燃煤发电耦合掺烧：火力电厂的机遇与挑战，行业破局行动开启!

导读 　　在全球能源加速转型以及环保要求日趋严苛的大背景下，燃煤发电耦合掺烧技术已一跃成为能源领域的焦点话题。这一技术为传统燃煤发电模式带来了全新的变革思路，在经济性和成本效益方面展现出独特优势，然而，其发展之路也伴随着一系列不容忽视的挑战。 　　一、政策支持与应用现状 　　国家发展改革委与国家能源局联合印发的《煤电低碳化改造建设行动方案 (2024—2027 年)》，明确将生物质掺烧列为煤电低碳化改造的重要方式，并规定掺烧比例需在 10% 以上。同时，《产业结构调整指导目录 (2024 年本)》也把火电掺烧低碳燃料列入鼓励类项目电力板块。这些政策不仅为技术的推广提供了明确的指导方向，还通过补贴、税收优惠等措施，从经济层面激励电厂积极采用耦合掺烧技术。 　　当前，耦合掺烧技术涵盖生物质、固废替代燃料等多种类型。在生物质耦合方面，技术包含破碎制粉直接燃烧耦合、液化气化间接燃烧耦合、并联锅炉蒸汽耦合，其中直接燃烧耦合应用最为广泛，占比达 90%-95%。在固废替代燃料领域，垃圾衍生燃料 (RDF)、固体回收燃料 (SRF) 等已逐步应用于燃煤电厂。不同技术路线各有优劣，直接燃烧耦合因技术成熟、成本相对较低而被广泛应用;液化气化间接燃烧耦合则在提升燃料利用效率方面表现突出;并联锅炉蒸汽耦合在蒸汽利用灵活性上具备优势。 　　国内多个燃煤电厂已成功开展耦合掺烧项目。华能日照电厂 68 万千瓦机组耦合生物质发电示范项目，设计生物质发电容量 3.4 万千瓦，每年能为当地输送大量绿色电力，有效缓解了区域用电紧张局面;国电电力胜利电厂完成大型燃煤机组掺烧牛粪试验，掺烧比例 13.45%，这一创新尝试为农业废弃物的资源化利用开辟了新路径。在污泥掺烧方面，华能珞璜电厂日处理湿污泥量可达 600 吨，每年处置生活污泥近 20 万吨，不仅解决了污泥处理难题，还实现了能源的回收利用。这些项目的成功实践，充分验证了技术的可行性，为后续项目的开展提供了宝贵经验。 　　二、优势显著，助力绿色转型 　　(一)环保效益突出 　　燃煤发电耦合掺烧技术的环保效益显著，在降低碳排放和污染物排放方面表现卓越。以生物质燃料为例，其在生长过程中通过光合作用大量吸收二氧化碳，在燃烧阶段释放的二氧化碳可视为生长阶段所吸收，近乎实现 “零排放” 或 “负排放”，有力推动火力发电厂朝着碳减排目标迈进，契合全球应对气候变化的大趋势。同时，部分掺烧燃料在减少其他污染物排放上效果显著，如生物质燃料氮含量较低，与煤炭混合燃烧时，能有效抑制氮氧化物的生成，且其中的某些成分还具有固硫作用，可降低二氧化硫排放，极大减轻电厂发电对环境的污染，为改善空气质量贡献力量。 　　(二)经济效益初显 　　在经济效益方面，该技术也展现出独特优势。固废替代燃料成本优势明显，垃圾衍生燃料 (RDF)、固体回收燃料 (SRF) 等价格通常仅 300 - 500 元 / 吨，而优质煤价格达 1500 - 2000 元 / 吨。以年耗煤量 100 万吨的中型电厂为例，若 30% 燃煤被固废替代燃料取代，每年燃料采购成本可节省约 3.6 亿元。大型电厂凭借规模优势，在与固废替代燃料供应商议价时更具话语权，可获得更优惠价格，进一步降低成本。例如，某大型电厂年耗煤量 200 万吨，其中 40% 被 RDF 替代，每年节省燃料成本超 8 亿元 。小型电厂则可通过与周边企业合作，获取经过初步处理的工业固废，以较低成本实现部分燃料替代，降低对高价煤炭的依赖。此外，政府通过财政补贴、电价补贴和税收优惠等政策，大力支持耦合掺烧项目。部分电厂因电价补贴，发电成本降低 20%，提升了市场竞争力。在碳排放交易市场中，使用生物质等低碳燃料可削减二氧化碳排放量，部分企业凭借多余配额交易获利，如国家能源集团河北龙山电厂每年掺烧 10 万吨核桃壳，可减少二氧化碳排放量约 7 万吨 。 　　三、挑战重重，亟待突破 　　(一)技术难题待解 　　尽管燃煤发电耦合掺烧技术优势明显，但在实际应用中仍面临诸多挑战。