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火电“低碳突围”路线图

2009-12-10 09:24:00 资源网

编者按:碳排放—气候变化—全球性灾难。

打破这一链条的唯一出路是:从现在开始,减少二氧化碳的排放量。

但谁应当承担更多的减排责任?这从来不是一个简单的技术问题。“气候变化对策,既是科学问题,更是政治问题。”

纵观整个人类社会发展史,大气中的二氧化碳,主要是由西方国家的工业化带来。基于公平原则,造成这一后果的西方国家,应首先承担起更多责任。减排,不应成为限制发展中国家继续发展的藉口。

当然,作为全球第三大经济体,中国也将承担起“共同但有区别的责任”。目前,中国是全球二氧化碳排放量最大的国家之一,占全球碳排放总量的20%。

中国已在努力,避免重走西方工业化的污染老路。

在这场中国必须参与的“全球碳战争”中,中国的主要能源供应部门“电力”,以及主要工业部门“钢铁”,将扮演重要角色。

因为,中国80%的二氧化碳排放来自燃煤,超过50%的煤炭又用于发电,而超过70%的发电量用于工业。其中,钢铁业为四大高耗电行业之首。

11月26日,中国五大电力集团之一,华能集团邀请国家气候变化专家委员会副主任何建坤教授,作了一个题为“低碳经济的发展趋势及对我国的挑战与机遇”的讲座。

当天,中国公布了2020年控制温室气体排放的行动目标:单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%-45%,并将其作为约束性指标,纳入了国民经济和社会发展中长期规划。

“讲座的目的是,帮助员工学习了解低碳经济发展状况,并促进公司清洁能源的发展。”一位华能集团人士对本报记者表示,华能在大力发展清洁能源的同时,也将通过绿色煤电(IGCC)及碳捕获(CCS)等技术,力求降低二氧化碳排放。

目前,中国80%的二氧化碳排放来自燃煤,而超过50%的煤炭消费用于火力发电。在中国的减排大计中,包括华能在内的传统火电企业责任重大。

而新能源替代和清洁煤技术,已成为华能这样的“碳排大户”,向低碳转型的两种主要途径。除了不断提高燃煤发电的能源效率,各电力集团都在主动调整电源结构,增加水电、核电、风电、光伏发电等再可生能源比例。

追逐“零排放”

用“零排放”的新型能源,取代燃煤发电,是一个理想的选择。

国家电监会研究室研究员吴疆表示,新能源技术应用,以风能、太阳能等可再生能源直接替代常规化石燃料,不仅能效接近百分之百,而且直接污染物排放趋近于零。

在接受本报记者采访时,中电投总经理陆启州也表示:中电投今年火电投资比例已从原来的70%-80%下降到44%,而水电、核电、风电等清洁能源投资比例大幅上升至56%。

据本报了解,目前,各电力集团都正在加紧制订的“低碳经济发展战略”,最核心的部分正是“大力发展可再生能源,并逐步降低火电比例”。

其中,风电发展最为迅猛,连续三年增长速度都超过100%,各电力集团也加快了“跑马圈风”步伐,纷纷提高了风电计划装机比例。

以华能集团为例,华能酒泉风电基地一期于今年8月份开工建设,是该千万千瓦级风电基地“十一五”380万千瓦风电场项目中规模最大的风电场,总装机50万千瓦,计划于2010年上半年建成投产,二期工程规划装机100万千瓦,前期工作已在进行。

据上述华能集团人士介绍,华能酒泉风电基地150万千瓦风电机组全部投产后,年上网电量32亿千瓦时,这些与火力发电相比,相当于每年可节约标准煤约112万吨,节水857万吨,减排温室效应气体二氧化碳337万吨,减排二氧化硫1.25万吨,减少向大气排放粉尘1.5万吨。

这与国家大力发展再可生能源的政策遥相呼应。根据最新规划,到2020年,风电、光伏发电以及核电总装机容量将分别从3000万千瓦、180万千瓦和4000千瓦大幅调高至1亿千瓦、2000万千瓦和7000万千瓦。

不过,在中国一次能源供应中,煤炭的占比超过70%(全球平均水平低于30%),而新能源存在规模化发展瓶颈,中国能源“煤炭当家”的格局,短期之内尚难改变。

因此,对于传统电力企业来说,靠可再生能源替代减排,仍是一个遥远的目标。火电企业仍需在改变燃烧技术上下功夫。

寻找“高效煤”

