中國儲能網(wǎng)訊:在新型電力系統(tǒng)建設(shè)與“雙碳”目標引導(dǎo)下,熱電行業(yè)正迎來“從傳統(tǒng)化石依賴到多元協(xié)同、從剛性運行到柔性智能”的轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期。本文結(jié)合行業(yè)數(shù)據(jù)、政策導(dǎo)向及實踐案例,力求梳理出當(dāng)前熱電行業(yè)的發(fā)展脈絡(luò)、核心瓶頸與突破方向,為行業(yè)轉(zhuǎn)型提供務(wù)實參考。
行業(yè)現(xiàn)狀:新能源加速滲透,但傳統(tǒng)供熱格局仍待突破
新型電力系統(tǒng)重塑行業(yè)底層邏輯
國家能源局《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》明確的“安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合”四大特征,及“三步走”發(fā)展路徑,是當(dāng)前熱電行業(yè)轉(zhuǎn)型的根本遵循。從階段目標看,當(dāng)前至2030年“加速轉(zhuǎn)型期”,煤電仍是電力與供熱安全的核心保障;2030~2045年“總體形成期”,新能源將成為發(fā)電量增量主體,火電占比需降至28.9%;2045~2060年“鞏固完善期”,新能源主導(dǎo)發(fā)電結(jié)構(gòu),火電占比僅余8%。這一規(guī)劃明確要求熱電行業(yè)既要守住“基荷供熱安全”底線,又要具備“適配新能源波動”的柔性能力,二者需協(xié)同推進、不可偏廢。
供熱行業(yè)呈現(xiàn)“兩高兩低”突出特征
第一組“一高一低”特點是:傳統(tǒng)熱源占比高,新能源滲透率低。
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《2024年城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)顯示,截至2024年,我國全國集中供熱面積、供熱能力分別達到120.94億平方米、6.6億吉焦供汽量,但能源結(jié)構(gòu)高度依賴化石能源——2024年企業(yè)熱源結(jié)構(gòu)中,燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)占60.2%、燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)占5.7%、燃煤鍋爐占12.2%、燃氣鍋爐占19.4%、工業(yè)余熱1.2%;可再生能源與熱泵占比僅約1.1%,其他(電鍋爐、燃油鍋爐等)僅占0.2%。且受政策支持不足、初始投資高、穩(wěn)定性弱等因素制約,可再生能源供熱規(guī)?;瘧?yīng)用進展緩慢,尚未形成有效替代能力。
第二組“一高一低”特點是:火電仍為供熱主力,爬坡、深調(diào)等靈活性資源適配不足。
國家統(tǒng)計局最新發(fā)布數(shù)據(jù)顯示,盡管新能源裝機快速提升,但2025年我國火力發(fā)電量占比仍達64.7%,熱電聯(lián)產(chǎn)機組仍是民生供暖與工業(yè)供汽的核心熱源。然而,傳統(tǒng)熱電機組受“以熱定電”特性限制,靈活調(diào)節(jié)范圍多集中在40%~70%THA,變負荷速率僅1%~1.5%額定功率/分鐘,難以適配新能源高比例接入下的電網(wǎng)深度調(diào)峰需求,“熱電矛盾”日益凸顯。
新一代煤電升級劃定技術(shù)標準
