中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
引言
與其他能源電力類型相比，我國火電技術(shù)起源較早，火電技術(shù)占據(jù)了電力市場的大部分，產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于成熟階段，且近年來，火電生產(chǎn)保持了持續(xù)增長。但是在“雙碳”政策背景下，根據(jù)相關(guān)政策規(guī)劃；“十四五”時(shí)期煤電的裝機(jī)和電量仍有一定增長空間，新增煤電主要發(fā)揮高峰電力平衡和應(yīng)急保障作用；“十五五”時(shí)期煤電裝機(jī)進(jìn)入峰值平臺(tái)期，發(fā)電量和耗煤量穩(wěn)步下降；2030年后進(jìn)入“減容減量”階段，遠(yuǎn)期“近零脫碳機(jī)組”逐步增加，逐步形成碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新模式［１］。
由此可見，煤電產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)依靠增量市場的發(fā)展機(jī)會(huì)會(huì)越來越小，2025年后甚至只有存量市場，生存壓力巨大，必須找到各自的轉(zhuǎn)型發(fā)展方向。
另一方面，在“雙碳”背景下，能源結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步調(diào)整并向清潔化發(fā)展，可再生能源將成為能源主力。新型儲(chǔ)能是支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，對(duì)推動(dòng)能源綠色轉(zhuǎn)型、應(yīng)對(duì)極端事件、保障能源安全、促進(jìn)能源高質(zhì)量發(fā)展、支撐應(yīng)對(duì)氣候變化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)具有重要意義，成為能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和的關(guān)鍵支撐之一?！蛾P(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬千瓦以上［２］。到2030年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場化發(fā)展。
本文通過分析傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠的產(chǎn)品業(yè)務(wù)種類以及新型電力系統(tǒng)下的各種物理儲(chǔ)能系統(tǒng)所包含的業(yè)務(wù)類型，分析傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠在轉(zhuǎn)型發(fā)展物理儲(chǔ)能業(yè)務(wù)上的優(yōu)勢及策略，為傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠尋找一條轉(zhuǎn)型發(fā)展的新路徑。
1 傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠業(yè)務(wù)分析
傳統(tǒng)火電廠是使用燃料作為燃料發(fā)電的發(fā)電廠，基本的生產(chǎn)原理是：水在燃料燃燒時(shí)加熱生成蒸汽，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，產(chǎn)生蒸汽的壓力推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，在此過程中熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能?；鹆Πl(fā)電廠一般由兩個(gè)大系統(tǒng)組成：燃燒系統(tǒng)與汽水系統(tǒng)，前者主要包含鍋爐燃燒系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和除塵除灰系統(tǒng)；后者主要包含汽水循環(huán)、化學(xué)水處理和循環(huán)水系統(tǒng)等。
電廠建設(shè)過程中，在進(jìn)行輔機(jī)招標(biāo)時(shí)，一般按照１－９類對(duì)輔機(jī)進(jìn)行劃分。主要包含磨煤機(jī)、給煤機(jī)、電除塵器、引風(fēng)機(jī)、各類加熱器、各類換熱器、各類風(fēng)機(jī)、除氧器、電動(dòng)／汽動(dòng)給水泵組、各類管道、各類儀表、各類閥門、各類水／油泵、各類變壓器與變頻器等電氣設(shè)備、各類電動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)組、空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、ＵＰＳ系統(tǒng)、油／水凈化裝置、油站、各類過濾器等等［３－４］。
2 物理儲(chǔ)能技術(shù)路線介紹
２.１ 物理儲(chǔ)能概念
物理儲(chǔ)能是指利用抽水、壓縮空氣、飛輪等物理方法實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)的目的，一般包括物理儲(chǔ)電與物理儲(chǔ)熱，本文主要分析物理儲(chǔ)電。
２.２ 物理儲(chǔ)能分類
