重磅!煤电机组改造升级政策落地，实施细则全解析

引言 　　在全球积极践行 “双碳” 目标的大背景下，我国能源结构调整步伐加快，煤电行业的变革成为关键一环。近日，国家发展改革委与国家能源局联合发布《煤电低碳化改造建设行动方案(2024 - 2027 年)》政策，全力推动煤电机组改造升级，为煤电行业迈向绿色低碳、高效灵活的发展道路指明方向，在能源领域引发广泛关注。 政策引领，煤电机组改造升级加速启航 ■　政策背景与目标 　　当前，煤电在我国电力供应中仍占据重要地位。然而，传统煤电机组存在碳排放高、能源利用效率低等问题，与清洁低碳的能源发展理念相悖。在此形势下，此次政策出台旨在推动煤电机组向低碳化、高效化、灵活化转型，助力构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系。 　　政策明确了阶段性目标：到 2025 年，首批煤电机组低碳化改造建设项目全部开工，一批先进的煤电低碳发电技术得到应用，相关项目度电碳排放较 2023 年同类机组平均水平降低 20% 左右;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，度电碳排放降低 50% 左右，接近天然气发电机组碳排放水平。 ■　改造建设路径 　　生物质掺烧 　　利用农林废弃物、沙生植物等生物质资源，实施煤电机组耦合生物质发电。改造后的机组需具备掺烧 10% 以上生物质燃料的能力，以此降低燃煤消耗和碳排放。 　　燃料预处理系统改造：建设专门的生物质燃料预处理车间，配置破碎机、烘干机等设备，将生物质原料加工成符合燃烧要求的粒径和湿度。例如，某生物质耦合发电项目将玉米秸秆等生物质经过破碎后，使其长度控制在 5 - 10 厘米，湿度降低至 15% 以下，便于后续的输送和燃烧。该项目还引入智能化的物料筛选设备，能够自动剔除混入生物质中的杂质，提高生物质燃料的纯度。 　　输送系统优化：采用气力输送或密闭式皮带输送方式，防止生物质在输送过程中泄漏和飞扬。在输送管道上安装流量监测装置，实时监控生物质的输送量，确保与煤炭按比例精准混合。同时，对输送管道进行定期清理和维护，防止生物质堆积堵塞。某电厂在输送管道上安装了自动清灰装置，每隔一定时间自动启动，有效避免了生物质在管道内的附着和堆积，保障了输送系统的稳定运行。 　　燃烧系统适配：改造锅炉燃烧器，增加二次风喷口，强化生物质与空气的混合，促进燃烧充分。调整炉膛内部结构，优化燃烧空间，延长生物质在炉膛内的停留时间，提高燃烧效率。例如，某电厂在炉膛内增设扰流板，使生物质与高温烟气充分接触，减少不完全燃烧损失。同时，通过安装智能燃烧控制系统，能够根据生物质和煤炭的混合比例、炉膛温度等参数，实时调整燃烧器的运行参数，确保燃烧过程的稳定和高效。 　　绿氨掺烧 　　借助可再生能源富余电力电解水制绿氢并合成绿氨，用于燃煤机组掺烧，替代部分燃煤。改造后的机组需具备掺烧 10% 以上绿氨的能力，实现降低碳排放的目标。 　　绿氨制备系统建设：在电厂周边建设绿氨制备工厂，配备电解水制氢设备、合成氨反应装置等。利用当地的风能、太阳能等可再生能源发电，为电解水制氢提供电力，实现绿氨的绿色生产。例如，某绿氨掺烧示范项目采用质子交换膜电解水技术，将水电解为氢气和氧气，氢气再与氮气在高温高压和催化剂作用下合成绿氨。该项目还创新性地将太阳能光伏发电与电解水制氢系统相结合，实现了能源的高效利用和绿氨的可持续生产。 　　储存与输送设施改造：建设专门的绿氨储存罐，采用双层绝热结构，确保绿氨在低温、高压条件下安全储存。铺设专用的绿氨输送管道，将储存罐与燃煤机组连接，在输送管道上安装压力、温度监测装置，保证绿氨输送的稳定性和安全性。某电厂的绿氨储存罐采用了先进的智能监控系统，能够实时监测罐内的压力、温度、液位等参数，并通过远程控制实现对储存罐的安全管理。 　　机组燃烧系统改造：对燃煤机组的燃烧器进行改造，增加绿氨喷射口，调整喷射角度和流量，使绿氨与煤炭在炉膛内充分混合燃烧。优化燃烧控制系统，根据绿氨和煤炭的掺烧比例，实时调整燃烧参数，确保机组稳定运行。