煤电低碳化改造加速，行业积极谋变应对挑战

导读 　　在全球能源转型的汹涌浪潮中，一则重磅消息在煤电行业激起千层浪。近日，国家发展改革委、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)》，这份方案就像是为煤电行业绘制了一幅通往绿色未来的详尽地图，既为煤电低碳化转型指明了清晰的方向，也带来了前所未有的挑战。面对这份沉甸甸的政策 “答卷”，煤电行业没有丝毫退缩，而是鼓足干劲，积极行动，开启了一场破局求变的奋进征程。 煤电行业如何应对《煤电低碳化改造建设行动方案（2024—2027年）》带来的挑战？ 　　当前，我国能源结构中，煤电仍占据重要地位。截至去年底，煤电装机容量约 11.7 亿千瓦，占据全国电力总装机的 40%，发电用煤更是占到全国煤炭消费总量的 60%，为国家的经济发展和社会稳定源源不断地输送着强劲动力。但荣耀背后，也有隐忧，煤电的碳排放量约占全国碳排放总量的 40%。在 “双碳” 目标的大背景下，煤电低碳化改造迫在眉睫。 　　《行动方案》设定了宏伟目标，到 2025 年，首批煤电低碳化改造建设项目将全部开工，一批先进的煤电低碳发电技术会从实验室走向实际应用，到 2027 年，煤电低碳发电技术路线将进一步拓宽，建造和运行成本显著下降，相关项目度电碳排放较 2023 年同类煤电机组平均碳排放水平降低 50% 左右，接近天然气发电机组碳排放水平，这无疑是给煤电行业描绘了一幅充满希望的绿色蓝图，让整个行业看到了转型成功后的前景。 　　面对这一政策要求，煤电行业在技术层面积极探索，针对生物质掺烧，深入研究不同生物质与煤炭的最佳配比，以提升燃烧效率和稳定性，仿佛在寻找开启高效燃烧大门的精准密码;对于绿氨掺烧，着重攻克绿氨储存、运输及与煤电系统融合的技术难题，努力搭建起绿氨与煤电协同发展的稳固桥梁;在碳捕集利用与封存方面，致力于研发更高效、低成本的二氧化碳捕集材料和工艺，试图打造出更为强大的 “碳捕手”，将二氧化碳牢牢控制。 　　设备升级也是重要一环，淘汰老旧、低效的燃煤设备，引进新型的高效清洁燃烧锅炉，其燃烧效率可比传统锅炉提高 10% - 15%，大幅减少煤炭消耗和碳排放，就像给煤电生产换上了一颗强劲且绿色的 “心脏”。同时，配备先进的烟气净化设备，采用静电除尘、脱硫、脱硝一体化技术，确保排放的烟气中污染物含量远低于国家标准，好似给电厂戴上了一顶功能强大的 “清洁卫士帽”。 　　管理优化同样不可或缺，建立智能化的能源管理系统，实时监测煤电生产过程中的各项数据，如煤炭消耗、电量产出、污染物排放等，通过数据分析实现精准调控，及时调整生产参数，避免能源浪费，这就如同为电厂安装了一个超级 “智慧大脑”，时刻保持高效运行。 　　方案提出的生物质掺烧、绿氨掺烧、碳捕集利用与封存三种主要改造方式，成为企业们探索的方向，不少成功案例不断涌现，照亮了行业前行的道路。 　　生物质掺烧：化废为宝，绿色发电 　　在生物质掺烧领域，江苏某电厂堪称行业典范。江苏作为农业大省，每年粮食加工产生的稻壳数量极为可观，这些稻壳就像是被遗落的宝藏，等待着被发掘利用。该电厂敏锐地捕捉到这一资源优势，与周边数十家粮食加工企业签订长期合作协议，建立了稳定的稻壳供应渠道，就像编织了一张紧密的资源收集网。 　　为了实现稻壳与煤炭的高效混合燃烧，电厂投入大量资金进行技术改造。一方面，从国外引进先进的生物质输送系统，该系统能够精准控制稻壳的输送量，确保其与煤炭按最佳比例(经过多次试验确定为稻壳占比 15% - 20%)均匀混合，如同一位技艺精湛的调酒师，精准调配出最佳 “燃料鸡尾酒”。另一方面，对锅炉内部的燃烧结构进行优化设计，增加了特殊的助燃装置，以提升稻壳在混合燃料中的燃烧稳定性，仿佛给燃烧过程注入了一剂 “稳定强心针”。 　　改造后的成果令人瞩目。每年可消耗稻壳约 50 万吨，有效解决了当地稻壳废弃物的处理难题，减少了因焚烧稻壳带来的环境污染，让曾经可能污染环境的 “麻烦制造者” 摇身一变成为绿色发电的 “得力助手”。经测算，煤炭消耗降低了约 12%，相当于每年减少煤炭使用量约 30 万吨。