火力发电厂,是世界排放二氧化碳的最大行业,火力发电厂燃烧化石燃料后排放的二氧化碳,占全球燃烧同种燃料排放量的30%,大约占全球人类活动排放二氧化碳的24%。

由于中国火电比例偏高,“二氧化碳排放量占到40%”,厦门大学中国能源经研究中心主任林伯强告诉本报。

截至2008年年底,中国电力[2.04 -0.97%]装机容量79253万千瓦,而其中火电装机容量占总装机容量的75.7%,导致二氧化碳等污染物的大量排放,火电行业节能减排形势严峻。

除了直接排放污染物,火电发电的能效水平也较低(大约为38.5%,高达78%的能量损耗在这个环节发生),因此,降低火力发电比例,是促进节能减排效益空间最大的环节之一,同时也是国家完成2020年减排行动目标最为关键的领域。

“火电企业仍需在改变燃烧技术上下功夫。”在吴疆看来,化石燃料的新型燃烧技术,在现有基础上降低能耗、减少排放的空间都非常大;而碳捕捉和封存技术,可直接减少污染物排放。

近年来,国家加快了火电厂“上大压小”替代,关闭大量效率低、污染重的小机组。而新核准的火电项目,基本都为超临界和超超临界和热电联产的环保机组,而电网企业的节能调度(越环保的机组,分配电量越多),也加快了发电企业小机组的关闭。

而从目前情况来看,最环保的清洁煤发电技术还数IGCC(整体煤气化[24.18 2.03%]联合循环发电系统)。据了解,其发电效率可达48%,脱硫效率达99%以上,同时收集与处理二氧化碳,被认为代表着未来清洁能源发展的主要趋势。

今年7月,由华能集团牵头的华能天津IGCC示范电站,在天津临港工业区开工,目前该项目仍在建设阶段,预计2011年建成投产发电。是国内第一家、世界第六家IGCC电厂。

据华能集团副总经理乌若思介绍,IGCC技术有两个主要特点,一是使煤炭发电达到包括二氧化碳在内的污染物近零排放,二是大幅度提高煤炭发电效率。

除IGCC外,CCS也即碳捕获与碳封存,也是目前世界上研究减少二氧化碳排放的方向之一。但该技术尚处于研究开发和示范阶段,我国在这一领域的研发也刚刚起步。

国内电力企业开展这项试验的,仍为华能集团,这也是配合IGCC中收集与处理二氧化碳而开展的。在北京奥运会前夕,华能的IGCC示范工程、北京热电厂二氧化碳捕集示范工程建成投产,成功捕集出纯度为98%的二氧化碳,达到设计标准。

据华能方面介绍,该技术采用由华能控股的西安热工研究院的技术,现二氧化碳回收率大于85%,年可回收二氧化碳为3000吨。捕集二氧化碳后,由精制系统提存成高纯度的食品级二氧化碳,可用于饮料、食品行业。

突破“成本”瓶颈

不过,新能源技术、清洁煤技术和碳捕获技术等,目前仍受到高成本的制约。

以风电为例,吴疆指出,与火电对比,风电的确具有无燃料成本的先天优势的,但在目前上网价格高于火电54%的条件下,风电依然没有财务方面的竞争优势,关键原因还是“技术落后、粗放发展造成固定成本过高”。

在他看来,按照目前的发展状况,我国风电基本不具备独立生存、发展、竞争的能力,完全依赖政策扶持与多方利益输送,一旦各种优惠取消,将丧失可持续发展动力。

林伯强也指出,国内的成本承受能力并不强,包括政府补贴能力、企业成本承压能力和用户电价接受能力,所以,对企业来说,在积极利用国内和国际各种补贴的同时,更重要是实现技术突破和降低成本,这样新能源才有可持续发展动力。

“环保减排是时尚、高尚而昂贵的,发展新能源必须从环保减排总体战略的高度,统筹考虑其开发利用成本、横向比较成本、替代锁定成本、寿命周期成本,最终不能突破社会承受能力的底线。”吴疆强调说。

而IGCC与CCS,目前,都还没有商业化运营案例,其高昂的成本决定了目前并不具备商业化运营的条件。

林伯强直言,他并不看好CCS未来的开发前景。“首先是发电成本增加20%-30%,而国内电价机制决定其无法通过电价补平;第二,碳捕获也是耗能行业,与节能相违背,会增加能源需求;第三,储存技术很难解决,而如果产品直接用于其它行业,就存在是否真正减排的争议。”

但他同时认为,作为技术储备,国家仍然应该支持和补贴类似新技术的发展,发达国家也应通过技术和资金支持发展中国家,以使包括IGCC和CCS在内的减排技术能最终实现技术突破、规模化运营以降低成本,最终实现低碳发展。
 




责任编辑: 江晓蓓

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