能源设备更新改造：助力实现“双碳”目标，迈向智能化电力系统
元描述：能源设备更新改造是实现“双碳”目标、建设新型能源体系的重要举措。本文深入探讨了国家能源重点领域大规模设备更新实施方案，涵盖火电、输配电、风电、光伏、水电等领域，并分析了政策支持、要素保障和创新支撑等方面。
引言：
作为经济社会发展的重要物质基础和动力源泉，能源行业正经历着深刻变革。实现“碳达峰碳中和”目标，构建清洁低碳安全高效的能源体系，需要我们不断优化能源结构，推动能源技术升级，而能源设备更新改造正是推动这一进程的关键抓手。
近年来，国家高度重视能源设备更新改造，出台了一系列政策措施，引导和推动能源行业技术进步和产业升级。2023年，国家发展改革委办公厅、国家能源局综合司印发了《能源重点领域大规模设备更新实施方案》，为能源设备更新改造指明了方向，也为我们深入理解这一重要举措提供了宝贵的参考。
一、能源设备更新改造的必要性
1. 提升能源效率，降低碳排放：
随着我国经济社会发展，能源需求不断增长，但传统的能源生产方式效率低下，碳排放量居高不下。设备更新改造可以提升设备运行效率，降低能耗，减少碳排放，助力实现“双碳”目标。例如，火电设备改造可以降低煤电机组能耗，提高热效率，减少二氧化碳排放；风电设备更新可以提高风机效率，降低风能利用成本；光伏设备升级可以提升光伏电站发电效率，降低光伏发电成本。
2. 增强能源安全，保障能源供应：
能源安全是国家安全的重要组成部分。能源设备更新改造可以提高设备可靠性和安全性，增强能源供应保障能力。例如，输配电设备更新可以提高电网运行安全能力，增强电网抗灾能力；水电设备升级可以提高水轮发电机组效率，增加机组稳定运行能力；风电、光伏设备改造可以提高可再生能源发电效率，降低对化石能源的依赖。
3. 推动能源转型，发展新兴产业：
能源转型是实现“双碳”目标的关键路径。能源设备更新改造可以推动能源技术进步，发展新兴产业，为能源转型提供技术支撑。例如，柔性直流输电、交直流混联电网、低频输电等新技术应用可以优化电网结构，提升电网效率；智能电网、智能调度等技术可以促进能源互联网发展，提高能源利用效率；储能、氢能等新兴产业的发展也离不开设备更新改造的技术支持。
二、重点领域设备更新改造措施
1. 火电设备更新改造：
主要目标：
- 降低煤电机组能耗，提升机组灵活调节能力
- 推动燃煤耦合生物质发电技术示范应用，支撑煤电低碳化发展
- 淘汰关停一批落后煤电机组，将一批符合条件的关停机组转为应急备用电源
- 加快火电数字化设计建造和智能化升级，建设智能电厂
具体措施：
- 推动节能改造、供热改造和灵活性改造“三改联动”，进一步降低煤电机组能耗，提升机组灵活调节能力
- 鼓励燃煤耦合生物质发电技术示范应用，探索煤电低碳化发展新路径
- 统筹优化存量机组结构，淘汰关停一批落后煤电机组，将一批符合条件的关停机组转为应急备用电源
- 因地制宜对位于城市建成区存在“退城进郊”异地搬迁需求的煤电机组适当放宽淘汰关停的服役要求
- 以机组安全性、可靠性为基础，大力推进设备安全更新改造
- 加快火电数字化设计建造和智能化升级，建设智能感知、智能诊断、智能控制、智慧运行的智能电厂
2. 输配电设备更新改造：
主要目标：
- 提高电网运行安全能力，增强电网抗灾能力
- 提升配电网承载力，满足分布式新能源和电动汽车充电基础设施发展
- 推动柔性直流输电、交直流混联电网、低频输电、智能调度等先进技术研发和应用，加快推进电网数字化智能化升级改造，提升电网控制和故障诊断能力
具体措施：
- 鼓励开展老旧变电站和输电线路整体改造，加快更新运行年限较长、不满足运行要求的变压器、高压开关、无功补偿、保护测控等设备