物理儲(chǔ)能又可分為抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能以及飛輪儲(chǔ)能等幾種，它們的主要技術(shù)參數(shù)如表１所示［５－６］。
２.３ 抽水蓄能系統(tǒng)及設(shè)備分析
抽水蓄能系統(tǒng)（PHES）以水為儲(chǔ)能介質(zhì)，通過電能與勢能的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存與管理，主要由上水庫、輸水系統(tǒng)、廠房和下水庫組成［７］。在電力系統(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)期，利用上庫的水通過引水系統(tǒng)閘門、管道和調(diào)壓井等設(shè)施，將上庫水的位能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)與水輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)發(fā)電；在低谷負(fù)荷時(shí)期，將下庫的水再通過引水系統(tǒng)閘門、管道和調(diào)壓井等設(shè)施抽回上庫蓄積起來，此時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)，水輪機(jī)轉(zhuǎn)變成水泵，具體原理如圖１所示。
抽水蓄能系統(tǒng)包含的主要設(shè)備包括發(fā)電／電動(dòng)機(jī)、水輪機(jī)、各類閥門、各類儀表、油站、空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、各類管道、各類變壓器及變頻器等電氣設(shè)備、各類過濾器、各類換熱器、各類泵等。
２.４ 壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)及設(shè)備分析
壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）是指利用壓縮機(jī)將電能（如低谷電、不穩(wěn)定的棄風(fēng)、棄光電等）轉(zhuǎn)化為空氣介質(zhì)壓力內(nèi)能和換熱介質(zhì)熱能，分別儲(chǔ)存在氣體和儲(chǔ)能裝置中，從電力需求中釋放高壓空氣，通過透平膨脹產(chǎn)生電能，具體原理如圖２所示［８］。
以非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，其主要設(shè)備包括空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、各類管道、發(fā)電／電動(dòng)機(jī)、各類閥門、冷干機(jī)、檢測儀、各類過濾器、各類儀表、油站、氣液分離器、氣／油冷卻器各類泵等。
２.５ 重力儲(chǔ)能系統(tǒng)及設(shè)備分析
重力儲(chǔ)能系統(tǒng)（GBES）的介質(zhì)主要分為水和固體物質(zhì)，是由重力產(chǎn)生的位能來儲(chǔ)存能源。當(dāng)電力低負(fù)荷時(shí)利用多余電量，將重物吊至高處產(chǎn)生重力勢能，在需要電力的時(shí)候，再利用重物下降的力量來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，具體原理如圖３所示［９］。
重力儲(chǔ)能系統(tǒng)包含的主要設(shè)備有發(fā)電／電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)組件、外套筒、內(nèi)套筒、重力塊、各類管道、各類閥門、各類過濾器、各類儀表、油站、各類泵等。
２.６ 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)及設(shè)備分析
飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)（FESS）是一種利用電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換來存儲(chǔ)能量的技術(shù)，當(dāng)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)充電時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)子加速，電能轉(zhuǎn)換為飛輪轉(zhuǎn)子的機(jī)械能進(jìn)行存儲(chǔ)。放電時(shí)，飛輪轉(zhuǎn)子的慣性用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能輸出。飛輪儲(chǔ)能通過轉(zhuǎn)子的加速和減速，實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和釋放，具體原理如圖４所示［１０］。
飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)包含的主要設(shè)備為飛輪轉(zhuǎn)子、發(fā)電／電動(dòng)機(jī)、各類軸承、逆變器、整流器、各類泵、各類管道、各類儀表、各類閥門、干燥器、ＵＰＳ系統(tǒng)、散熱器、各類變壓器與變頻器等電氣設(shè)備。
3 物理儲(chǔ)能前景分析
３.１ 政策支持