某电厂在燃烧器改造中，采用了先进的 3D 打印技术，定制了高精度的绿氨喷射口，实现了绿氨的精准喷射和均匀混合，有效提高了燃烧效率和机组的稳定性。 　　碳捕集利用与封存 　　采用化学法、吸附法等技术分离捕集燃煤锅炉烟气中的二氧化碳，通过地质利用、化工利用或地质封存等方式，减少二氧化碳排放。 　　二氧化碳捕集技术应用：选用化学吸收法时，在吸收塔内填充高效的吸收剂，如醇胺类溶液，与烟气中的二氧化碳发生化学反应，将其吸收。吸收后的富液经过解吸塔加热再生，释放出高纯度的二氧化碳。采用吸附法时，利用固体吸附剂对二氧化碳的选择性吸附特性，在吸附塔内实现二氧化碳的分离。例如，某碳捕集项目使用金属有机框架材料(MOF)作为吸附剂，在常温常压下吸附二氧化碳，然后通过升温或降压的方式解吸。该项目还研发了新型的吸附剂再生技术，提高了吸附剂的使用寿命和捕集效率。 　　运输与利用系统建设：建设二氧化碳运输管道或采用专用的运输槽车，将捕集到的二氧化碳输送到利用或封存地点。在化工利用方面，与化工企业合作，将二氧化碳作为原料生产甲醇、尿素等化工产品。例如，某电厂与附近的化工企业合作，将捕集到的二氧化碳用于生产甲醇，实现了二氧化碳的资源化利用。该项目还建设了二氧化碳运输管道，将电厂与化工企业连接起来，降低了运输成本，提高了二氧化碳的利用效率。 　　地质封存工程实施：选择地质条件适宜的区域，如深部咸水层、废弃油气藏等，进行二氧化碳地质封存。通过钻井将二氧化碳注入地下，利用地层的封闭性将其永久封存。在封存过程中，建立监测井，实时监测二氧化碳的封存状态，防止泄漏。某地质封存项目在深部咸水层进行二氧化碳封存，通过建立多口监测井，实时监测地下二氧化碳的浓度、压力等参数，确保了封存的安全性和稳定性。 　　在项目布局与机组要求方面，优先在可再生能源资源富集、经济基础较好、地质条件适宜的地区实施改造建设。对实施改造的煤电机组，要求预期剩余使用寿命长、综合经济性好，新上机组须为国家规划内建设项目。 ■　成功案例展示 　　国投北疆电厂：“三改联动” 实现绿色蝶变 　　国投北疆电厂拥有 4 台在运百万超超临界煤电机组，积极响应国家号召，深入推进煤电机组节能降碳改造、灵活性改造、供热改造。在灵活性改造方面，对 1 号机组协调控制系统进行升级优化，投入研发资金 5000 万元。改造后，4 台百万机组均具备 20% 额定负荷深度调峰能力 。在 1 号机深调峰试验中，机组最低深调负荷由 40 万千瓦下探到 20 万千瓦，成功释放出 20 万千瓦的调峰能力，4 台机总调峰能力达 80 万千瓦，可为新能源发电机组提供配套调峰能力。通过节能降碳改造，完成燃烧器低氮改造和脱硫提效改造等项目，投入资金 8000 万元。实施全厂 4 台机组空预器能效提升、水塔能效提升等项目，年节约标煤 2.3 万吨，二氧化碳排放降低 6.4 万吨，2024 年碳排放正常履约后，获得 153 万吨的富余碳配额指标，在碳交易市场收获碳资产收益。供热改造方面，供热面积从 700 万平方米提升到 2500 万平方米，累计供热量 3600 万吉焦，机组热效率提高 7% 以上，年节约标煤 8 万吨，CO₂减排 22 万吨 ，还改善了周边环境质量。 　　泰州电厂：多管齐下，转型成效显著 　　泰州电厂在国家 “双碳” 号召下，获得超长期特别国债资金支持 5 亿元，当地政府给予每度电 0.05 元的补贴。电厂利用资金安装先进的 CCS 设备，成为首个大规模应用碳捕集技术的煤电企业，CCS 设备已稳定运行数年，累计捕集二氧化碳数十万吨。技术创新上，与多所高校和科研机构合作建立产学研联合实验室，投入研发资金 3000 万元，研发新型燃烧优化技术，提高煤炭燃烧效率，降低碳排放和煤炭消耗，每年节省燃料成本约 500 万元 。在碳捕集方面，采用新型吸附材料，使碳捕集成本降低 30%，经核算，每年可节省碳捕集成本 150 万元。电厂还引入智能调度系统和大容量储能设备，投入资金 2 亿元，与周边风电、光伏项目高效耦合，保障区域电力供应稳定，助力新能源消纳。据统计，新能源消纳比例较改造前提升了 20%。 　　