煤電低碳化改造建設方案出爐，哪些技術路線將受益？

據國家發改委7月15日晚消息，發改委、能源局近日印發《煤電低碳化改造建設行動方案（2024—2027年）》(下稱《方案》)，對存量煤電機組低碳化改造和新上煤電機組低碳化建設作出系統安排。

《方案》分為五個部分，在明確主要目標的基礎上，提出了改造和建設的方式和要求，以及保障措施和組織實施方案。

受可再生能源電力隨機性、波動性影響，煤電仍將在一定時期內發揮能源安全兜底保障作用。對標天然氣發電機組碳排放水平，加快煤電低碳化改造建設，是推動能源綠色低碳發展、助力實現碳達峰碳中和目標的重要舉措。

據世界資源研究所統計，中國電力行業二氧化碳排放占全國能源消耗產生二氧化碳排放總量的40%左右，其中煤電是最主要的碳排放源。

中國電力企業聯合會數據顯示，截至2023年底煤電發電裝機容量11.6億千瓦，同比增長3.4%，占總發電裝機容量的比重為39.9%。

短期來看，近幾年中國用電需求仍保持了較快增長，可再生能源暫時無法完全滿足需求增長，煤電增加導致電力行業碳排放增加，通過低碳改造有助于減少一部分碳排放。

考慮到整個電力系統的轉動慣量、靈活性和充裕度要求，碳中和情景下電力系統可能也要保留一定煤電。長期來看，煤電低碳化改造也具有必要性和現實意義。

《方案》的主要目標是，到2025年，首批煤電低碳化改造建設項目全部開工，轉化應用一批煤電低碳發電技術；相關項目度電碳排放較2023年同類煤電機組平均碳排放水平降低20%左右、顯著低于現役先進煤電機組碳排放水平，為煤電清潔低碳轉型探索有益經驗。

到2027年，煤電低碳發電技術路線進一步拓寬，建造和運行成本顯著下降；相關項目度電碳排放較2023年同類煤電機組平均碳排放水平降低50%左右、接近天然氣發電機組碳排放水平，對煤電清潔低碳轉型形成較強的引領帶動作用。

《方案》提出了生物質摻燒、綠氨摻燒、碳捕集、利用與封存(CCUS)三種煤電低碳化改造建設方式。這意味著，這三條技術路線再獲國家層面的支持。

生物質包括能源林木、能源作物、水生植物、各種有機的廢棄物等，是通過植物的光合作用轉化而成的可再生資源，其具有的生物質能可以被用于發電，且對環境友好。

今年一季度，中國生物質發電新增裝機63萬千瓦，累計裝機達4477萬千瓦，同比增長7%；生物質發電量518億千瓦時，同比增長6%。

《方案》要求， 充分利用農林廢棄物、沙生植物、能源植物等生物質資源，實施煤電機組耦合生物質發電，改造建設后煤電機組摻燒生物質燃料能力的定為10%。

《方案》還提出，利用風電、太陽能發電等可再生能源富余電力，通過電解水制綠氫并合成綠氨，實施燃煤機組摻燒綠氨發電， 替代部分燃煤。改造建設后煤電機組應具備摻燒10%以上綠氨能力。

氨是常見的一種化學肥料，也廣泛應用于化工、制藥、制冷和食品等多個工業領域。

相比氫氣，氨更容易被液化儲運、能量密度更高， 發生火災和爆炸的可能性更低。氨的完全燃燒產物只有氮氣和水，可替代部分煤炭為電力系統提供清潔燃料，兼具有能源屬性和儲能屬性。

CCUS涉及到的技術種類繁多，可應用在電力、化工、水泥、鋼鐵、農業等多個行業進行降碳。捕集后的二氧化碳可用于油田驅油，提高石油和煤層氣采收率，或作為原料轉換成其他產品。

根據《方案》，將采用化學法、吸附法、膜法等技術分離捕集燃煤鍋爐煙氣中的二氧化碳，實施高效驅油、制備甲醇等資源化利用，或因地制宜實施地質封存。

不過，無論是生物質還是綠氨摻燒，仍面臨著成本高企等瓶頸，規模化發展難度大。

2022年， 相關發表論文指出，燃煤機組直燃耦合生物質發電技術還面臨著諸多挑戰，包括穩定低成本的生物質原料供應和加工流程尚未形成、高比例摻燒缺乏成熟技術、受熱面沾污腐蝕問題亟待解決、摻燒時生物質發電量的計量尚未形成標準等。

去年，畢馬威中國發布的《綠氨行業概覽與展望》 報告顯示，現階段綠氨成本仍然較高，不具備競爭優勢。2020年，綠氨的生產成本區間為720-1400美元/噸，通過煤等化石燃料制取的灰氨成本則為280-440美元/噸。即使煤炭價格處于歷史高點，綠氨成本比灰氨高，不具備競爭優勢。

CCUS的技術路線也需要進一步發展，以降低成本、提高項目整體的經濟性，此外還需要考慮碳封存的源匯匹配問題。

目前三個技術路線已經清晰，但還處于通過技術突破盡可能降低成本的階段。通過煤電低碳化改造建設的應用，能夠推動三個技術路線的效率提高、成本降低和實際落地。

中國的能源資源稟賦，以及長期依賴煤電的能源結構，決定了實現碳中和的難度，低碳煤電與可再生能源+儲能之間還存在一定競爭。

科技部等部門編寫的《第四次氣候變化國家評估報告》特別報告《中國碳捕集利用與封存技術評估報告》一書就提及，除了提高能源利用效率外，可再生能源和CCUS技術是減少排放的最有效手段，特別是對于電力行業，兩者在一定程度上成為互相競爭的減排技術。

最新的《方案》相當于對三項技術進行引導性支持，將來三項技術應用的程度將取決于它們的技術進步及經濟效益，尤其是考慮了碳排放成本后的低碳煤電與新能源配儲能之間的比較權衡。

《方案》也給出了具體的保障措施，包括加大資金支持力度、強化政策支撐保障、優化電網運行調度和加強技術創新應用四方面。其中，將利用超長期特別國債等資金渠道對符合條件的煤電低碳化改造建設項目予以支持。

相比生物質摻燒和CCUS，綠氨在煤電降碳領域較為新穎，仍處于示范工程階段。

2023年末，國家能源集團在中國神華廣東臺山電廠600兆瓦燃煤發電機組上實施了高負荷發電工況下煤炭摻氨燃燒試驗，為國內外完成摻氨燃燒試驗驗證的容量最大機組。

《方案》表示，實施綠氨摻燒的項目，所在地應具備可靠的綠氨來源，并具有豐富的可再生能源資源以滿足綠氨制備需要。此外，鼓勵煤炭與煤電聯營、煤電與可再生能源聯營“兩個聯營”和沙漠、戈壁、荒漠地區大型風電光伏基地配套煤電項目率先實施綠氨摻燒示范。
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