巴彦淖尔紫金有色金属有限公司燃煤自备电厂可再生能源替代工程项目实施方案

完成单位：内蒙古恒瑞新能源有限责任公司

一、建设意义和必要性

1、背景意义

（1）国内外能源生产与消费形势

2022 年以来，全球能源局势经历了近几十年来最深刻的变革，在俄乌战争、新冠肺炎疫情冲击、大国博弈交织影响下，能源领域长期形成的固有生产格局、贸易流向以及价格规律被打破，世界能源格局深度调整，正面临新秩序形成的关键时期。2023 年，俄乌战争影响仍将持续，全球经济面临较强下行压力风险，能源商品价格将继续波动。全球煤炭消费将持续增长，同时可再生能源的发展速度也将进一步提升。各国将加大对新能源本土化建设的投入，全球新能源领域竞争将进一步加剧。

欧洲能源危机引发各国对能源安全的高度关切，全球在能源安全与低碳转型中寻求平衡发展，大力发展可再生能源已经成为全球能源转型和应对气候变化的重大战略方向和一致宏大行动。加快发展可再生能源、实施可再生能源替代行动，是推进能源革命和构建清洁低碳、安全高效能源体系的重大举措，是保障国家能源安全的必然选择。根据国际可再生能源署 (IRENA) 发布的《2023 年可再生能源装机容量统计》报告，截至 2022 年底，全球可再生能源发电总装机容量达到33.72 亿千瓦，新增装机容量达 2.95 亿千瓦，同比增长 9.6%，创历史2新高。2022 年以光伏、风电为主的可再生能源装机容量占全球新增电力装机容量的比重达到 83%，维持绝对主力地位。依据相关报告数据，2022 年，全球可再生能源增长大幅加速，可再生能源发电量超过 8.7万亿千瓦时，带动非化石能源占比达到 17.7%。全球能源相关碳排放增速大幅放缓，能源相关二氧化碳排放量增长 1%接近至 370 亿吨，远小于 2021 年 6%的增幅；碳排放增长低于全球 GDP 增长，恢复了延续十年的排放与经济增长脱钩形势；清洁能源和低碳技术的应用部署减少了约 5.5 亿吨碳排放量。

近年来，我国经济持续快速发展，人民生活水平日益提高，能源需求也随之不断增长，逐步形成了煤、油、气、可再生能源多轮驱动的能源生产体系，已成为世界上第一大能源生产国和消费国。2022年，我国原煤产量 45.6 亿吨，比上年增长 10.5%；原油产量 20472 万吨，2016 年以来首次回升至 2 亿吨以上；天然气产量增长 6.0%，连续 6年增产超 100 亿立方米。截至 2022 年底，我国已建成全球最大的清洁发电体系，发电总装机达到 25.6 亿千瓦，其中，非化石能源发电装机 12.7 亿千瓦，总装机比重上升至 49.6%，成为发电装机的主体。2022 年我国新能源产业发展实现大规模跃升，可再生能源发电装机容量突破 12 亿千瓦，其中新增装机占全国新增发电装机的 76.2%，已成为我国电力新增装机的主体。风电光伏新增装机连续三年突破 1亿千瓦，再创历史新高；风电光伏年发电量首次突破 1 万亿千瓦时，同比增长 21%。能源转型新兴产业发展亮点纷呈，绿氢产业发展加快，可再生能源制氢示范项目累计超过 70 个；储能产业高速发展，百兆3瓦级储能项目成为常态，建成全球首个二氧化碳+飞轮储能示范项目；CCUS-EOR 技术和标准达到国际领先水平。

2023 年 2 月 28 日，国家统计局发布《中华人民共和国 2022 年国民经济和社会发展统计公报》，依据统计公报初步核算，全年能源消费总量 54.1 亿吨标准煤，比上年增长 2.9%。煤炭消费量增长 4.3%，原油消费量下降3.1%，天然气消费量下降1.2%，电力消费量增长3.6%。煤炭消费量占能源消费总量的 56.2%，比上年上升 0.3 个百分点；天然气、水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源消费量占能源消费总量的 25.9%，上升 0.4 个百分点。重点耗能工业企业单位电石综合能耗下降 1.6%，单位合成氨综合能耗下降 0.8%，吨钢综合能耗上升1.7%，单位电解铝综合能耗下降 0.4%，每千瓦时火力发电标准煤耗下降0.2%。全国万元国内生产总值二氧化碳排放下降0.8%。2022年，水电、核电、风电、太阳能发电等清洁能源发电量比上年增长 8.5%；非化石能源消费量占能源消费总量的比重为 17.5%，同比提高 0.8 个百分点。综合国内外能源生产与消费形势来看，大力发展可再生能源，实施可再生能源替代行动已经成为全球能源结构调整的明确路径，我国当下也正迎来一场深刻的以能源科技革命为标志的产业革命。