盘山电厂：创新升级，延寿 30 年 　　盘山电厂将原有的两台 530 兆瓦俄制超临界机组升级改造为国产高效超超临界机组。该项目在改造过程中，充分利用原有系统、设备和主厂房框架等，采用参数跨代升级、大容量供热、深度调峰、热电解耦、回热优化等创新升级技术。通过对锅炉、汽轮机、发电机等核心设备的整体更换升级，以及对主厂房框架及基础的钢结构加固改造，有效提升了机组的安全性、可靠性、经济性和灵活性。改造后，机组供电煤耗降低了 14%，每度电降低 45 克煤耗，供热能力提高了两倍以上，深度调峰能力可达 20%THA 负荷，清洁排放达到同类机组先进水平，三大主机设备可继续服役 30 年，填补了我国电力装备升级改造的产业空白 ，为国内外老旧燃煤发电机组跨代升级、延寿改造探索了新路径。 　　华电长沙电厂：节能改造，效益显著 　　华电长沙电厂针对 2# 机组开展节能改造。通过一系列技术升级，包括对锅炉燃烧系统的优化、汽轮机通流部分的改造以及热力系统的完善等措施，该机组供电煤耗降低 11.66 克 / 千瓦时。按此计算，每年可减少标煤消耗 3.2 万吨，降低成本 4000 余万元，在提升能源利用效率的同时，为企业带来了可观的经济效益，有力推动了煤电清洁高效发展。 　　神华集团国华绥中电厂：改造增容，超低排放 　　神华集团国华绥中电厂 1 号机组为俄制 80 万千瓦机组，因设计制造年代久远，存在基础差、煤耗高的问题。该机组实施了 13 项重大改造，自主开发世界最大的汽轮机调节级，攻克世界最长轴系汽轮机通流提效改造的技术难题，改造锅炉低氮旋流燃烧器。改造后机组增容 10% 达到 88 万千瓦，供电煤耗下降近 40 克 / 千瓦时，降至 299 克 / 千瓦时 ，预计每年可节约标煤 32.8 万吨。经检测，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别为 4.3、15.3、25.3mg/Nm³，均优于天然气发电排放标准限值，实现了能效大幅提升与排放大幅降低，成为东北地区第一家实现 “超低排放” 的燃煤机组。 　　为保障政策的有效实施，相关部门还制定了一系列支持措施。在资金支持上，发挥政府投资放大带动效应，利用超长期特别国债等资金渠道，对符合条件的项目予以支持，并将相关项目择优纳入绿色低碳先进技术示范工程。同时，鼓励各地加大投资补助力度，拓宽项目融资渠道，如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等。在技术创新层面，统筹各方创新资源，加快煤电低碳发电关键技术研发，攻克技术难题，补齐技术短板。 ■　实施细则 　　项目申报 　　省级能源主管部门组织本地区符合条件的煤电机组所属企业进行项目申报。申报材料需涵盖改造技术路线选择、预期改造效果、投资预算及资金来源等内容。中央企业所属煤电机组通过集团总部统一申报。 　　审批流程 　　省级能源主管部门会同相关部门初审，重点审查项目的合规性、技术可行性以及环境影响等。初审通过的项目上报国家发展改革委和国家能源局复核。国家层面组织专家评审，综合考虑项目的技术先进性、示范带动作用等因素，确定纳入改造升级计划的项目清单。 　　建设管理 　　项目建设单位严格按照批准的项目实施方案建设，确保工程质量和进度。施工中采用先进工艺和设备，减少施工对环境的影响。建立健全工程质量管理体系，加强施工监督检查，确保改造后的煤电机组安全、稳定、高效运行。 　　监督考核 　　建立项目实施动态监测机制，省级能源主管部门定期检查本地区项目进展情况，并向国家发展改革委和国家能源局报送项目实施进展报告。国家相关部门不定期抽查，对项目实施进度缓慢、存在质量问题或未按要求落实节能减排目标的项目单位，采取通报批评、责令整改等措施;对整改不力的，取消项目资格，并追回已下达的资金支持。 ■　成本与收益分析 　　◆成本层面剖析 　　初始资本投入激增 　　生物质掺烧技术：生物质燃料具有纤维含量高、形状不规则、水分波动大等特性，这使得其在输送和燃烧过程中对设备要求极高。