為了努力構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系，最終實(shí)現(xiàn)安全可靠的碳達(dá)峰、碳中和，國家大力支持包括物理儲(chǔ)能在內(nèi)的各類新型儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，中共中央、國務(wù)院以及各部委出臺(tái)了一列支持政策及文件，如表２所示。
３.２ 前景分析
根據(jù)習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上發(fā)表的重要講話精神，我國將致力于在2030年二氧化碳排放量達(dá)到峰值，在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。在此過程中，以水電、風(fēng)電、光伏為代表的新能源裝機(jī)迎來了爆發(fā)式增長。
隨著其裝機(jī)容量、發(fā)電量的爆發(fā)式增長，可再生能源作為能源支柱正在逐步取代常規(guī)性能源。其波動(dòng)性和間歇性給電網(wǎng)帶來了極大挑戰(zhàn)，對(duì)新型電力系統(tǒng)的支撐能力提出了更大的要求，需要從“源－網(wǎng)－荷”快速向“源－網(wǎng)－荷－儲(chǔ)”轉(zhuǎn)變。
儲(chǔ)能，在電網(wǎng)側(cè)的作用主要包括削峰填谷，改善電能質(zhì)量、提高電網(wǎng)可靠性，改善電網(wǎng)特性、滿足新能源并網(wǎng)需要等。在電源側(cè)的作用主要包括平滑短時(shí)出力波動(dòng)，跟蹤調(diào)度計(jì)劃出力，實(shí)現(xiàn)套利運(yùn)行，提高可再生能源發(fā)電的確定性、可預(yù)測性和經(jīng)濟(jì)性。在負(fù)荷側(cè)的作用主要包括分時(shí)電價(jià)管理、容量電費(fèi)管理、提升用電質(zhì)量、提高用電可靠性等。
《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》文件指出，到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬千瓦以上。從市場規(guī)模來看，初步估算，2025年儲(chǔ)能市場空間將達(dá)4500億元左右，2020-2025年累計(jì)達(dá)1.6萬億元左右。
綜上可以看出，包括物理儲(chǔ)能在內(nèi)的各種儲(chǔ)能技術(shù)，在“雙碳”政策背景下，在新型電力系統(tǒng)下都將具備廣闊的發(fā)展空間。
4 傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠優(yōu)勢及策略分析
４.１ 現(xiàn)狀分析
從長期來看，傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠主要面臨如下幾方面的問題。
（１）火電市場萎縮
從外部環(huán)境來看，在“雙碳”政策背景下，不同機(jī)構(gòu)、專家學(xué)者對(duì)我國的最終火電規(guī)模預(yù)測不盡相同，但是從總體趨勢而言，火電（尤其是煤電）在“雙碳”政策背景下，總裝機(jī)容量大幅下降、年利用小時(shí)數(shù)大幅下降不可避免，且角色將從主力電源轉(zhuǎn)變?yōu)槿萘亢驼{(diào)節(jié)靈活性支撐的角色。
（２）新能源業(yè)務(wù)切入困難
傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠屬于裝備制造企業(yè)，一般長期從事電廠輔機(jī)類產(chǎn)品的開發(fā)、制造等業(yè)務(wù)。隨著我國市場化改革的不斷深化，企業(yè)想要切入一個(gè)新的領(lǐng)域、新的方向是極其困難的。這類企業(yè)之前并未接觸過光伏、風(fēng)電等新能源業(yè)務(wù)，而目前在大部分新能源方向，尤其是體量最大的光伏、風(fēng)電方向，市場格局已經(jīng)基本成型，頭部企業(yè)占據(jù)著絕大多數(shù)市場份額，傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠想要切入相關(guān)行業(yè)的設(shè)備制造領(lǐng)域是極其困難的。
（３）新能源人才招聘難度大
在“雙碳”政策背景下，新能源目前是熱點(diǎn)行業(yè)，是政策、資金、人才的聚集地。但是一方面，目前國內(nèi)高校在新能源方向的專業(yè)設(shè)置、招生等方面存在一定的滯后性，所以目前相關(guān)專業(yè)高校的畢業(yè)生人數(shù)是無法滿足企業(yè)對(duì)新能源方向的人才需求的。另一方面，新能源方向的專業(yè)人才目前處于供不應(yīng)求的階段，所以在選擇就業(yè)單位時(shí)，畢業(yè)生會(huì)更加傾向于選擇主營業(yè)務(wù)方向?yàn)樾履茉础⑶腋＠鱿鄬?duì)較好的大型國有企業(yè)和頭部私企。傳統(tǒng)火電輔機(jī)企業(yè)并不具備招聘相關(guān)方向人才的優(yōu)勢。
４.２ 優(yōu)勢分析
通過前文分析，傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠轉(zhuǎn)型發(fā)展物理儲(chǔ)能業(yè)務(wù)是具有一定優(yōu)勢的，主要包括以下幾個(gè)方面：
（１）各物理儲(chǔ)能技術(shù)路線涉及的設(shè)備，大部分種類都屬于傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠業(yè)務(wù)范圍。例如電動(dòng)機(jī)、各類閥門、各類儀表、油站、空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、各類管道、各類變壓器等電氣設(shè)備、各類過濾器、各類換熱器、各類泵等。
