雙碳背景下傳統(tǒng)火力發(fā)電廠該如何前行

沈佳倫

摘要：中國政府在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出我國將力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和，表明了超級大國的抱負。而要兌現(xiàn)這個承諾，必將帶來能源競爭和產(chǎn)業(yè)變革，傳統(tǒng)火力發(fā)電廠作為碳排放大戶，必須利用現(xiàn)有規(guī)則，通過碳排放交易市場以及低碳技術(shù)、能源轉(zhuǎn)型等方式來謀生存求發(fā)展。

關(guān)鍵詞：碳達峰;碳中和;碳市場;碳減排

1、背景

2020年9月22日，中國政府在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。2021年10月24日中共中央、國務(wù)院印發(fā)的。隨后，國務(wù)院于10月27日印發(fā)了《2030年前碳達峰行動方案》，《意見》作為碳達峰碳中和“1+N”政策體系中的“1”，對碳達峰碳中和這項重大工作進行了系統(tǒng)謀劃、總體部署。而《方案》作為我國保證實現(xiàn)2030年碳達峰目標的行動和操作指南，是對《意見》內(nèi)容的進一步深化和落實。

2、關(guān)于傳統(tǒng)火電的政策解讀

根據(jù)《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，到2030年，經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型取得顯著成效，重點耗能行業(yè)能源利用效率達到國際先進水平。到2060年，綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系和清潔低碳安全高效的能源體系全面建立，能源利用效率達到國際先進水平，非化石能源消費比重達到80%以上。而且在《2030年前碳達峰行動方案》中首先提出的就是能源綠色低碳轉(zhuǎn)型行動。推進煤炭消費替代和轉(zhuǎn)型升級，大力發(fā)展新能源，因地制宜開發(fā)水電，積極安全有序發(fā)展核電，合理調(diào)控油氣消費，加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)。其中就有要求嚴格控制新增煤電項目，新建機組煤耗標準達到國際先進水平，有序淘汰煤電落后產(chǎn)能，加快現(xiàn)役機組節(jié)能升級和靈活性改造，積極推進供熱改造，推動煤電向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重轉(zhuǎn)型。

分析此次《行動方案》，不難看出國家對實現(xiàn)雙碳目標的決心與信心，中國是發(fā)展中國家，經(jīng)濟發(fā)展離不開二氧化碳排放，但在“2060年碳中和”的大目標下，需要在2030年讓碳排放達到最高峰，然后逐年下降，那么問題就來了，減少碳排放，勢必會帶來短期成本的上升，企業(yè)實現(xiàn)盈利變得困難，這對企業(yè)來說顯然是不足動力的。所幸的是《行動方案》在最后還提出“各地區(qū)梯次有序碳達峰行動”，不僅給各級政府及社會各界吃了一顆保發(fā)展的“定心丸”，也再一次強調(diào)絕不能出現(xiàn)“一刀切”限電限產(chǎn)和“運動式”減碳，碳達峰工作的開展是要在分類施策，在保障高質(zhì)量發(fā)展的前提下，有層次、分階段、科學制定發(fā)展目標，積極培育綠色發(fā)展動能，探索綠色發(fā)展機遇，在有序完成達峰工作的同時，實現(xiàn)社會經(jīng)濟全面高質(zhì)量發(fā)展。

3、碳市場的交易機制

目前我國已利用市場機制控制和減少溫室氣體排放、推動綠色低碳發(fā)展，即把碳排放量化，變成一個可以買賣的商品。中國全國碳排放權(quán)交易體系采用基準線法進行配額分配，即對單位產(chǎn)品的二氧化碳排放量進行限制。采用基準法核算機組配額總量的公式為：機組配額總量=供電基準值×實際供電量×修正系數(shù)+供熱基準值×實際供熱量[1]。而重點排放單位的配額量為其所擁有各類機組配額量的總和。碳市場主管部門根據(jù)電廠的發(fā)電量及其對應的基準線為企業(yè)分配配額。機組燃料類型及發(fā)電技術(shù)不同，其對應的基準線也有差異。若企業(yè)獲得配額高于其實際排放量，上述盈余的部分可以在碳市場中出售。如果用盡了現(xiàn)有配額，那就需要購買更多的配額。因此，運用基準線進行配額分配的方法也可以推動現(xiàn)有火電企業(yè)提升生產(chǎn)效率。碳市場是重大制度創(chuàng)新，全國碳市場啟動上線交易為“雙碳”目標的達成提供了重要抓手[2]。2021年7月，全國碳排放權(quán)交易市場啟動上線交易。發(fā)電行業(yè)成為首個納入全國碳市場的行業(yè)，納入重點排放單位超過2000家。中國碳市場將成為全球覆蓋溫室氣體排放量規(guī)模最大的市場。

4、火電廠的前進方向

傳統(tǒng)火電在以后的發(fā)展趨勢下，獲得的免費配額必將越來越少，所以除了從市場購買配額外，還需從其他方面減少二氧化碳排放才能真正達到“雙碳”目標。目前，控制我國火電行業(yè)溫室氣體的排放主要有管理減排、工程減排和結(jié)構(gòu)減排。