- 重点推动高海拔、高地震烈度、重覆冰、高寒地区、台风频发区、内涝频发区、山火频发地区输变电设备改造更新，提升电网设备防灾抗灾能力
- 适度超前建设配电网，提升配电网承载力，满足分布式新能源和电动汽车充电基础设施发展
- 重点推进老旧小区配变容量提升和线路、智能电表改造
- 积极推进农村电网巩固提升工程
- 推动柔性直流输电、交直流混联电网、低频输电、智能调度等先进技术研发和应用，加快推进电网数字化智能化升级改造，加快新一代集控站建设，提升电网控制和故障诊断能力
3. 风电设备更新和循环利用：
主要目标：
- 鼓励并网运行超过15年或单台机组容量小于1.5兆瓦的风电场开展改造升级
- 支持绿色低碳材料、新型高塔技术、节地型技术、高效率及智能化风电机组应用，提高单位土地面积的发电量
- 提升设备设施修旧利废水平，实现风能、土地和电网资源提质增效
- 建立健全风电循环利用产业链体系，培育和壮大风电产业循环利用新业态
具体措施：
- 按照《风电场改造升级和退役管理办法》的要求鼓励并网运行超过15年或单台机组容量小于1.5兆瓦的风电场开展改造升级
- 鼓励单机容量大、技术先进的行业主流机型替代原有小容量风电机组
- 支持绿色低碳材料、新型高塔技术、节地型技术、高效率及智能化风电机组应用，提高单位土地面积的发电量
- 推动建立风电场改造升级和退役项目全过程信息监测
- 鼓励发电企业、设备制造企业、科研机构开展新技术、新标准和新场景研究，建立健全风电循环利用产业链体系，培育和壮大风电产业循环利用新业态
4. 光伏设备更新和循环利用：
主要目标：
- 支持光伏电站构网型改造，通过电力电子技术、数字化技术、智慧化技术综合提升电站发电效率和系统支撑能力
- 推动老旧光伏电站光伏设备残余寿命评估技术研发，鼓励通过高效光伏组件、逆变器等关键发电设备更新，合理优化光伏电站开发建设布局和规模
- 提升光伏发电系统单位面积能量密度和光伏电站土地使用效率，提高光伏电站发电能力
- 推进光伏组件回收处理与再利用技术发展，支持基于物理法和化学法的光伏组件低成本绿色拆解、高价值组分高效环保分离技术和成套装备研发
具体措施：
- 支持光伏电站构网型改造，通过电力电子技术、数字化技术、智慧化技术综合提升电站发电效率和系统支撑能力
- 推动老旧光伏电站光伏设备残余寿命评估技术研发，鼓励通过高效光伏组件、逆变器等关键发电设备更新，合理优化光伏电站开发建设布局和规模
- 提升光伏发电系统单位面积能量密度和光伏电站土地使用效率，提高光伏电站发电能力
- 推进光伏组件回收处理与再利用技术发展，支持基于物理法和化学法的光伏组件低成本绿色拆解、高价值组分高效环保分离技术和成套装备研发
5. 水电设备更新改造：
主要目标：
- 研究提升水轮发电机组灵活性、宽负荷运行能力，开展水电资源潜力挖掘，提升老旧机组运行效率，增加机组稳定运行能力
- 针对电力系统有需求、电站有条件、要素有保障的水电项目，研究推进机组更新改造
- 推动流域水电集控建设，开展智慧水电相关技术研究，逐步推动设备及产品智慧运营
具体措施：
- 研究提升水轮发电机组灵活性、宽负荷运行能力，开展水电资源潜力挖掘，提升老旧机组运行效率，增加机组稳定运行能力
- 针对电力系统有需求、电站有条件、要素有保障的水电项目，研究推进机组更新改造
- 推动流域水电集控建设，开展智慧水电相关技术研究，逐步推动设备及产品智慧运营
6. 清洁取暖设备更新改造：
主要目标：
- 将清洁取暖设备纳入大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案，加大地方财政、金融等政策支持力度
- 对质保到期的清洁取暖设备开展更新改造，支持安全高效、先进可靠的清洁取暖技术发展
- 因地制宜对清洁取暖技术路线进行优化升级，保障设备更新后长期可持续运转，确保群众“用得起、用得好”