2025年3月,國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《新一代煤電升級專項行動實施方案(2025~2027年)》首次提出構(gòu)建“清潔降碳、安全可靠、高效調(diào)節(jié)、智能運行”四大技術(shù)指標體系,為傳統(tǒng)煤電供熱機組轉(zhuǎn)型劃定“硬性門檻”。例如,清潔降碳方面,新建機組需預(yù)留降碳條件,示范機組需實現(xiàn)10%~20%碳減排;安全可靠方面,保供期出力達標率需達99%;高效調(diào)節(jié)方面,現(xiàn)役機組30%負荷煤耗增幅需控制在25%以內(nèi),新建機組降至20%,示范機組需達15%;智能運行方面,現(xiàn)役機組通過改造實現(xiàn)干濕態(tài)轉(zhuǎn)換點以上負荷調(diào)節(jié)自動控制,無人工干預(yù)完成AGC指令占比不低于90%,示范機組應(yīng)實現(xiàn)全負荷工況(含干濕態(tài)轉(zhuǎn)換點及以下)負荷調(diào)節(jié)自動控制,無人工干預(yù)完成AGC指令占比不低于95%。上述指標體系倒逼行業(yè)從粗放運行向精益高效轉(zhuǎn)型,推動煤電供熱機組從能源生產(chǎn)者向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)變。
核心痛點:八大問題制約行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型
結(jié)合調(diào)研與實踐,當(dāng)前熱電行業(yè)的痛點可歸納為“供需調(diào)節(jié)、低碳轉(zhuǎn)型、系統(tǒng)協(xié)同、自主可控”四大維度,每一項都直接影響能源轉(zhuǎn)型進程與能源安全底線——
供需調(diào)節(jié)維度:機組靈活性與儲熱應(yīng)用存在“雙短板”
問題一是熱電機組靈活性受限,調(diào)峰能力不足。
因受“以熱定電”特性限制,熱電機組的電負荷調(diào)節(jié)范圍被供熱需求嚴格綁定,若調(diào)節(jié)速率過快,易導(dǎo)致供熱溫度波動、影響用戶體驗。例如,某區(qū)域30萬千瓦熱電機組最小出力僅能降至25%THA,遠高于新能源消納所需的20%以下水平,難以承擔(dān)電網(wǎng)深度調(diào)峰任務(wù);部分機組變負荷速率僅1%額定功率/分鐘,無法快速響應(yīng)新能源出力波動,導(dǎo)致棄風(fēng)棄光現(xiàn)象偶有發(fā)生。
問題二是儲熱系統(tǒng)應(yīng)用占比低,場景適配性差。
國家能源局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示,截至2025年上半年,全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達9491萬千瓦/2.22億千瓦時。中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會提供數(shù)據(jù)顯示,2023年,我國儲能累計裝機中,供熱相關(guān)儲熱功率僅930.7兆瓦,占比不足1%,未能有效發(fā)揮“削峰填谷”作用。核心原因在于,單一儲熱技術(shù)難以適配不同場景需求:熱水儲熱成本低、僅為30~60元/千瓦時,但儲熱密度小,僅適用于短時間調(diào)峰;熔鹽儲熱的儲熱密度高、適用于高溫場景,但建設(shè)成本高達1000~2000元/千瓦時,投資回報周期長;跨季節(jié)儲熱受場地、氣候限制大,難以大規(guī)模推廣。
低碳轉(zhuǎn)型維度:機組能效低與老舊設(shè)備轉(zhuǎn)型難
問題三是熱電機組低碳化水平滯后,能效差距明顯。
中電聯(lián)發(fā)布的《電力行業(yè)發(fā)展報告(2025)》顯示,2024年我國全國單位火電發(fā)電量二氧化碳排放量為823克/千瓦時,同比提高0.24%,高于世界平均水平。
基于國際能源署(IEA)歷年發(fā)布的電力信息數(shù)據(jù)計算可得出,2023年,我國熱電聯(lián)產(chǎn)機組綜合熱效率約52.1%,不僅低于德國(75.7%)、韓國(54.5%)等發(fā)達國家,且因熱負荷接入不足,非采暖期機組閑置率高;運行工況偏離設(shè)計值,實際供熱負荷僅為設(shè)計值的60%~70%,實際能效進一步降低,節(jié)能降碳潛力未充分釋放。
問題四是老舊燃煤機組面臨“退役與轉(zhuǎn)型”兩難困境,供熱安全存隱患。
