【碳交易】发电侧低碳技术及管理手段-第2页-北极星火力发电网

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2.2 工程减排途径

工程减排，即通过二氧化碳的捕获与封存技术(CCS)减少碳排放。CCS是指将二氧化碳从工业或相关能源生产链中分离出来，输送到某个地点封存，并且长期与大气隔绝的一个过程。CCUS技术是CCS技术新的发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中，可以循环再利用，而不是简单地封存。

CCS技术包括二氧化碳的捕获、运输和封存等环节，其中二氧化碳捕获主要有燃烧前捕获、燃烧后捕获及富氧燃烧捕获3种技术路线。采用二氧化碳捕获与存储技术可以减少电厂二氧化碳排放的80%~95%，理论减排潜力巨大。但由于二氧化碳化学性质稳定、需回收的量很大，且电力生产流程中二氧化碳一般己被N2气稀释，二氧化碳浓度低(一般15%以下)，使待分离气体的流量很大。量大、浓度低、化学性质稳定等特点使二氧化碳捕获往往伴随着巨大能耗，导致能源利用系统效率大幅下降。例如，目前的技术水平下，超(超)临界机组如捕获烟气中90%的二氧化碳，其系统净效率将由41%~45%大幅下降至30%~35%，效率降低在10个百分点以上。近年在CCS技术发展方面我国开展了大量工作，先后与英、美、意等国就CCS的研发进行了广泛合作;在建立CCS示范项目方面，先后投产建成或启动了北京热电厂CCS烟气示范工程、中国华能集团高碑店热电厂CCS示范项目、中国华能集团上海石洞口第二热电厂CCS示范项目等，这些小型示范装置基本验证了二氧化碳捕获流程的可行性，对我国作为火电技术大国拥有完整的二氧化碳捕获设备与技术储备意义重大。但CCS目前的能耗与成本仍较高，尚难以大规模推广应用，因此需要加强对CCS技术的科技投入与深入研究，以期实现未来CCS在技术上更成熟，其减排的能耗和经济代价进一步降低。

2.3 结构减排途经

根据我国现阶段和今后电力工业的发展方向，结构减排有两方面的含义。

一方面，从能源消费结构的角度，结构减排是通过提高可再生能源、核能等清洁能源在电源结构中的比重，逐渐替代火电等高碳电源，优化电力结构，降低碳排放。

另一方面，从中长期我国以煤为主的能源格局很难发生根本改变来看，在低碳经济影响下，低碳发电是电力企业发展的必由之路。相较于水能、风能、太阳能、生物质能、核能等清洁能源，传统的常规燃煤发电机组在电源发展上具有明显的环保劣势，因此，大力发展清洁煤发电技术，改变燃煤发电机组构成，是我国结构减排的又一重要途径。

(1)调整低碳发电结构

清洁能源发电技术主要包括水电、风电、太阳能发电、生物质发电、海洋能发电、地热发电和核电等，是典型的低碳电源。部分清洁能源发电形式，除了在设备、耗材制造中产生CO2外，在发电过程中基本没有直接的CO2排放，可视为CO2近零排放发电方式。清洁能源发电还可减少化石能源的消耗，降低多种污染物的排放。虽然部分清洁能源存在能量密度低、不连续、波动性大、发展初期成本高等问题，但随着制造、材料与智能电网等技术的发展，这些问题都可以逐渐得到解决。经过多年的发展，我国清洁能源发电装机容量不断增长，技术水平有了长足进步，装备制造能力大幅度提高。

简而言之，低碳发电结构就是提高非化石能源发电比重，降低对化石能源的消耗，目前我国发电行业主要通过“上大压小”和清洁能源发电来实现。据测算，可再生能源发电量比重每提高1%，将节约电力行业煤炭消耗1319万吨标准煤，减少二氧化碳排放3654万吨。如建设一个装机容量为100万kW的水电站代替同等规模的燃煤火电厂，这样每年可以节约原煤250万吨，减少二氧化碳排放量约500万吨。据世界能源委员会测算，平均每100万千瓦时的风电电量，能减少约600吨二氧化碳的排放。而且，这些非化石能源发电项目具有较快实现温室气体减排的能力，是很好的CCER项目源，可以通过出售CCER提高企业收益。