按照煤炭燃烧的碳排放系数计算，相应减少二氧化碳排放约 80 万吨。同时，燃料成本的降低也为企业带来了显著的经济效益，每年节省燃料费用约 5000 万元，就像在企业的利润账户中不断存入丰厚的 “绿色红利”。 　　绿氨掺烧：新能源融合，低碳前行 　　浙江一家大型煤电企业在绿氨掺烧方面迈出了坚实的步伐。浙江沿海地区风能资源丰富，海风就像是大自然馈赠的清洁能源使者。该企业联合当地一家专注于新能源开发的企业，共同投资建设了绿氨制备工厂，利用当地风力发电产生的富余电能，通过先进的电解水制氢技术，将水电解为氢气和氧气，仿佛开启了一场神奇的 “水之魔法”，把水转化为绿色能源的关键原料。随后，采用国际领先的哈伯 - 博施法，在高温高压和催化剂的作用下，将氢气与从空气中分离出的氮气合成绿氨，成功搭建起从风能到绿氨的能源转化桥梁。 　　在燃煤机组改造方面，企业邀请了国内顶尖的电力设计研究院进行技术指导。对原有的燃煤进料系统进行了全面升级，增加了绿氨储存罐和专门的绿氨喷射装置，确保绿氨能够均匀地掺入到燃烧系统中，就像精心安排了一场完美的 “能源融合舞会”，让绿氨与煤炭在燃烧舞台上和谐共舞。经过多次调试和优化，成功实现绿氨掺烧比例达到 8%。 　　在掺烧过程中，通过高精度的监测设备实时监测机组运行参数，结果显示发电效率未受明显影响，仅略有提升 0.5% - 1%，仿佛给机组注入了一股绿色的活力，却不影响其原本的强大动力。而碳排放数据却十分亮眼，相较于改造前，每发一度电的碳排放降低了约 15%。当地的空气质量监测数据也表明，随着电厂碳排放的减少，周边地区空气中的颗粒物、二氧化硫等污染物浓度明显下降，为当地的空气质量改善做出了积极贡献，就像给城市的天空换上了一件清新干净的 “蓝色新衣”。 　　碳捕集利用与封存：变废为宝，循环发展 　　山东的一家煤电企业在碳捕集利用与封存方面取得了重大突破。该企业与国内知名科研机构合作，引进了国际先进的化学吸收法碳捕集技术，就像请来了一位专业的 “碳捕快”。建设的碳捕集装置采用了高效的吸收剂，能够在较低的能耗下实现对电厂烟气中二氧化碳的高效捕集，捕集效率高达 90% 以上，每年可捕集二氧化碳约 10 万吨，如同一个强大的 “碳吸尘器”，将二氧化碳从烟气中吸除。 　　捕集到的二氧化碳通过专用管道输送到附近的油田，用于强化采油。在油田中，二氧化碳被注入到地下油层，利用其良好的驱油性能，将原本难以开采的原油驱赶到采油井附近，从而提高了油田的采收率，就像二氧化碳化身成了勤劳的 “石油搬运工”，帮助油田挖掘出更多的能源宝藏。据油田生产数据显示，在注入二氧化碳后，原油产量提高了约 15%，为油田带来了显著的经济效益。 　　此外，企业还对二氧化碳的资源化利用进行了探索。将部分捕集到的二氧化碳与氢气在特定催化剂的作用下反应，合成甲醇等化工产品，成功实现了二氧化碳的循环利用，减少了碳排放，还为企业开辟了新的经济增长点，每年通过二氧化碳资源化利用获得的收益约为 2000 万元，让二氧化碳从 “碳排放负担” 变成了 “经济增收法宝”。 　　早在 “十三五” 期间，山东十里泉、日照等燃煤电厂就敢为人先，实施了生物质直燃掺烧，如今，这些技术已逐渐成熟，为规模化示范打下了坚实基础，就像星星之火，即将形成燎原之势。广东台山等地开展的工业级燃煤机组掺氨燃烧试验，也为绿氨掺烧技术的推广积累了宝贵经验，成为技术创新道路上的一个个 “里程碑”。在碳捕集利用与封存方面，我国近年来积极推进示范项目建设，将捕集的二氧化碳用于驱油或地质封存，这些项目就像一个个绿色先锋，为行业摸索出了一条可行的碳减排之路。 　　其中，锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗西乌金山发电有限公司的生物质掺烧项目，堪称行业典范。他们利用当地丰富的牛粪资源，购买 70 余吨牛粪与褐煤进行掺烧试验。结果令人惊喜，牛粪热值与褐煤相近，锅炉燃烧室温度均匀、床压稳定，完全满足燃烧条件，就像找到了一对默契十足的 “燃烧搭档”。