煤电低碳化改造施工图出炉

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。