我國30萬千瓦級以下老舊煤電機組占比約20%,承擔(dān)著80%的區(qū)域供熱任務(wù),但當(dāng)前面臨著“兩難”困境:一方面,替代熱源不足,燃煤鍋爐逐步關(guān)停,新能源供熱未形成規(guī)?;芰?,若直接退役將加劇供熱缺口,影響民生保障;另一方面,延壽與轉(zhuǎn)型缺乏統(tǒng)一政策、技術(shù)、市場標準,部分機組運行已超30年,安全性、經(jīng)濟性難以平衡,盲目延壽易存在安全生產(chǎn)風(fēng)險,直接淘汰又造成資產(chǎn)浪費。
系統(tǒng)協(xié)同維度:多能互補與智慧賦能“雙薄弱”
問題五是多能互補、供熱協(xié)同等新理念新模式落地難度大,系統(tǒng)效率損失高。
盡管“熱泵+儲熱”“核能供電+供熱”“地?zé)崮?余熱”等多能互補模式逐漸得到行業(yè)認可和推廣,但不同能源的特性差異大,例如新能源波動性強、火電穩(wěn)定性高、儲能響應(yīng)快,各子系統(tǒng)耦合關(guān)系復(fù)雜,導(dǎo)致協(xié)同控制難度大。例如,新能源出力高峰時,若未能及時調(diào)整火電出力與供熱策略,易造成熱網(wǎng)負荷波動,系統(tǒng)效率損失約5%~10%,難以實現(xiàn)“電-熱-碳”協(xié)同優(yōu)化。
問題六是新能源供熱發(fā)展滯緩,規(guī)?;瘧?yīng)用存在政策頂層設(shè)計空白。
新能源供熱規(guī)模、占比較小,與其他供熱方式相比尚不成氣候。主要原因在于新能源供熱政策一致性較弱,缺乏頂層設(shè)計,例如部分地區(qū)出臺了太陽能供熱補貼政策,但在城市規(guī)劃中未考慮到設(shè)備初次投入和相關(guān)安裝需求,電力接入政策中也未給予輔助支持。
問題七是熱網(wǎng)智慧賦能程度低,數(shù)字化轉(zhuǎn)型滯后。
截至目前,僅北京市、黑龍江省、河北省等少數(shù)地區(qū)發(fā)布了“智能熱網(wǎng)”地方標準,全國范圍內(nèi)熱網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊協(xié)議不統(tǒng)一,“信息孤島”現(xiàn)象突出;二級網(wǎng)與用戶端狀態(tài)感知設(shè)備缺失,2022年戶端計量面積中智能計量占比不足22%,難以精準掌握用戶需求;數(shù)字孿生、AI調(diào)控等技術(shù)應(yīng)用不成熟,多數(shù)系統(tǒng)仍停留在“數(shù)據(jù)監(jiān)測”層面,未實現(xiàn)“預(yù)測-決策-調(diào)控”閉環(huán),智慧化價值未充分發(fā)揮。
自主可控維度:供熱系統(tǒng)軟硬件國產(chǎn)化率低,安全風(fēng)險突出
問題八是供熱系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)“卡脖子”問題嚴重,能源安全與數(shù)據(jù)安全面臨挑戰(zhàn)。
信息化硬件方面:芯片(英特爾、英偉達等國外品牌占比95%)、服務(wù)器(戴爾、聯(lián)想非信創(chuàng)機型占比80%)、大流量高精度熱量表(艾默生、西門子等占比55%)等核心設(shè)備高度依賴進口,供應(yīng)鏈穩(wěn)定性存疑。
軟件與算法方面:操作系統(tǒng)(微軟占比95%)、數(shù)據(jù)庫(MySQL、Oracle占比95%)、系統(tǒng)建模軟件(TRNSYS、MATLAB占比80%)、水力計算軟件(AFT、EPANET占比70%)等關(guān)鍵軟件幾乎被外國公司壟斷,核心算法受制于人,難以滿足新型電力系統(tǒng)下的自主可控要求。
破局路徑:技術(shù)創(chuàng)新與場景適配雙輪驅(qū)動
針對上述痛點,需立足行業(yè)實際,以技術(shù)創(chuàng)新為核心、場景適配為導(dǎo)向,從“機組改造-系統(tǒng)優(yōu)化-自主可控”三層架構(gòu)推進突破。
