煤電低碳改造需外補內修 三大路徑起引領示范作用
“雙碳”目標下,煤電低碳化改造是一道必答題。近段時間,國家能源集團天津盤山電廠延壽改造項目引發關注。通過升級改造,兩臺俄制超臨界機組變身為國產高效超超臨界機組,不僅機組壽命延長了30年,且供電煤耗大幅降低,供熱能力顯著增強。相比新建煤電機組,對老舊機組延壽升級改造更為經濟高效,這為我國煤電低碳化發展提供了新思路,也讓我們看到了煤電綠色發展的巨大潛力。
煤電作為我國電力供應的主體,其地位短期內難以撼動。盡管新能源裝機規模已超煤電,但煤電在發電量、電網高峰負荷支撐及供熱任務上,仍發揮著不可替代的作用。然而,煤電也是我國碳排放的主要來源。我國要實現碳中和、保障能源安全,必須加大資金投入、創新技術,啃下煤電低碳化改造這塊硬骨頭。
今年7月,國家發展改革委、國家能源局聯合印發《煤電低碳化改造建設行動方案(2024—2027年)》,把煤電升級改造推向了新高度。煤電企業通過低碳化改造,履行碳排放合約,將由以前的“選修課”變成不得不做好的“必修課”。根據行動方案,煤電低碳化改造分為三大路徑:前兩大路徑是生物質摻燒和綠氨摻燒,即讓煤電機組從原來只吃煤炭一種“主糧”,轉為補充一定比例的可再生燃料“雜糧”,優化“飲食”結構。另一大路徑是碳捕集利用與封存,即借用附加技術裝置,將煤炭燃燒產生的二氧化碳捕捉起來,并加以工業化轉化利用或埋入地下。三味“藥方”無一例外都是借助煤電之外的力量進行轉型。
中長期看,以上三大路徑將是我國煤電深度脫碳的主要路徑,但短期內這些外部技術尚存明顯短板,更多是起到引領示范作用,難以大規模鋪開。
生物質摻燒需要大量生物質燃料,但目前我國農業秸稈等資源有限,難以滿足大規模煤電摻燒需求。即使通過發展超級能源植物等方式增加生物質燃料供應量,也需較長時間建立完整產業鏈。相當長時期內,在我國火電廠摻燒生物質強勁需求下,生物質燃料供求都將面臨“僧多粥少”的局面。此外,生物質燃料價格較高,對高能耗電廠來說,成本負擔較重。
綠氨摻燒則面臨價格高、運輸安全以及數量有限等問題。在我國大多數地區,目前綠氨很難與生物質燃料競爭。在西北“沙漠、戈壁、荒漠”等缺水地區,新能源資源富集,生物質資源匱乏,綠氨摻燒具備一定可行性,但其全流程經濟性和運行風險仍需進行深入分析和評估。
碳捕集利用與封存技術(CCUS)同樣挑戰重重。CCUS一般需要增加20%甚至更多的能耗,且封存成本甚至可能超過煤價本身。此外,每年發電用煤的二氧化碳排放量巨大,如何將這些二氧化碳封存到地下,是一個難以想象的任務。在利用方面,我國工業及民用二氧化碳消耗量非常有限,相對全國煤電碳排放量而言是杯水車薪。
面對現階段外部低碳化改造路線的局限性,煤電行業仍需從內部挖潛,通過“內修”實現低碳化發展。實踐證明,煤電機組通過大幅提效和深度調峰等技術改造,能夠顯著降低單位煤耗,從而減少碳排放,降低燃料成本并增加深調收入,從而為下一步全面推廣應用可再生燃料和CCUS創造良好基礎條件。
以盤山電廠為例,該廠通過延壽升級改造,使機組供電煤耗降低了14%,供熱能力提高了兩倍以上,實現了經濟效益、社會效益和環境效益的有機結合。再如華潤徐州電廠,通過綜合升級改造,使亞臨界機組達到了超超臨界機組能效水平,并具備長期深度調峰能力。
近年來,為推動煤炭清潔高效利用,我國高度重視煤電節能降耗改造工作,全國平均供電煤耗持續下降。從技術角度看,通過內部技術升級降低煤電機組煤耗仍有較大空間,不容忽視。單就煤耗最高的亞臨界機組而言,其規模約占煤電總裝機容量的三分之一。若能通過技術改造大幅提升其運行效率,將有效緩解煤電行業低碳化改造壓力。
煤電低碳化改造是實現“雙碳”目標的關鍵舉措。對于現有煤電機組升級改造,要通過技術創新和迭代升級,向更大幅度的節能目標沖擊。主管部門可通過制定相關政策和標準,提供資金支持和稅收優惠等措施,鼓勵煤電企業繼續攀登節能高峰,在“內修”過關的基礎上,合理有序推進“外補”,最終實現煤電機組深度脫碳。(經濟日報 )