（２）火電輔機(jī)廠現(xiàn)有的設(shè)備和人才可以得到充分的利用。
（３）火電輔機(jī)廠現(xiàn)有的知識(shí)體系可以得到進(jìn)一步利用。應(yīng)用于儲(chǔ)能應(yīng)物理用場景的各類設(shè)備雖然會(huì)有參數(shù)、尺寸、性能要求等方面的變化，但是其與火電廠相應(yīng)設(shè)備屬于同一種類，所以相關(guān)的開發(fā)體系、知識(shí)體系都可以得到繼承與發(fā)展。
（４）各種新型物理儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的各類設(shè)備的數(shù)字化、智能化提出了更高的要求。作為設(shè)備廠家，其對(duì)設(shè)備更了解，比軟件工作更具備對(duì)設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化、智能化升級(jí)的能力。
４.３ 策略分析
傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠要想轉(zhuǎn)型發(fā)展物理儲(chǔ)能業(yè)務(wù)，除了上述優(yōu)勢外，其還需做好以下幾方面工作：
（１）人才隊(duì)伍升級(jí)
首先，將社會(huì)招聘、校園招聘與企業(yè)內(nèi)部培養(yǎng)相結(jié)合，為企業(yè)尋找到優(yōu)秀的人才，儲(chǔ)備更多更強(qiáng)的人才后備力量，這是企業(yè)持續(xù)發(fā)展壯大的有力人才支持。其次，構(gòu)建多元化的職業(yè)培訓(xùn)體系。與企業(yè)人才隊(duì)伍的具體情況相結(jié)合，從人才的崗位技能出發(fā)考慮，針對(duì)不同崗位和專業(yè)的人才，要采用基礎(chǔ)培訓(xùn)、高端技術(shù)培訓(xùn)等相適應(yīng)的培訓(xùn)體系，因材施教才能提升整體人才隊(duì)伍的素質(zhì)。再次，采用競爭機(jī)制，激發(fā)企業(yè)人才的創(chuàng)新思維。
（２）提升產(chǎn)品科技含量
新型電力系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的智能化、數(shù)字化要求會(huì)越來越高，單純的機(jī)械產(chǎn)品將越來越不適應(yīng)市場需要，迅速被市場淘汰。廠家需要具備開發(fā)、制造適應(yīng)“雙碳”政策背景、適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的產(chǎn)品。
（３）大力開拓國際市場
目前在南亞、東南亞、非洲及部分“一帶一路”沿線國家，電力仍然處于短缺狀態(tài)。在全球“雙碳”政策背景下，其不但對(duì)傳統(tǒng)能源裝備仍具有一定的市場需求，對(duì)以光伏、風(fēng)電為代表的新能源電力也存在巨大需求。所以，火電輔機(jī)廠在保持國內(nèi)訂單的同時(shí)，要加大力度開拓國際市場，用國際市場來填補(bǔ)國內(nèi)市場的不足，從而保持設(shè)備的產(chǎn)能利用率以及維持相應(yīng)的職工隊(duì)伍等。
（４）積極主動(dòng)作為
任何企業(yè)的發(fā)展都不應(yīng)該將希望寄托在外部，而是應(yīng)該積極主動(dòng)作為，依靠自力更生來實(shí)現(xiàn)企業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展?！胺e極主動(dòng)、自力更生”不是說要關(guān)起門來搞開發(fā)、搞生產(chǎn)，而是指要主動(dòng)分析公司現(xiàn)狀、主動(dòng)分析公司產(chǎn)品轉(zhuǎn)型、主動(dòng)與地方政府對(duì)接政策、主動(dòng)與科研院所及高校開展技術(shù)攻關(guān)等等。企業(yè)發(fā)展過程中，遇到問題，實(shí)事求是、認(rèn)真對(duì)待、分析問題、解決問題，那么企業(yè)就一定能夠發(fā)展好，這是企業(yè)發(fā)展的最大保障、也是企業(yè)發(fā)展的最大基礎(chǔ)。
5 結(jié)論
“十四五”是我國能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，也是傳統(tǒng)能源電力產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵期。本文通過分析了傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠的主要業(yè)務(wù)范圍、典型物理儲(chǔ)能技術(shù)路線涉及的具體設(shè)備、物理儲(chǔ)能技術(shù)的前景，歸納了傳統(tǒng)火電輔機(jī)企業(yè)發(fā)展物理儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的優(yōu)勢及應(yīng)該采取的主要策略。通過分析可以看出，傳統(tǒng)火電輔機(jī)廠的人才、設(shè)備、知識(shí)體系等能夠在很大程度上應(yīng)用于物理儲(chǔ)能業(yè)務(wù)上，是一條在新型電力系統(tǒng)下的儲(chǔ)能領(lǐng)域快速開拓市場的轉(zhuǎn)型發(fā)展的新路徑。