在燃料输送系统改造中，需将普通输送带更换为耐磨损、抗撕裂的特种输送带，其价格是普通输送带的 2 - 3 倍，以某 100 万千瓦机组为例，仅输送带更换费用就高达 500 万元。输送管道的管径需根据生物质的特性进行扩大，角度也需重新设计以确保顺畅输送，这涉及管道材料更换、支架加固等工作，每公里管道改造费用约为 100 - 150 万元。在锅炉燃烧系统优化方面，改进燃烧器结构需采用耐高温、耐腐蚀的特殊合金材料，单个燃烧器改造费用在 80 - 120 万元，一台 60 万千瓦机组通常配备数十个燃烧器，整体费用高昂。此外，调整配风系统需要安装新的风机、风道以及智能控制系统，以精确控制风量和风速，满足生物质与煤炭混合燃烧的需求，这部分投资约为 1000 - 1500 万元。 　　绿氨掺烧技术：绿氨的腐蚀性和挥发性对储存设备要求极为严格。新建绿氨储存罐需采用双层不锈钢材质，并添加特殊的防腐涂层，其成本是普通储罐的 3 - 5 倍。一个容积为 5000 立方米的绿氨储存罐建设成本约为 2000 - 3000 万元。绿氨输送管道需具备良好的保温、保压性能，采用特殊的无缝钢管并进行多层绝热处理，每公里建设成本高达 200 - 300 万元。绿氨喷射设备不仅要精确控制喷射量和喷射时机，还需与燃煤机组的控制系统深度融合，实现智能化控制。一套先进的绿氨喷射及控制系统价格在 800 - 1200 万元，技术研发和调试费用也相当可观。 　　碳捕集利用与封存技术：二氧化碳捕集设备是整个系统的核心，其技术复杂、设备繁多。以一套日处理 1000 吨二氧化碳的化学吸收法捕集设备为例，吸收塔、解吸塔、再沸器等主要设备的采购和安装费用就高达 2 - 3 亿元。运输管道建设方面，由于二氧化碳在高压下具有一定的腐蚀性，需采用耐腐蚀的合金钢管道，每公里建设成本在 150 - 200 万元。如果采用运输槽车运输，购置专用槽车以及配套的装卸设备也需要大量资金。在利用或封存设施建设方面，建设一个小型的二氧化碳制甲醇工厂，投资约为 5 - 8 亿元;若选择地质封存，钻井、监测井建设以及相关配套设施的投入也在数亿元以上。 　　运营成本持续攀升 　　生物质燃料：生物质分布广泛但分散，收集半径通常在 50 - 100 公里，这就需要建立庞大的收集网络，包括设立多个收集点、配备运输车辆和专业人员。以收集玉米秸秆为例，每吨秸秆的收集和运输成本约为 150 - 200 元。预处理环节，粉碎和干燥设备的运行需要消耗大量电力和热能，每吨生物质的预处理成本约为 50 - 80 元。而且，生物质燃料受季节影响明显，如农作物秸秆只有在收获季节才有大量供应，这就需要企业提前储备，增加了仓储成本和管理难度。同时，不同批次的生物质燃料质量不稳定，可能导致机组燃烧不稳定，需要额外的技术措施进行调整，进一步增加了运营成本。 　　绿氨：绿氨的制备依赖于可再生能源电解水制氢，而目前可再生能源发电成本相对较高，且受自然条件影响较大。以风电为例，其发电成本约为 0.4 - 0.6 元 / 度，远高于传统火电成本。电解水制氢设备的运行维护成本也较高，需要专业技术人员定期维护和保养。此外，绿氨的储存和运输需要特殊条件，如低温、高压，这就需要消耗大量的能源来维持储存罐和输送管道的条件。据测算，每吨绿氨的储存和运输成本约为 200 - 300 元。目前绿氨市场供应体系尚不完善，企业获取绿氨的成本相对较高，这也增加了煤电机组掺烧绿氨的运营成本。 　　碳捕集利用与封存：碳捕集利用与封存技术的运行维护需要大量专业技术人员，这些人员需要具备化学工程、环境科学、地质等多方面的专业知识，其薪酬水平较高。以一个中等规模的碳捕集项目为例，每年的人力成本约为 1000 - 1500 万元。在运行过程中，需要消耗大量的吸附剂、催化剂等原材料。例如，化学吸收法中使用的醇胺类吸收剂，其价格约为 1 - 2 万元 / 吨，且在使用过程中有一定的损耗，需要定期补充。部分高性能的吸附剂和催化剂依赖进口，价格昂贵且供应不稳定，进一步推高了运营成本。 　◆收益层面展望 　　政策红利直接注入 　　资金支持：政府通过超长期特别国债等资金渠道，为煤电机组改造升级项目提供了强有力的资金支持。