分析 简版 报告作者 北京大学能源研究院 吴迪、王可珂、康俊杰 山东省热电设计院 刘博、陈安会、王兴华 2023 年 8 月 i 执行摘要 山东省是全国第一大电力装机大省，2022 年电力总装机约 1.9 亿千瓦，其中煤电装 机约 1.09 亿千瓦。作为全国唯一一个煤电装机过亿的省份，在碳达峰与碳中和目标的约 束下，山东省背负着巨大的减煤降碳压力。为了实现应对气候变化、新旧动能转换和改 善生态环境等多重目标，山东省正加速推动煤电的转型优化，促进构建新型电力系统和 建设新型能源体系。 山东省近期出台的多项政策也提出了相应的目标和计划。例如，《山东省能源保 障网建设行动计划》提出，到 2025 年和 2030 年分别将煤电装机控制在 1 亿千瓦左 右。《山东省建设绿色低碳高质量发展先行区三年行动计划（2023-2025 年）》提出 “十四五”期间，建成大型清洁高效煤电机组 1000 万千瓦以上，三类改造（灵活性改 造、供热改造、节能改造）各完成 1000 万千瓦左右。有序推进低效小煤电机组关停并 转，到 2025 年，30 万千瓦以下抽凝机组基本替代退出。 山东省目前在运煤电机组中还有大量的 30 万千瓦以下的中小燃煤电厂，机组容量 占比仅约 20%，但数量占比近 80%。作为全国第一大供热需求大省和第二大电力需求 大省，煤电承担着重要的供热和供电功能，发挥着关键的能源保供作用，其中中小燃煤 电厂几乎全部为热电联产机组，供热能力位居全国第一，承担着全省 80% 以上的供热需 求。然而，在碳达峰与碳中和目标、能源保供形势严峻、煤价与电价机制较为僵化的背 景下，中小燃煤电厂生产经营困难，急需寻找低碳高质量发展路径，包括上新压旧、升 级改造、优化替代、应急备用、关停退出、保留运营和合理新增等。积极推动山东省中 小煤电的低碳高质量发展，不仅将助力山东省加速推动煤电的结构优化，提高清洁能源 供热比重，支撑可再生能源高速发展，还将作为典型省级样板，为我国其他供热供电大 省在能源安全保供的前提下推动煤电转型减量发展提供重要的借鉴意义。 课题组研究发现，通过以上几种高质量发展路径，山东省在 2030 年前能净淘汰超 过 1300 万千瓦的中小煤电机组，约占目前中小煤电总装机比重的 60%，这不仅能推动 山东省煤电总装机规模尽早达峰，还能大幅提升存量中小煤电机组的能效和环保水平。 由于山东省供电供热需求大，很多中小燃煤热电企业在发电的同时还承担着关键的工业 供汽和民生供热功能，且部分机组是高效背压机组，若执行“一刀切”的关停淘汰，不 仅对系统安全保供带来极大的不利影响，还将造成大量的资源浪费。针对中小燃煤电厂， 山东省亟需制定科学有效转型退出路径，并做好相关保障工作，真正做到“一企一策”， 精准施策。不以机组大小作为关掉或准入的标准，而要看机组的能效水平和实际作用。 1 山东省中小燃煤电厂低碳高质量发展路径分析 一、山东省中小燃煤电厂在运情 况分析 课题组总共统计了 2022 年山东省在运的煤电机组约 1.06 亿千瓦，占全省煤电总装 机比重的 97%。通过分析发现，30 万千瓦以下的机组装机容量为 2347.6 万千瓦，占比 22.2%，机组总台数 646 台，占比 78.4%。其中有大量的 5 万千瓦及以下的小微燃煤 电厂，总装机容量仅 1083.6 万千瓦，占比 10.2%，但机组总台数高达 548 台，占比达 66.5%（图 1）。 服役年龄方面，山东省 30 万千瓦以下机组的平均服役年龄为 13.9 年，和全国煤电 机组的平均服役年龄相当，但随着机组容量越小，服役年龄越短（图 2）。 9,000 600 8,000 500 7,000 400 5,000 300 4,000 3,000 台数 万千瓦 6,000 200 2,000 100 1,000 0 0 装机容量 机组数量 图 1 山东省煤电机组结构分析（2022 年） 图 1: 山东省煤电机组结构分析（2022 年） 数据来源：山东省发改委、山东省热电设计院 30 25 年 20 15 10 2 装机容量 机组数量 图 1 山东省煤电机组结构分析（2022 年） 30 25 年 20 15 10 5 0 2: 山东省煤电机组服役年龄分析（2022 年） 图 2 图山东省煤电机组服役年龄分析（2022 年） 数据来源：山东省发改委、山东省热电设计院 1 从供电煤耗来看，山东省 30 万千瓦及以上机组平均供电煤耗为 298.3 克标准煤 / 千 瓦时，30 万千瓦以下机组的平均供电煤耗为 267.9 克标准煤 / 千瓦时，比 30 万千瓦及 以上机组低约 30 克。其中，20 万 -30 万千瓦级机组的平均供电煤耗为 314.8 克标准煤 / 千瓦时，10 万 -20 万千瓦级机组的平均供电煤耗为 298.8 克标准煤 / 千瓦时，5 万 -10 万千瓦级机组的平均供电煤耗为 272.6 克标准煤 / 千瓦时，5 万千瓦及以下机组的平均 供电煤耗为 263.4 克标准煤 / 千瓦时（图 3）。中小煤电机组的供电煤耗更低是由于山 东省中小机组几乎全部为热电联产，而且还存在着很多 5 万千瓦及以下的高效分布式背 压机组，能源效率高，供电煤耗不足 200 克标准煤 / 千瓦时。 3 山东省中小燃煤电厂低碳高质量发展路径分析 314.8 克标准煤/千瓦时 320 310 300 298.8 298.3 290 280 272.6 270 263.4 260 250 240 230 图 3: 山东省煤电机组平均供电煤耗分析（2021 年） 数据来源：山东省发改委、山东省热电设计院 图 3 山东省煤电机组供电煤耗分析（2021 年） 从供热能力来看，山东省 30 万千瓦及以上机组以纯凝机组和抽凝机组为主，主要 纯 凝 机 组： 不 进 行 发挥供电和提供系统灵活性的作用。其中，纯凝机组容量占比 27.4%，抽凝机组容量占 供 热， 蒸 汽 全 部 用 比 71.7%，合计占比约 99%。30 万千瓦以下机组主要为抽凝机组和背压机组，合计占 于发电的机组。 比约 98%，主要发挥供热作用。随着机组容量大小逐渐变低，背压机组占比逐渐增高， 抽 凝 机 组： 由 汽 轮 机中间级抽出一部 分 蒸 汽 供 给 用 户， 即在发电的同时还 供热的机组。 背 压 机 组： 以 热 负 荷来调整发电负荷 的 机 组， 即 发 电 量 跟着外界供蒸汽的 多少来变化。 愈加发挥以供热为主的作用（图 4）。其中 20 万 -30 万千瓦级机组全部为抽凝机组， 10 万 -20 万千瓦