具体措施：
- 鼓励北方地区各省份结合清洁取暖设备运行情况，将清洁取暖设备纳入大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案
- 加大地方财政、金融等政策支持力度，引导社会资金投入清洁取暖设备更新改造
- 对质保到期的清洁取暖设备开展更新改造，支持安全高效、先进可靠的清洁取暖技术发展
- 因地制宜对清洁取暖技术路线进行优化升级，保障设备更新后长期可持续运转，确保群众“用得起、用得好”
三、保障措施
1. 加大财税金融等政策支持力度：
- 加大能源重点领域设备更新和技术改造资金支持力度，强化银企对接
- 引导金融机构加强对设备更新和技术改造的支持，用好再贷款、财政贴息等支持政策，扩大制造业中长期贷款投放
2. 加强要素保障：
- 鼓励地方加强企业技术改造项目要素资源保障，将技术改造项目涉及用地、用能等纳入优先保障范围
- 对不新增土地、以设备更新为主的技术改造项目，简化前期审批手续
3. 强化创新支撑：
- 聚焦重大技术装备“卡脖子”难题，积极开展重大技术装备科技攻关
- 完善“揭榜挂帅”“赛马”和能源领域首台(套)示范应用等机制，加快创新成果产业化应用
- 积极利用国家重点研发计划等科技专项支持能源重点领域设备更新和技术改造
四、关于能源设备更新改造的常见问题解答
1. 能源设备更新改造的资金来源有哪些?
能源设备更新改造的资金来源主要包括：政府财政资金、企业自筹资金、银行贷款、社会资本等。政府可以通过财政补贴、税收优惠等方式鼓励企业进行设备更新改造；企业可以利用自筹资金、银行贷款等方式进行设备更新改造；社会资本可以通过投资能源项目、参与设备更新改造项目等方式进行资金投入。
2. 能源设备更新改造如何避免陷入“低端锁定”？
能源设备更新改造需要避免陷入“低端锁定”，即只进行简单的设备更新，而没有进行技术升级，导致设备落后于时代，无法满足未来能源需求。为了避免“低端锁定”，需要进行技术改造，引进先进技术，提高设备效率和性能，并与智能化、数字化技术相结合，实现设备的智能化升级。
3. 能源设备更新改造对环境的影响如何？
能源设备更新改造可以减少环境污染，提高能源效率，降低碳排放。例如，淘汰落后产能、更新老旧设备可以减少污染物排放；采用节能环保技术可以降低能耗，减少碳排放。
4. 如何评估能源设备更新改造项目的效益？
评估能源设备更新改造项目的效益需要考虑多个因素，包括经济效益、社会效益和环境效益。经济效益主要体现在降低成本、提高效率、增加收益等方面；社会效益主要体现在改善民生、促进就业、提高安全等方面；环境效益主要体现在减少污染、降低碳排放、保护生态环境等方面。
5. 能源设备更新改造如何与数字化转型相结合？
能源设备更新改造要与数字化转型相结合，利用数字化技术提升设备效率和安全性，实现设备的智能化升级。例如，可以利用物联网、大数据、人工智能等技术对设备进行远程监控、故障诊断、预测性维护等，提高设备运行效率和安全性。
6. 能源设备更新改造如何实现可持续发展？
能源设备更新改造要实现可持续发展，需要考虑设备的寿命周期，以及设备的回收利用和再制造。例如，可以采用模块化设计、可拆卸、可回收等技术，延长设备的使用寿命，提高设备的回收利用率，降低设备的碳足迹。
五、结论
能源设备更新改造是实现“碳达峰碳中和”目标、建设新型能源体系的重要举措。我们要坚持市场为主、统筹联动，坚持先立后破、稳步推进，坚持鼓励先进、淘汰落后，坚持标准引领、有序提升，积极推动能源重点领域设备更新改造，加快构建清洁低碳安全高效的能源体系，培育和发展新质生产力，为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量。
