最近，国能浙江北仑电厂总投资约80亿元的一期节能减排改造项目建成，运行数据显示，供电煤耗、主要污染物排放等性能指标均处于国内同类型机组领先水平，部分已达到新一代煤电试点示范要求。
国能浙江北仑电厂。北仑电厂供图
不只是北仑电厂，今年全国各地在建煤电项目同样捷报频传，江苏、甘肃、内蒙古等地均有标志性项目并网。
当我们都在谈论“新能源”“碳中和”时，为何还要花大力气建设煤电？一组数据耐人寻味：尽管风、光等新能源发电装机已超过煤电，但煤电仍以不到40%的装机占比，贡献着约60%的发电量、70%的顶峰能力和近80%的调节能力。
未来，我们需要怎样的煤电？今年3月，国家发改委、国家能源局发布了《新一代煤电升级专项行动实施方案（2025-2027年）》。电力“扛把子”，迈开了新一轮转型升级的脚步。
煤电也可以更“绿”
我们对于煤电“高耗能、高排放”的刻板印象，大概率是从一根根冒着“白气”的大烟囱开始的。
不可否认，煤电的确是碳排放“大户”。截至2023年底的数据显示，其碳排放量约占全国碳排放总量的40%。
但事实上，煤电也可以变得更“绿”，大幅降低能耗和排放，走向“清洁化”的道路。
在实施煤电节能降碳改造、灵活性改造、供热改造“三改联动”基础上，推动煤电在新型电力系统中更好发挥兜底保障和支撑调节作用，煤电一直努力“燃更少煤，减更多碳”，以新一代煤电发展促进传统产业转型升级。《新一代煤电升级专项行动实施方案（2025—2027年）》，更明确提出了“度电碳排放水平应较2024年同类型机组降低10%-20%”“采用超超临界、湿冷机组的，设计工况供电煤耗不高于270克/千瓦时”等一系列清洁、高效要求。
国能浙江北仑电厂一期节能减排改造项目。北仑电厂供图
在北仑电厂，一期节能减排改造项目共建设两台百万千瓦超超临界二次再热燃煤机组。这个拗口的名字，藏着两个关键：主蒸汽压力达到31MPa、温度突破600℃的超超临界参数，以及蒸汽被反复加热两次实现充分利用。
北仑电厂工程管理部负责人孙城介绍，新机组的汽轮机在高压缸、中压缸、低压缸的基础上，新增了超高压缸。蒸汽在超高压缸做功后，先回到锅炉的再热器进行加热，提高温度后，进入高压缸做功，随后再进行二次加热，进入中压缸和低压缸做功，进一步提升燃料利用效率。“相比一次再热机组，每度电的煤耗下降了15克左右。”
同时，新机组还应用了引风机动叶变频调控、高效脱硫除尘一体化等10余项创新技术，整体效能显著提升。“经测算，新机组供电煤耗最低可降至257.24克/千瓦时，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别约为0.3毫克/立方米、1.9毫克/立方米和13.2毫克/立方米，接近零排放水平。”
除了源头管控，后端治理也有新尝试。在浙能兰溪电厂，除尘、脱硝、脱硫后的烟气，再次被送入“吸收塔”，经过一系列化学反应，其中的二氧化碳被精准“捕捉”，一部分封存于建筑用砖，另一部分被压缩液化制成食品级干冰等。
浙能兰溪电厂二氧化碳捕集与矿化利用全流程耦合示范项目。白马湖实验室供图
这是浙能集团与白马湖实验室、浙江大学等联合攻关，并于去年投产的全国首套万吨级燃煤电厂二氧化碳捕集与矿化利用全流程耦合示范项目。白马湖实验室智慧火电团队负责人尹峰介绍，“这个项目每年可捕集、利用二氧化碳1.5万吨，相当于1.5万亩森林1年的固碳量。”
更规模化的试验，在千里之外的陇东高原进行。今年9月，全球规模最大的煤电碳捕集示范工程，在华能甘肃正宁电厂正式投运。项目可年捕集二氧化碳150万吨，技术和装备实现全国产化。从“首台套”到“百万吨级”，“新一代低能耗低成本碳捕集与封存技术”正不断成熟。
在国网浙江电科院电源技术研究所负责人张宝看来，实现降碳，还不妨让燃煤机组吃一些“杂粮”，“相较于一般动力煤，尽管生物质原料的热值低了三分之一，但总体碳排放强度更低。而且，掺烧一定比例的生物质，还能促进燃烧、降低炉膛温度、减少氮氧化物排放等。”