公司一鼓作气，投入 320 余万元，完成了一系列关键改造，为生物质长期大量掺烧做好了充分准备。国家能源集团国电电力胜利电厂更是完成了全国首例 “大型煤电机组牛粪掺烧” 试验，以锡林郭勒草原牛粪为原料，利用现有上煤系统，成功掺烧牛粪达 2000 余吨，掺烧比例高达 15%。试验期间，锅炉运行稳定，污染物排放达标。据估算，一台 660 兆瓦机组以 5% 的掺烧比例计算，每年可掺烧牛粪约 10 万吨，节省标煤 3.6 万吨，减少二氧化碳排放 9.5 万吨、碳减排增收 950 万元，供电煤耗降低约 13 克 / 千瓦时，经济效益与环保效益双丰收，简直就是煤电低碳化改造的 “模范生”。 　　在湖北，国电长源汉川第一发电有限公司成功应用团聚脱硫废水磺化处理技术，攻克了燃煤电厂三氧化硫排放污染这一 “老大难” 问题，实现脱硫废水零排放，该技术还被鉴定为 “国际领先”。三氧化硫毒性强、腐蚀性大，不仅污染空气，还会与脱销系统中的逃逸氨生成硫酸氢铵凝结物，加剧空气预热器的腐蚀和堵灰，严重影响电厂安全运行，就像潜伏在电厂内部的 “破坏分子”。而这项技术就像一位神奇的 “清洁卫士”，通过在脱硫废水中加入新型 SO3 高温磺化复合剂，利用高温烟道喷雾蒸发技术在空预器前端烟道喷入混合后的钝化废水，不仅处理了脱硫废水、消除了蓝色烟羽，还降低了空预器入口烟气中的 SO3，减少硫酸氢氨生成，减缓空预器堵塞，同时减少脱硫塔水耗，节水降耗，为煤炭行业绿色低碳转型提供了强有力的技术支撑。 　　但技术改造之路并非一帆风顺，就像一场充满荆棘的冒险。一方面，相关技术仍存在短板，低成本绿氨制备技术、高比例掺烧农作物秸秆技术，以及煤电烟气二氧化碳捕集降耗、吸收剂减损等技术，都亟待突破，它们就像挡在行业前进道路上的 “拦路虎”。另一方面，技术改造需要大量资金投入，这对企业来说也是不小的压力。为了解决资金难题，《行动方案》出台了一系列支持措施，利用超长期特别国债等资金渠道为符合条件的项目 “输血”，相关项目还能择优纳入绿色低碳先进技术示范工程，享受政策 “红利”。各地也纷纷因地制宜，加大投资补助力度，同时鼓励企业通过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渠道融资，为企业拓宽资金来源，就像搭建了一条条 “资金桥梁”。 　　在项目布局与运营上，煤电企业也在根据方案要求灵活调整。生物质掺烧项目需要确保所在地有长期稳定的生物质资源供应，就像要找到稳定的 “粮草” 来源;绿氨掺烧项目要考虑当地是否具备可靠的绿氨来源以及丰富的可再生能源资源，这些都是项目成功的关键要素;碳捕集利用与封存项目则要选择周边有二氧化碳利用场景或封存条件适宜的地区，以保障项目的顺利实施。比如，一些位于农林资源丰富地区的电厂，积极与当地农户、农林企业建立合作，保障生物质燃料的稳定供应，为项目的顺利开展奠定基础。 　　此外，人才培养与安全管理也是行业关注的重点。煤电低碳化改造涉及诸多新技术、新领域，需要大量专业人才，企业通过内部培训、与高校和科研机构合作等方式，积极培养和引进人才，为技术创新提供智力支持，就像为企业打造了一支高素质的 “智慧军团”。同时，严格遵守国家安全生产法律法规和标准规范，建立健全安全生产管理制度，确保改造项目安全实施和运行，保障企业平稳发展，如同为企业筑牢了一道坚固的 “安全防线”。 　　中国工程院院士、华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室主任刘吉臻指出，推进煤电低碳化技术创新，要统筹各方创新资源，发挥国家战略科技力量作用，推动产学研用协同创新。这为煤电行业应对挑战指明了方向，就像在黑暗中点亮了一盏明灯。 　　随着《行动方案》的逐步落实，煤电行业正站在转型的十字路口。尽管挑战重重，但行业内企业积极应对，在政策支持与技术创新的双重驱动下，煤电行业有望实现绿色低碳转型，在保障能源安全的同时，为我国 “双碳” 目标的实现贡献力量。我们也将持续关注煤电行业在低碳化改造过程中的新动态、新进展，共同见证煤电行业的绿色蝶变。 转载：灵核网公众号 如需转载必须注明来源作者！