我国目前水电继续保持强劲的发展势头，其装机容量与发电量一直是仅次于火电的第二大发电方式。风力发电近年来的发展速度非常快，正朝着大型化、规模化的方向发展：近3年来风电装机容量约100%的速度增长：单机容量方面，目前2~3MW风电机组已经投入商业运行，5~6MW风电机组已完成技术开发，10MW及以上风电机组正在研发中;风电场开发则从陆地走向海洋，有向更大规模发展的趋势。太阳能光伏发电开始从边远地区走向城市，正在向并网发电、分布式发电、与燃煤发电厂集成等方向发展。生物质发电技术发展迅速，发电成本不是很高，但存在资源量限制，且生物质的收集、核心设备制造等方面存在一些障碍。与此同时，我国是世界上少数几个拥有较完整核工业体系的国家之一，经过20多年的发展，核电工业基础己初步形成，我国核电建设进入一个快速发展时期。除此之外，地热、海洋能等可再生能源发电在特定地区有不可替代的作用，相关研究和示范在近年发展较快。

大力促进清洁能源发展，有利于从发电结构上实现CO2的减排。因此，根据技术成熟度、资源量等情况，因地制宜地发展清洁能源发电，是电力工业节能减排的重要途经。

(2)发展清洁煤发电技术

采用先进电力技术提高发电能效，降低二氧化碳排放强度是发展清洁煤发电技术的途经之一，包括热电冷三联供技术、整体煤气化联合循环技术、高效率煤炭发电技术、高效率天然气发电技术、超临界、超超临界大型高效燃煤机组等。低碳电力技术主要通过提高发电能效降低单位发电量煤耗，间接降低发电的碳排放强度。据测算，发电煤耗每降低1克/千瓦时，电力行业将节约煤炭消耗341万吨标准煤，减少二氧化碳排放946万吨。如超(超)临界发电机组的发电效率每提高1%，二氧化碳排放量减少2%~3%。

超临界和超超临界燃煤发电技术发展。该技术是燃煤电厂在高温运作时，采用先进的蒸汽循环以实现更高的热效率和比传统燃煤电厂更少的气体排放。超临界机组和超超临界机组指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水，水的临界压力是：22.115MP，临界温度是374.15℃;在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31MPa被称为超超临界。在工程上也常常将25MPa以上的称为超超临界。超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果，提高燃煤发电机组的效率，使燃煤量相对减少，污染物排放量也相对减少;发电效率提高1%，二氧化碳排放量减少2%~3%，超超临界机组与超临界机组相比，热效率要提高1.2%，一年就可节约6000吨优质煤。

采用先进的超临界火电技术对我国现有的火电结构进行改造，势在必行。我国电力工业总体水平与国外先进水平相比有较大差距，能耗高和环境污染严重是目前我国火电中存在的两大突出问题，并成为制约我国电力工业乃至整个国民经济发展的重要因素。因此，在增产煤炭的同时，必须更加重视节约发电用煤工作，提高机组的热效率实现节能降耗及降低污染排放。为迅速扭转我国火电机组煤耗长期居高不下的局面，发展国产大容量的超临界火电机组是十分必要的。近几年来国内三大动力集团在电站设备设计和制造方面的技术、经验、能力和技术装备水平等都有了很大的进步和发展。超临界机组和超超临界机组发展迅速，已经基本完成国产化，具备了批量化建造的能为。

表1 不同燃煤机组二氧化碳排放系数

注：国网能源研究院计算数据

原标题：【碳交易】发电侧低碳技术及管理手段

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