除了泰州电厂获得 5 亿元超长期特别国债资金用于碳捕集设备安装和技术研发外，山东的一家煤电企业在实施绿氨掺烧改造时，获得了省级财政 3000 万元的专项资金补助，有效缓解了企业前期资金投入的压力，使其得以顺利开展绿氨制备系统和储存输送设施的建设。同时，相关项目还可择优纳入绿色低碳先进技术示范工程，享受税收减免、土地使用优惠等政策。例如，某纳入示范工程的生物质掺烧项目，在项目建设期间减免了 50% 的土地使用税，在运营前三年减免企业所得税，大大降低了企业的运营成本。 　　电价补贴：为激励煤电企业积极进行低碳化改造，部分地区推行了极具吸引力的电价补贴政策。以江苏为例，对实施碳捕集技术改造的煤电企业，每度电给予 0.06 元的补贴;对采用生物质掺烧改造的企业，补贴标准为每度电 0.04 元。以年发电量 40 亿度的煤电企业为例，若实施碳捕集改造，每年可获得电价补贴 2.4 亿元，这不仅直接增加了企业的现金流，还显著提升了企业进行改造升级的积极性，让企业在追求低碳发展的道路上更具动力。 　　碳交易市场获益 　　随着全国碳市场的稳健发展与逐步完善，煤电企业在实现碳排放降低后，能够通过出售富余的碳排放配额获取丰厚的收益。国投北疆电厂便是一个典型案例，通过节能降碳改造，2024 年碳排放正常履约后，获得了 153 万吨的富余碳配额指标。按照当前碳市场每吨碳配额 50 - 80 元的交易价格计算，企业可获得 7650 - 12240 万元的碳交易收益。并且，据业内专家预测，随着碳市场机制的不断健全以及对碳排放管控的日益严格，未来 5 年内，碳配额价格有望上涨至 100 - 150 元 / 吨，这意味着企业的收益空间将进一步大幅拓展，碳交易收益将成为企业重要的利润增长点。 　　长期效益逐步显现 　　能源利用效率提升：改造升级后的煤电机组在能源利用效率方面实现了质的飞跃。先进的燃烧技术和设备使煤炭燃烧更加充分，能源利用效率大幅提高，煤炭消耗显著减少，从而有效降低了燃料成本。泰州电厂研发的新型燃烧优化技术成效显著，使煤炭消耗每年减少约 10 万吨，按照当前煤炭价格 600 元 / 吨计算，每年可节省燃料成本 6000 万元。同时，能源利用效率的提高意味着相同发电量下的碳排放进一步降低，不仅减少了企业的碳减排压力，还降低了企业因碳排放可能产生的额外成本，为企业的可持续发展奠定了坚实基础。 　　市场竞争力增强：技术升级后的煤电机组在电力市场中展现出更强的竞争力。随着新能源发电的迅猛发展，电网对煤电机组的灵活性和稳定性提出了更高要求。改造后的煤电机组凭借其出色的深度调峰能力和稳定运行性能，能够更好地适应新能源发电的波动性，为电网提供可靠的调峰服务。以国投北疆电厂为例，通过灵活性改造，具备了 20% 额定负荷深度调峰能力，在参与电力市场交易时，能够凭借其灵活的调峰能力获得更高的电价和更多的发电份额，进一步增加了企业的收益。此外，低碳化改造后的煤电机组符合绿色能源发展趋势，在市场上更受青睐，有助于企业拓展业务，提升市场份额，增强企业的综合实力。 　　政策发布后，众多能源企业迅速响应，积极投身于煤电机组改造升级的浪潮中。某大型能源集团负责人满怀信心地表示：“这一政策为我们照亮了前行的道路，我们将加快推进旗下煤电机组的改造升级工作，积极探索新技术的应用，为实现能源绿色转型贡献力量。” 业内资深专家也指出，此次政策的出台犹如一场及时雨，将有力推动煤电行业的技术革新与绿色发展，对保障国家能源安全、实现 “双碳” 目标具有不可估量的重要意义，是我国能源领域迈向高质量发展的关键一步。 　　随着政策的稳步落地实施，煤电机组改造升级工作正全面提速。在提升能源利用效率、降低碳排放等方面已初见成效，并且未来可期。可以预见，在政策引导、企业努力和技术创新的共同推动下，煤电机组将逐步实现从传统高碳能源向低碳、清洁、高效能源的华丽转身，为我国能源领域的可持续发展注入源源不断的新动力。后续，我们将持续密切关注政策的实施进展与行业动态，见证煤电行业在绿色发展道路上不断创造新的辉煌。 转载：灵核网公众号 如需转载必须注明来源作者！