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7月15日,国家发改委、国家能源局发布《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》(以下简称《行动方案》),明确提出煤电低碳化改造建设的主要目标、建设要求和保障措施。据了解,此次《行动方案》的出台,旨在统筹推进存量煤电机组低碳化改造和新上煤电机组低碳化建设,推动构建清洁低碳安全高效的新型能源体系。
向煤电低碳化改造要效果
“煤电低碳化改造不仅重要,而且时间紧迫。”中国电力企业联合会首席专家陈宗法在接受《中国能源报》记者采访时强调。
数据显示,2023年,煤电以不足40%的装机占比承担了全国70%的顶峰保供任务,有力保障了我国民生用电和经济社会发展需求。不过,2023年,能源领域碳排放占全国碳排放总量的80%以上,其中电力碳排放在能源行业中的占比超过50%,且绝大部分来源于煤电。
一直以来,我国积极实施煤电节能改造,煤电机组碳排放水平逐步降低:“十一五”“十二五”“十三五”和“十四五”前三年全国平均供电煤耗分别下降37.0克/千瓦时、17.6克/千瓦时、9.9克/千瓦时和1.6克/千瓦时。
随着新能源大规模并网,煤电调峰的深度和频度持续增加,煤电运行条件已经发生深刻变化,亟需通过源端减碳、末端固碳等技术方式进一步推动煤电低碳化转型。
近年来,我国大力发展可再生能源,加快构建新型电力系统,煤电将由主力电源逐步转向基础保障性和系统调节性电源。陈宗法也指出,煤电是近中期能源保供的“顶梁柱”“压舱石”,是构建新型电力系统的“主要调节电源”“应急备用电源”和关键支撑力,也是减污降碳、实现“双碳”目标的主要抓手。
“在应对气候变化、加快实现‘双碳’目标的大背景下,需进一步推动煤电低碳化转型,进行专门部署,以取得实实在在的效果。”陈宗法强调。
《行动方案》提出了煤电低碳化改造建设工作的目标:到2025年,首批煤电低碳化改造建设项目全部开工,转化应用一批煤电低碳发电技术;相关项目度电碳排放较2023年同类煤电机组平均碳排放水平降低20%左右,显著低于现役先进煤电机组碳排放水平。到2027年,煤电低碳发电技术路线进一步拓宽,建造和运行成本显著下降;相关项目度电碳排放较2023年同类煤电机组平均碳排放水平降低50%左右,接近天然气发电机组碳排放水平。
因地制宜精准施策
针对《行动方案》的出台,国家发改委有关负责人在接受采访时表示,在充分调研、系统分析、深入论证的基础上,《行动方案》提出了三种改造建设方式,并明确了项目布局、机组条件、降碳效果三方面改造建设要求。
三种改造建设方式分别为:生物质掺烧,充分利用农林废弃物、沙生植物、能源植物等生物质资源,实施煤电机组耦合生物质发电;绿氨掺烧,利用风电、太阳能发电等可再生能源富余电力,通过电解水制绿氢并合成绿氨,实施燃煤机组掺烧绿氨发电;碳捕集利用与封存(CCUS),采用化学法、吸附法、膜法等技术分离捕集燃煤锅炉烟气中的二氧化碳,实施高效驱油、制备甲醇等资源化利用,或因地制宜实施地质封存。
这三种改造建设方式适用场景也各不相同。陈宗法告诉记者,《行动方案》相应设定了实施条件与范围。比如,生物质同燃煤锅炉掺烧技术,包括气化后混合燃烧、间接混合燃烧和直接混合燃烧方式,可实现0%—100%的混合掺烧量,但生物质的大量稳定供应是个问题。从经济性考量,除CCUS,煤电机组造价基本不变,性价比优于燃机;从技术视角分析,技术挑战高,但并非高不可及。
据中国电力企业联合会规划发展部主任张琳介绍,“十三五”以来,我国在山东十里泉、日照等地燃煤电厂实施生物质直燃掺烧,有关技术已具备规模化示范的基础;掺氨燃烧属于前沿发电技术,近年来,我国在广东台山等地进行了工业级燃煤机组掺氨燃烧试验,有关技术已经具备规模化示范基础;而CCUS则是实现碳中和的兜底技术。
另据了解,针对煤电低碳化改造建设的三种方式,发电企业正不断在技术与项目上进行突破。7月14日,华能大型燃煤机组低温法污染物一体化脱除技术(COAP)首套验证工程在华能临沂电厂成功通过168小时试运行。COAP技术和二氧化碳捕集技术深度融合的下一代“COAP+”技术,可以最终实现烟气污染物和二氧化碳的高效协同脱除。这也是国际首套投入运行的低温法污染物一体化近零排放工程。
“降碳”更需创新实践
陈宗法告诉记者,“十三五”以来,我国通过实施煤电超低排放改造,解决了“减污”问题,较好实现清洁发电,可媲美燃机,通过“三改联动”以及碳市场,煤电碳排放水平逐年降低。不过,要想在“降碳”问题上取得重大突破,仍需进行技术研发、创新实践。“根据煤电新战略定位,打造性能媲美燃机的新型煤电,必须提升机组爬坡速率的新技术、增加机组启停频率的新技术,采用机组宽负荷高效新技术以及低碳技术。”
在加强技术创新应用方面,《行动方案》指出,加强煤电掺烧生物质、低成本绿氨制备、高比例掺烧农作物秸秆等技术攻关,加快煤电烟气二氧化碳捕集降耗、吸收剂减损、大型塔内件传质性能提升、捕集—发电系统协同、控制流程优化等技术研发,补齐二氧化碳资源化利用、咸水层封存、产业集成耦合等技术短板。
另外,此次《行动方案》还提出,对纳入国家煤电低碳化改造建设项目清单的项目,在统筹综合运营成本、实际降碳效果和各类市场收益的基础上,探索建立由政府、企业、用户三方共担的分摊机制,给予阶段性支持政策。鼓励符合条件的项目通过发行基础设施领域不动产投资信托基金、绿色债券或申请绿色信贷、科技创新和技术改造再贷款等渠道融资,吸引各类投资主体参与和支持煤电低碳化改造建设。
为有效激发煤电低碳化改造建设积极性,《行动方案》还指出,推动对掺烧生物质/绿氨发电、加装碳捕集利用与封存设施部分电量予以单独计量。电网企业要优化电力运行调度方案,优先支持碳减排效果突出的煤电低碳化改造建设项目接入电网,对项目的可再生能源发电量或零碳发电量予以优先上网。
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