（2）国家能源战略

2020 年 9 月，我国向全世界宣布，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和。2020 年 12 月，国家领导人在气候雄心峰会上进一步表示，到 2030 年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比 2005 年下降 65%以上，非化石能源占一次4能源消费比重将达到 25%左右，风电、太阳能发电总装机容量将达到12 亿千瓦以上。2021 年 10 月，《国务院关于印发 2030 年前碳达峰行动方案的通知》（国发〔2021〕23 号），明确提出“构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统”。实现“碳达峰、碳中和”目标和构建新型电力系统已被列为国家重点任务，而提升太阳能、风力发电等清洁能源的占比是实现“双碳”目标和构建新型电力系统的重要一步。“十四五”时期，我国能源发展处于安全保障的攻坚期、低碳转型的窗口期、产业创新的升级期和普遍服务的巩固提升期，推动清洁能源发展迎来重大历史机遇。

2021 年 10 月 26 日，国务院印发《2030 年前碳达峰行动方案》，方案的第一个重点任务就是“能源绿色低碳转型行动”，提出要坚持安全降碳，在保障能源安全的前提下，大力实施可再生能源替代，加快构建清洁低碳安全高效的能源体系。推进煤炭消费替代和转型升级。加快煤炭减量步伐，“十四五”时期严格合理控制煤炭消费增长，“十五五”时期逐步减少。严格控制新增煤电项目，加快现役机组节能升级和灵活性改造，推动煤电向基础保障性和系统调节性电源并重转型。

2022 年 6 月 1 日，国家《“十四五”可再生能源发展规划》指出，提升可再生能源就地消纳能力。积极推进煤电灵活性改造，推动自备电厂主动参与调峰，在新能源资源富集地区合理布局一批天然气调峰电站，充分提升系统调节能力。优化电力调度运行，合理安排系统开机方式，动态调整各类电源发电计划，探索推进多种电源联合调度。引导区域电网内共享调峰和备用资源，创新调度运行与市场机制，促5进可再生能源在区域电网内就地消纳。

（3）内蒙古自治区能源政策

2022 年 2 月 20 日，内蒙古自治区人民政府印发 2022 年坚持稳中求进推动产业高质量发展政策清单，支持工业园区燃煤自备电厂可再生能源替代。

2022年3月3日，《内蒙古自治区“十四五”可再生能源发展规划》提出，要广泛扩展可再生能源应用场景，推进工业园区可再生替代。充分挖掘燃煤自备电厂园区的电源灵活调节能力和负荷侧需求响应能力，推动园区自备电厂参与调峰，改变单一依靠自备火电的传统供能方式，因地制宜推动风电、光伏建设，鼓励集中式与分布式并举，在不占用公共电网的消纳空间且保证用能安全的前提下实现新能源全额自发自用，逐步实现园区用能清洁化。

2022 年 7 月 28 日，自治区能源局印发《内蒙古自治区能源局关于 2022 年燃煤自备电厂可再生能源替代工程项目申报的通知》，为切实推动全区可再生能源发展续好局、行稳步，进一步贯彻落实《内蒙古自治区人民政府办公厅关于推动全区风电光伏新能源产业高质量发展的意见》（内政办发〔2022〕19 号）精神，充分挖掘燃煤自备电厂灵活性调节能力，大力实施可再生能源替代。

2023 年 11 月 10 日，为高质量有序推进自治区市场化并网消纳新能源项目建设，进一步完善市场化新能源项目实施细则，保障项目的顺利推进，自治区能源局发布《内蒙古自治区燃煤自备电厂可再生能源替代工程实施细则 2023 年修订版（试行）》，燃煤自备电厂可再6生能源替代工程是基于自备电厂的调峰空间，配置相匹配的新能源规模，新能源所发电量替代自备电厂原有供电量。新能源与其自备电厂均不得向其他企业供电，不得向公网送电，不占用公网调峰资源及消纳空间。鼓励燃煤自备电厂实施深度灵活性改造以增加电厂调峰空间。

本次巴彦淖尔紫金有色金属有限公司燃煤自备电厂可再生能源替代工程项目严格依照《内蒙古自治区燃煤自备电厂可再生能源替代工程实施细则 2023 年修订版（试行）》和项目申报通知等的各项要求进行编制，积极贯彻落实国家、自治区提出的节能减排产业政策，根据“双碳”、“双控”工作要求，实施燃煤自备电厂可再生能源替代工程，释放自备电厂的调峰能力为新能源调峰，提升地区新能源消纳比例。

