在“雙碳”目標及高質量發(fā)展的背景下，大力發(fā)展新能源是實現(xiàn)低碳轉型的必然要求，是實現(xiàn)經(jīng)濟安全可持續(xù)發(fā)展的國家戰(zhàn)略。
9月16日，在優(yōu)清商學院舉辦的研討班開班儀式上，中國工程院院士、清華大學能源與動力工程系教授倪維斗表示，在“雙碳”目標下，煤電如何實現(xiàn)低碳發(fā)展是最大的挑戰(zhàn)，風能和太陽能發(fā)電無法適應“源隨荷動”的基本要求，均不具備調峰調頻、無功補償?shù)哪芰Γ豢赡芡耆〈弘妼崿F(xiàn)碳中和。風能和太陽能發(fā)電最大的問題是間歇性和不穩(wěn)定性，大容量的風光電源必須要有大容量的可調節(jié)電源，如火電和其他儲能技術，因此當前要不斷探索風光電發(fā)電與煤電協(xié)調健康發(fā)展機制。
改造升級進一步提高煤電凈效率
大型煤電在我國電力生產(chǎn)中的基礎支撐作用難以替代。據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2022年末全國發(fā)電裝機容量25.6億千瓦，其中火電裝機容量13.3億千瓦。并網(wǎng)風電裝機容量3.7億千瓦，并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機容量3.9億千瓦。2022年，我國非化石能源發(fā)電裝機占總裝機容量的49.6%。煤電占總裝機容量的43.8%。倪維斗表示，我國已建成的大容量超超臨界參數(shù)和亞臨界參數(shù)機組的總容量有8.91億千瓦，這些機組及其配套設施、輸配電系統(tǒng)的資產(chǎn)總量高達10萬億元，已成為火電的主力機組，通過引進、消化和創(chuàng)新，現(xiàn)在具有我國獨創(chuàng)技術的超超臨界參數(shù)和改造的亞臨界參數(shù)煤電機組的供電效率和超低排放水平均處于世界領先地位。
倪維斗認為，如果以全新的生產(chǎn)、儲能和不穩(wěn)定的風光發(fā)電系統(tǒng)來代替上述煤電系統(tǒng)的電量生產(chǎn)能力，其投資和運行成本的高企可想而知。先進煤電具有基本清潔、高效、可靠的特征，應重視建設先進煤電及改造現(xiàn)有機組（低碳），發(fā)展煤與生物質燃料混燒（低碳），通過升級改造提升煤電凈效率，耦合混燒生物質減少二氧化碳排放，采用CCUS最終實現(xiàn)煤電的凈零排放。
亞臨界機組改造，挖掘調峰潛力
在我國煤電中占據(jù)較大比重的亞臨界機組是倪維斗十分關注的領域。他認為，若在我國現(xiàn)役3.5億千瓦亞臨界機組中全面推廣大幅提效綜合升級改造技術，按照供電煤耗降低30克/千瓦時保守計算，年利用小時數(shù)4500小時測算，年節(jié)約將超過4700萬噸標準煤，減排二氧化碳超1.27億噸，大氣污染物排放也將大幅降低。
除了節(jié)能減排的直接效益，倪維斗也很看重亞臨界機組改造的調峰潛力。他指出，若亞臨界機組整體提升20%的深度調峰性能，則可以騰出7000萬千瓦調峰容量，增加3.5億千瓦風光類新能源的消納能力，大幅提升風光類新能源和煤電的兼容性，保障電網(wǎng)安全。
在倪維斗看來，高溫亞臨界綜合升級改造可應用在超臨界機組，平均煤耗下降值大于30克/千瓦時，也可應用于13.5萬千瓦以下的熱電聯(lián)供小機組，煤耗可降低60~100克/千瓦時。若能全面推廣，可有效降低未來煤電機組的煤耗水平，同時有力支撐電網(wǎng)對風光新能源的消納，創(chuàng)造巨大的減碳空間和經(jīng)濟效益。
耦合發(fā)展，推動煤電零碳化轉型
據(jù)倪維斗介紹，生物質能作為火電燃料，總量巨大，目前國內生物質資源可轉換為能源的潛力約為5億噸標準煤。如加以發(fā)展，今后可超過10億噸標準煤。
倪維斗提出了一系列關于建立基于生物質新型生態(tài)能源系統(tǒng)的建議，其中一條是“要通過技術創(chuàng)新，大力發(fā)展超級能源生物質燃料”，超級蘆竹就是近年來關于超級能源生物質燃料的一項重大突破。大力發(fā)展和推動生物質燃料產(chǎn)業(yè)，大規(guī)模開發(fā)和推廣利用廣大的邊際土地種植高產(chǎn)速生的能源植物如超級蘆竹等，解決生物質燃料的大規(guī)模生產(chǎn)和可靠替代及可靠供應問題。他還提出，可以借鑒國外大型燃煤機組進行生物質耦合混燒直至100%生物質燃料替換技術。
“我國煤炭轉型一定要建立在新能源可靠替代的基礎上，也就是應先立后破，大力發(fā)展生物質發(fā)電取代煤電，最終實現(xiàn)煤電的零碳化轉型，因此現(xiàn)有煤電升級改造（低碳）+生物質混燒（零碳）+碳捕集、利用和封存（負碳）的技術路徑，就是我國煤電低碳轉型之路。最終與風光一起，形成確保我國能源安全的低碳發(fā)電系統(tǒng)，從而確保我國在2060年前實現(xiàn)碳中和目標。另外，也需制定強有力地推動煤電耦合生物質發(fā)電的能源政策。”倪維斗如是說。
來源：中國電力報