循着这一思路，眼下不少电厂已展开尝试。华能玉环电厂研发了污泥、固废直燃掺烧系统，建成4套工业固废燃烧装置和2套污泥直掺锅炉磨煤机装置，固废和污泥日处置能力均达300吨以上，每年可节约标煤约6万吨。
变身灵活的“巨人”
当前，我们的生活正被越来越多的绿色电力“点亮”。风、光等新能源发电虽好，却也有着自己的“脾气”。
风，时有时无，时大时小；太阳也一样，白天上班，晚上下班，阴雨天更难以捉摸。
这种极不稳定的电力，一旦接入电网，必然对供电体系带来冲击。我们想要随时用电，还得“看天吃饭”，于是就需要煤电出来“镇场子”。
张宝坦言，“过去，煤电是电力保障的绝对主力，今后，则要成为精确平衡电力供应的‘调节器’。”在风、光等新能源电力充足时，灵活地让出发电空间，促进新能源消纳；风力减小或光照不足时，又要顶峰发力，迅速补缺，保障电网运行稳定。
在新一代煤电评价体系中，最小发电出力、负荷变化速率等一系列新指标，成了衡量煤电价值的关键所在。
国能浙江北仑电厂百万机组集控室。北仑电厂供图
午后，阳光正盛，光伏发电进入高峰。北仑电厂集控平台上，自动发电控制（AGC）指令不断更新，指挥各台机组调整发电负荷，短短10分钟，仅8号机组就降低了约20%的负荷。
孙城说：“我们创新超低负荷调峰技术，对锅炉燃烧系统、汽轮机及辅机系统、水动力系统等采取相应措施，使机组深度调峰能力达到额定负荷的20%，未来还要争取达到15%。”
新一代煤电不仅要能深度调峰，还得调得快。
磨煤机是煤电响应负荷变化的关键设备。但传统定速磨煤机从启动到稳定出煤需要约4分钟，难以灵活调节煤粉量；若在低负荷时维持空转，又很耗能。张宝建议，可以应用变频技术，精准、平滑地调整磨煤机电机转速，实现“调得更快”和“调得更省”。
国能浙江宁海电厂电化学储能电站航拍图。国家能源集团浙江公司供图
“火”“储”联合，是提升煤电机组调节速率的又一路径。在国能浙江宁海电厂，一座白色的电化学储能电站格外醒目。该电站将32兆瓦/32兆瓦时的储能系统接入发电机组，利用电池组件快速充放电能力，在需要顶峰时，由电站先行供电，等待机组提升负荷；在需要减少发电时，可由电站先行储存部分电力，等待机组降低负荷。项目负责人于海东感慨，“自去年底电站运营后，机组响应电网负荷需求的时间，由原先的分钟级缩短至秒级，大幅提升了市场竞争力。”
装上“智慧大脑”
想要跟上风、光能源的节奏，频繁变动负荷，新一代煤电也少不了智能化的加持。
在华能玉环电厂，一架智能无人机对锅炉炉膛、烟囱内筒、脱硫吸收塔等敏感部位，进行常态化巡检和拍摄，传回实时影像智能分析。凭借这套智能巡检系统，巡检人员轻松掌握关键零部件的“身体情况”，及时排除风险，保障了机组在复杂工况下的安全运行。
除了安全，还有经济的考量。
工作人员正在优化调整燃煤机组运行参数。北仑电厂供图
在白马湖实验室，一项智能发电关键技术正加紧研发。尹峰解释说，传统煤电机组运行中，工作人员需实时监测仪表、调节设备参数、频繁现场巡检，不仅耗费大量人力物力，也难以满足新一代煤电对可靠性、高效性的严苛要求。“智能发电模式，就是借助物联网、大数据、人工智能等技术，让煤电机组拥有‘智慧大脑’，既替代人工监测，又能自主判断工况，测算怎么调磨、怎么烧煤、怎么控排放，实现自主决策、自主控制。”
对此，尹峰信心满怀，“我们计划明年将研究成果在浙能乐清电厂5号、6号机组投入应用，争取将主控室日均设备操作次数从目前的3000多次降低到200次以内，大幅减少运行人员操作强度。”
当然，煤电的转型，不止于技术升级，还牵涉深刻的机制之变。比如，通过开拓辅助服务市场、实施容量电价等制度设计，让煤电调峰的价值“算得清”，即使在低负荷时段亦能生存无忧。
变革已至，这场“老骥伏枥”的大戏，将愈加精彩。
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