2、建设必要性分析

（1）燃煤自备电厂可再生能源替代工程是调整能源结构，实现碳达峰、碳中和目标的必然要求。

气候变化已成为全球性的非传统安全问题，实现“碳中和”是全球大势、时代命题，关乎全人类未来发展。目前，全球已有超过 137 个国家提出“碳中和”目标或愿景，中国也在 2020 年 9 月做出力争实现2030 年前“碳达峰”、2060 年前“碳中和”的庄严承诺。人类活动排放的二氧化碳是温室气体的主要来源，而化石能源燃烧则是人类活动排放二氧化碳的主要活动方式。2020 年能源相关的二氧化碳约占全球二氧化碳排放总量的 87%。资源禀赋与技术优势差异，决定世界各国低碳转型路径不同，但总体呈现“减煤、稳油、增气、大力发展可再生能源”的态势。中国是全球最大的能源生产国、消费国和二氧化碳排7放国，近 88%的二氧化碳排放来自能源系统，为实现碳中和目标，需要通过提高能效、减少煤炭使用以及大幅增加清洁能源比例等措施实现自身快速、深度转型。本次巴彦淖尔紫金有色金属有限公司燃煤自备电厂可再生能源替代工程项目利用100MW自备火电机组深度调峰空间，规划建设 70MW 风电项目，为新能源提供新的消纳空间，用新能源所发电量替代自备电厂原有供电量，减少了火电电量，增加了新能源使用比例，助力地方能源结构调整和双碳目标落实。

（2）燃煤自备电厂可再生能源替代工程是解开能耗双控束缚，实现“两个超过”的有效举措。

为严格落实国家能耗双控政策要求，内蒙古自治区采取了一系列严控能源消费总量、降低能源消费强度的措施。2021 年 11 月 27 日，内蒙古自治区第十一次党代会提出了能源领域“两个率先”“两个超过”目标，要想完成“两个超过”目标，到 2025 年新能源装机规模超过火电装机规模、2030 年新能源发电总量超过火电发电总量，需全力推进风电、光伏等新能源大规模高比例开发利用。但由于能耗双控使企业能源消费总量增长空间受限，扩大产能、延伸产业链及计划新上项目难以开工，导致新能源项目消纳空间受限。因此，解决增量负荷顺利投产发挥其消纳能力与能耗“双控”政策所要求的严控能耗指标之间的矛盾，是落实“十四五”新增可再生能源消纳问题的关键。本次巴彦淖尔紫金有色金属有限公司燃煤自备电厂可再生能源替代工程项目，基于自备电厂的调峰空间，配置相匹配的新能源规模，使新能源所发电量替代自备电厂原有供电量，不占用能耗指标，又增加了新能源开8发建设规模，同时能够提升地区新能源消纳比例。

（3）燃煤自备电厂可再生能源替代工程是落实国家新能源安全可靠替代传统能源和构建新型电力系统的内在要求。

按照 2021 年中央经济工作会议精神，我国的双碳战略要坚持全国统筹、节约优先、双轮驱动、内外畅通、防范风险的原则，传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基础上。2021 年 3 月，中央财经委员会第九次会议提出要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。我国火电机组基数庞大，火电灵活性资源潜力巨大，利用好火电机组调节能力，因地制宜地结合新能源资源禀赋，进一步提升新能源消纳能力，推动新能源与火电机组的协调发展，积极推动煤电由主体性电源向提供可靠容量、调峰调频等辅助服务的基础性电源转变，是落实国家新能源安全可靠替代传统能源的要求，也是未来高比例新能源电力系统的重要组成部分。本次巴彦淖尔紫金有色金属有限公司燃煤自备电厂可再生能源替代工程项目，通过仿真计算，合理配置新能源装机规模和储能设置，利用新能源发电量替代一定的火电发电量，提高了地区系统内新能源装机，助力区域新型电力系统建设。

二、项目建设内容

本项目通过火电深度调峰为新能源提供消纳空间，新能源所发电量替代自备电厂原有供电量，不向公共电网送电，不占用电网消纳空间。本次项目容量为 70MW，本次配套建设 1 座 110kV 升压站。规9划建设 2 台主变，规模为 2×40MVA，电压等级为 110/35kV，110kV侧采用单母线接线形式，以 1 回 110kV 线路接入巴彦淖尔紫金有色金属有限公司紫金热电厂变电站 110kV 侧。