在技术层面，不同燃料特性差异大，导致燃烧稳定性难以保证。生物质燃料热值低、水分高，掺烧比例不当易使炉膛温度降低，甚至引发熄火。部分掺烧燃料还会对设备造成额外磨损和腐蚀，如生物质中的氯元素会生成氯化物，腐蚀锅炉受热面，增加设备维护成本和检修频率。例如，大唐秦皇岛电厂在尝试提高生物质掺烧比例时，由于缺乏对燃料特性的精准把控，致使炉膛温度急剧下降，燃烧过程极不稳定，最终导致停机事故，不仅造成了发电损失，还花费了高额的设备维修费用。 　　为解决这些问题，科研人员和企业加大研发投入，在燃料预处理、燃烧过程精准调控、设备适配与运维等方面取得进展。在燃料预处理环节，对固废进行精细分类筛选，运用多元物理化学手段去除杂质，采用先进干燥与成型工艺提升燃料性能;燃烧过程中，优化燃烧器设计，运用智能燃烧控制技术和炉内气氛调控技术，确保燃烧稳定高效;设备方面，对锅炉给料系统、炉膛结构、受热面等进行改造升级，加强设备维护管理，提高设备可靠性和稳定性。 　　(二)成本压力较大 　　成本也是制约该技术广泛应用的关键因素。为适配固废或生物质掺烧，电厂需对给料、燃烧系统等进行改造，中型燃煤电厂全面设备改造可能需投入 2000 万元 - 5000 万元，且掺烧后设备磨损加剧，维护成本可能增加 20%-30%。人力与管理成本也因掺烧后燃烧过程复杂，对运维人员专业素养要求更高而上升，可能增加 15%-25%。此外，生物质燃料供应受季节性影响，来源稳定性差，收集、运输、储存成本较高，甚至存在价格与煤价倒挂情况，进一步加大成本压力。 　　以华电滕州新源热电有限公司为例，该厂在进行生物质耦合掺烧改造时，投入了 3000 万元用于设备改造。但改造后，由于生物质燃料供应不稳定，且设备维护成本大幅增加，导致电厂运营成本在半年内就增加了 500 万元，给电厂带来了巨大的经济压力。 　　不同规模电厂应对成本挑战能力各异，大型电厂资金雄厚，可通过规模化运营和长期效益分摊成本;中型电厂需优化改造方案、加强与外部合作来控制成本;小型电厂因资金有限，设备改造困难，维护成本高，在原料供应上也较为被动，面临较大运营压力。 　　(三)燃料供应不稳定 　　燃料供应稳定性是另一大挑战。生物质燃料受季节、地域影响大，供应波动明显。例如，在农作物收获季，生物质燃料供应相对充足，但其他时段可能短缺。且生物质燃料分布分散，收集和运输成本高昂。此外，不同燃料需复杂预处理，如生物质要粉碎、干燥，垃圾衍生燃料要分类、破碎等，增加燃料供应系统复杂性和运行成本，给电厂燃料管理带来难题。 　　国电宿迁热电有限公司位于农业产区，在农作物收获后的几个月里，生物质燃料供应充足，电厂运行较为顺畅。但在非收获季节，为了获取足够的生物质燃料，电厂需要从较远地区采购，运输成本大幅增加，且时常面临供应中断的风险。 　　为保障燃料稳定供应，电厂积极拓展供应渠道，与多个供应商建立长期合作，大型电厂构建广泛原料供应网络，中型电厂与周边供应商合作优化运输路线，小型电厂则积极寻找替代原料或加强与其他电厂合作。 　　四、多方行动，共寻破局之道 　　面对挑战，各方积极行动。科研机构加大研发力度，高校与企业开展产学研合作，共同攻克技术难题。如某高校与企业联合研发新型燃烧器，通过优化设计，使固废燃料在炉膛内停留时间延长，燃烧效率提升超 25%。电厂也在不断优化运营管理，加强人员培训，提高员工技术水平和操作能力。部分电厂定期组织员工参加专业技能培训，邀请行业专家授课，内容涵盖燃料特性分析、燃烧调整技巧、设备故障诊断与维修等，通过理论与实践结合，提升员工业务能力。同时，政府持续完善政策支持体系，加大补贴力度，引导更多电厂采用耦合掺烧技术。 　　业内专家表示，燃煤发电耦合掺烧技术虽面临挑战，但潜力巨大，随着技术进步和政策完善，有望成为燃煤发电向绿色、低碳转型的关键路径，为能源领域可持续发展贡献重要力量。在未来，随着技术瓶颈的突破和成本的有效控制，燃煤发电耦合掺烧技术将在能源舞台上发挥更为重要的作用，助力全球能源结构向绿色、可持续方向转变。 转自：灵核网公众号，如需转载必须注明来源作者！