熱電機組:從“剛性出力”到“柔性調(diào)節(jié)”,破解“熱-電矛盾”
一是靈活性提升:“熱電解耦+儲熱集成”。
采用“本體熱電解耦+高溫儲熱”協(xié)同方案,如在低壓缸零出力、高低旁改造基礎(chǔ)上,集成熔鹽儲熱系統(tǒng)等高溫儲熱系統(tǒng),實現(xiàn)0~100%THA寬負荷運行,變負荷速率提升至4%額定功率/分鐘以上;通過智能控制算法,結(jié)合用戶熱負荷需求與電網(wǎng)調(diào)峰指令,動態(tài)調(diào)整儲熱與發(fā)電策略,既保障供熱穩(wěn)定性,又滿足電網(wǎng)柔性需求。例如,某燃煤電廠30萬千瓦機組經(jīng)改造后,最小出力從30%降至18%THA,年調(diào)峰收益增加約1000萬元。
二是低碳化升級:“能效挖潛+市場拓展”。
一方面,通過技術(shù)創(chuàng)新提升機組能效,如采用大溫差長輸供熱技術(shù)(如長距離輸送熱損失降低20%以上)、熱泵梯級利用電廠余熱(回收凝汽器余熱用于供暖),提升熱電比;另一方面,拓展供熱市場,如開發(fā)居民生活熱水、工業(yè)供汽、農(nóng)業(yè)烘干等全年性熱負荷市場,減少非采暖期機組閑置率,提升年運行小時數(shù)。示范機組可集成低能耗碳捕集技術(shù),實現(xiàn)10%~20%碳減排,打造“低碳供熱標桿”。
老舊機組:從“退役淘汰”到“功能再造”,盤活存量資產(chǎn)
一是科學(xué)延壽:“三維評估+精準改造”。
建立“經(jīng)濟性-環(huán)保性-安全性”三維評估體系:經(jīng)濟性上,測算改造后項目的全生命周期成本與收益;環(huán)保性上,評估改造后是否滿足最新排放標準;安全性上,對鍋爐、汽輪機等核心設(shè)備進行壽命檢測。對剩余壽命5年以上、改造后可滿足環(huán)保與調(diào)峰需求的機組,優(yōu)先實施通流改造、鍋爐低氮燃燒優(yōu)化、煙氣深度治理等升級,延長服役周期。
二是轉(zhuǎn)型復(fù)用:“多元路徑+價值重塑”。
對不具備延壽價值的機組,探索“功能轉(zhuǎn)型”路徑:一是改造為儲能調(diào)峰電站,集成熔鹽儲熱、壓縮空氣儲能或二氧化碳儲能系統(tǒng),為電網(wǎng)提供調(diào)峰服務(wù);二是轉(zhuǎn)型為調(diào)相機,解耦汽輪機與發(fā)電機,僅保留發(fā)電機功能,為電網(wǎng)提供無功支撐;三是“以大代小”,結(jié)合場地條件與周邊熱負荷,更換為高效供熱機組,提升能源利用效率。
供熱系統(tǒng):從“單一熱源”到“多能協(xié)同”,提升整體效能
一是儲熱技術(shù)場景化應(yīng)用,精準匹配需求。
按場景差異化選擇儲熱技術(shù):民生供暖優(yōu)先采用熱水儲熱(成本低、易維護),滿足日內(nèi)調(diào)峰需求;工業(yè)供汽采用蒸汽儲熱(儲熱密度高、適配高溫需求),保障連續(xù)供汽;跨季節(jié)調(diào)峰推廣土壤/水儲熱,結(jié)合太陽能、地?zé)崮艿刃履茉?,平衡冬夏熱負荷差異。通過“多儲熱技術(shù)協(xié)同”,提升系統(tǒng)靈活性與經(jīng)濟性。
二是新能源供熱規(guī)?;骸笆袌鰴C制+技術(shù)融合”。
結(jié)合電力現(xiàn)貨市場,發(fā)展“綠電+蓄熱”“電鍋爐+蓄熱”模式,利用峰谷電價差降低運行成本,并逐步向供熱電氣化方向轉(zhuǎn)型,為新能源非電利用提供新的路徑;在低碳智慧城市建設(shè)中,推廣光伏光熱一體化、樓宇分布式能源系統(tǒng),結(jié)合智慧調(diào)度提升新能源供熱穩(wěn)定性;在資源條件適宜地區(qū),規(guī)模化發(fā)展地?zé)崮芄?、生物質(zhì)能供熱,逐步提升新能源供熱占比。
三是多能協(xié)同控制:“數(shù)字賦能+市場引導(dǎo)”。
基于熱網(wǎng)動態(tài)平衡建模仿真技術(shù),結(jié)合AI負荷預(yù)測(準確率達90%以上)能力,構(gòu)建“源-網(wǎng)-儲-戶”協(xié)同調(diào)控平臺;融入電力現(xiàn)貨、碳交易市場機制,開發(fā)“電-熱-碳”協(xié)同優(yōu)化算法,實現(xiàn)新能源、火電、儲能的最優(yōu)調(diào)度,系統(tǒng)整體效率提升5%~8%,碳排放降低10%以上。