本项目拟配置 1 套±20Mvar SVG 型动态无功补偿装置，无功调节范围分别为-20Mvar~+20Mvar，接入风电配套升压站的 35kV 侧。

三、项目投资

本项目建设风电项目 7 万千瓦，采用 8 台 6.25MW 机组和 4 台5MW 机组，新建一座 110kV 变电站，以 1 回 110kV 线路送到紫金热电厂变电站 110kV 侧，导线型号为 LG J-240，送出线路距离为 55.92km。

本项目整体静态总投资37657.36万元，建设期利息520.61万元，动态投资为 38177.97 万元，流动资金 210 万元，项目总投资 38387.97万元。其中风电场本体工程（含升压站）静态投资 31506.16 万元，单位千瓦静态投资 4500.88 元/kW，建设期利息 435.57 万元，动态投资31941.73 万元，单位千瓦动态投资为 4563 元/kW；线路工程静态投资6151.2 万元，建设期利息 85.04 万元，动态投资 6236.24 万元。

四、社会效益

1、经济效益

根据仿真计算，风电发电小时为 3261 小时，弃电率为 4.91%，风电上网小时数为 3101h。按照上述条件，在资本金财务内部收益率为 10%，进行财务评价分析得出：项目上网电价为 0.2209 元/千瓦时项目投资财务内部收益率（税前）为 7.44%，投资回收期为 10.88 年，投资利税率为 3.27%，项目资本金净利润率为 8.64%。

2、社会效益

本项目运营周期较长，期间需要当地提供大量的建筑材料和劳动力，有利于把当地资源优势转化为经济优势，创造大量的就业机会。本项目总投资 3.83 亿元，根据以往经验，投资将有 40%转化为消费，对拉动内需具有巨大作用。项目的开发和利用将为国家和地方财政收入的增加做出贡献。

3、环境效益

由于风能资源是一种不消耗矿物燃料的可再生能源，风能发电的使用，相当于节省相同数量电能所需的矿物燃料，这样可以减少开发一次能源如煤、石油、天然气的数量，同时节约大量的水资源。本项目替代火电电量为 2.17 亿千瓦时，按照 307g/kWh 计算，可节约标煤6.66 万吨，按照火电站各项废气、废渣的排放标准，本工程每年可减少排放烟尘约 3.8 吨、二氧化硫约 26.5 吨、氮氧化物 38 吨、二氧化碳约 20.8 万吨，灰渣约 2.6 万吨。

五、新能源规模测算方法

(1)生产模拟方法

本项目系统平衡和模拟分析按“源-网-荷-储”一体化技术，采用负荷、火电、风电全年 8760 小时时间序列数据进行仿真运行研究。在系统内新增风电、通过调节系统中的可控单元（火电），充分发挥火电的调峰作用，使得系统中火电与新能源出力与火电原出力曲线一致。仿真系统可以统计新增可再生能源消纳情况、火电发电小时数、风电弃电，通过分析上述结果，校核风电建设容量。

(2)边界条件

1.自备火电机组装机共计 100MW，机组类型为 2×50MW，全部为供热机组，机组在线运行情况按照代表年运行数据进行分析，检修时间以代表年检修时间为准，为生产模拟分析的准确性，不另安排检修。

2.新能源与火电联合运行出力曲线参考火电正常年份全年 8760小时逐小时运行数据。

3.运行仿真中，单台火电机组额定出力为 5 万千瓦，单台火电机组最小技术出力为机组额定装机的 30%，即单台机组最低出力为1.5 万千瓦，单台机组调峰功率为 3.5 万千瓦，2 台火电机组的调峰功率为 7 万千瓦。

4.将所选场址对应的测风塔 8760 小时测风数据，按照标准规范计算到对应风电机组轮毂高度，结合所选风电机组发电功率曲线，计算得到风电场全年 8760 小时发电功率数据。

(3)自备电厂运行特性为积极贯彻落实国家提出的节能减排产业政策，根据“双碳”、“双控”工作要求，实施燃煤自备电厂可再生能源替代工程。释放自备电厂的调峰能力，为新能源调峰，增加新能源消纳量。

本项目自备机组 2020 年、2021 年、2022 年三年发电量分别为6.69 亿千瓦时、3.80 亿千瓦时和 2.45 亿千瓦时，由于疫情对煤炭行业的影响、分配给本自备电厂煤炭指标不足及煤炭价格上涨等因素使得 2021 年、2022 年本自备电厂发电量低于正常年份。另一方面202012年、2021 年、2022 年三年用电负荷用电量分别为 10.06 亿千瓦时、10.38 亿千瓦时、9.95 亿千瓦时，用电负荷年用电量较稳定，即产业发展较稳定，综合以上可按照 2020 年火电发电曲线进行分析本项目。