自主可控:從“依賴進口”到“全棧突破”,筑牢安全底線
一是智慧熱網(wǎng)建設(shè):“標準統(tǒng)一+技術(shù)深化”。
推動制定《智能熱網(wǎng)建設(shè)與運行標準》,統(tǒng)一數(shù)據(jù)通訊協(xié)議與接口規(guī)范;加快二級網(wǎng)與用戶端狀態(tài)感知設(shè)備部署,實現(xiàn)戶端智能計量大范圍覆蓋;深化AI、數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用,開發(fā)負荷預(yù)測、故障診斷、優(yōu)化調(diào)度等核心算法,實現(xiàn)“數(shù)據(jù)-模型-決策”閉環(huán),提升熱網(wǎng)智慧化水平。
二是軟硬件同步實施國產(chǎn)化替代:“產(chǎn)學(xué)研協(xié)同+成果轉(zhuǎn)化”。
聯(lián)合信創(chuàng)企業(yè)、高校、科研院所,攻關(guān)“芯片-服務(wù)器-操作系統(tǒng)-數(shù)據(jù)庫-算法”全鏈路國產(chǎn)化技術(shù);研制國產(chǎn)高精度熱量表、供熱系統(tǒng)建模軟件、水力計算軟件,建立行業(yè)驗證平臺,提升產(chǎn)品可靠性與適配性;制定供熱系統(tǒng)國產(chǎn)化技術(shù)要求與檢測標準,推動核心設(shè)備與軟件國產(chǎn)化率大幅增長,筑牢能源安全屏障。
未來建議:政策、產(chǎn)業(yè)、標準三管齊下,凝聚轉(zhuǎn)型合力
一是從政策層面完善頂層設(shè)計,強化轉(zhuǎn)型引導(dǎo)。
加大新能源供熱政策支持力度,對“綠電+供熱”“儲熱項目”給予投資補貼或電價補貼;將熱電聯(lián)產(chǎn)機組調(diào)峰收益納入電力輔助服務(wù)市場,明確補償標準;鼓勵“合同能源管理”“以節(jié)換補”等商業(yè)模式,降低企業(yè)轉(zhuǎn)型成本;建立老舊熱電機組轉(zhuǎn)型專項基金,支持存量資產(chǎn)盤活。
二是強化產(chǎn)學(xué)研協(xié)同,加速技術(shù)轉(zhuǎn)化。
依托國內(nèi)高校、科研院所及行業(yè)龍頭企業(yè)等平臺,建立“企業(yè)-高校-科研院所”聯(lián)合創(chuàng)新實驗室,聚焦寬負荷機組、低碳供熱技術(shù)、智慧調(diào)控算法等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān);搭建行業(yè)技術(shù)交流與成果轉(zhuǎn)化平臺,推廣長距離供熱、多能耦合供熱等典型案例經(jīng)驗,加快先進技術(shù)落地應(yīng)用。
三是健全標準與監(jiān)管,保障轉(zhuǎn)型質(zhì)量。
制定《老舊熱電機組延壽與轉(zhuǎn)型評估規(guī)范》《供熱系統(tǒng)國產(chǎn)化技術(shù)要求》《智能熱網(wǎng)數(shù)據(jù)安全標準》等行業(yè)規(guī)范標準,形成覆蓋熱電“設(shè)計-建設(shè)-運行-退役”全生命周期的標準體系;建立供熱行業(yè)轉(zhuǎn)型監(jiān)管機制,定期評估企業(yè)轉(zhuǎn)型進展與成效,對優(yōu)質(zhì)項目給予表彰與政策傾斜,保障行業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型。
新型電力系統(tǒng)下,供熱行業(yè)轉(zhuǎn)型既是挑戰(zhàn),更是機遇。唯有以技術(shù)創(chuàng)新破解痛點,以場景適配提升效能,以自主可控筑牢底線,才能構(gòu)建起“韌性低碳的新一代供熱體系”,為國家能源高質(zhì)量發(fā)展、“雙碳”目標實現(xiàn)貢獻供熱力量。