（一）管理減排

管理減排，即通過管理提高能源轉(zhuǎn)化效率以降低對能源的需求，從而在生產(chǎn)相同電能的同時減少化石燃料的消耗與二氧化碳排放。這是一種成本低、思路合理、綜合效果好的“一舉多得”的減排方式。盡管節(jié)能與減排在其實現(xiàn)目標上并非完全一致，但由于我國的電源結(jié)構(gòu)以火電為主，通過實施節(jié)能發(fā)電調(diào)度、燃料運輸和儲存過程管理、電力生產(chǎn)和電力傳輸過程的優(yōu)化管理等，同樣有利于從整體上減少電力行業(yè)的溫室氣體排放，目前在我國電力工業(yè)受到高度的重視與推廣。電力生產(chǎn)中節(jié)能通常以提高發(fā)電效率為目標，主要體現(xiàn)在對現(xiàn)役機組的優(yōu)化運行和對現(xiàn)役機組以節(jié)能為目標的技術(shù)改造等。

對于火力發(fā)電廠而言，想要發(fā)展低碳火電技術(shù)，其重點問題就是解決如下問題：大力推廣使用熱電聯(lián)產(chǎn)和熱、電、冷技術(shù)，實現(xiàn)火電發(fā)電廠能源整體利用率的大幅提高;積極研發(fā)并應用清潔煤燃燒技術(shù)，降低碳排放對我國環(huán)境的壓力;大膽積極地采用節(jié)水能力好、調(diào)節(jié)性能高、高效率、大容量和高參數(shù)的機組設(shè)備和其他相關(guān)設(shè)備，提高火力發(fā)電節(jié)能降耗的技術(shù)能力。

（二）工程減排

工程減排，即通過二氧化碳的捕獲與封存技術(shù)（CCS）減少碳排放。CCS是指將二氧化碳從工業(yè)或相關(guān)能源生產(chǎn)鏈中分離出來，輸送到某個地點封存，并且長期與大氣隔絕的一個過程。CCUS技術(shù)是CCS技術(shù)新的發(fā)展趨勢，即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進行提純，繼而投入到新的生產(chǎn)過程中，可以循環(huán)再利用，而不是簡單地封存。CCS技術(shù)包括二氧化碳的捕獲、運輸和封存等環(huán)節(jié)，其中二氧化碳捕獲主要有燃燒前捕獲、燃燒后捕獲及富氧燃燒捕獲3種技術(shù)路線。采用二氧化碳捕獲與存儲技術(shù)可以減少電廠二氧化碳排放的80%～95%，理論減排潛力巨大。但由于二氧化碳化學性質(zhì)穩(wěn)定、需回收的量很大，且電力生產(chǎn)流程中二氧化碳一般已被N2氣稀釋，二氧化碳濃度低（一般15%以下），使待分離氣體的流量很大。量大、濃度低、化學性質(zhì)穩(wěn)定等特點使二氧化碳捕獲往往伴隨著巨大能耗，導致能源利用系統(tǒng)效率大幅下降。所以CCS目前的能耗與成本仍較高，尚難以大規(guī)模推廣應用，因此需要加強對CCS技術(shù)的科技投入與深入研究，以期實現(xiàn)未來CCS在技術(shù)上更成熟，其減排的能耗和經(jīng)濟代價進一步降低。

（三）結(jié)構(gòu)減排

結(jié)構(gòu)減排，即通過提高可再生能源、核能等清潔能源在電源結(jié)構(gòu)中的比重，逐漸替代火電等高碳電源，優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)，降低碳排放。清潔能源發(fā)電技術(shù)主要包括水電、風電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、海洋能發(fā)電、地熱發(fā)電和核電等，是典型的低碳電源。部分清潔能源發(fā)電形式，除了在設(shè)備、耗材制造中產(chǎn)生CO2外，在發(fā)電過程中基本沒有直接的CO2排放，可視為CO2近零排放發(fā)電方式。清潔能源發(fā)電還可減少化石能源的消耗，降低多種污染物的排放。雖然部分清潔能源存在能量密度低、不連續(xù)、波動性大、發(fā)展初期成本高等問題，但隨著制造、材料與智能電網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，這些問題都可以逐漸得到解決。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國清潔能源發(fā)電裝機容量不斷增長，技術(shù)水平有了長足進步，裝備制造能力大幅度提高。

低碳發(fā)電結(jié)構(gòu)就是提高非化石能源發(fā)電比重，降低對化石能源的消耗，目前我國發(fā)電行業(yè)主要通過“上大壓小”和清潔能源發(fā)電來實現(xiàn)。據(jù)測算，可再生能源發(fā)電量比重每提高1%，將節(jié)約電力行業(yè)煤炭消耗1319萬噸標準煤，減少二氧化碳排放3654萬噸。而且，非化石能源發(fā)電項目具有較快實現(xiàn)溫室氣體減排的能力，是很好的CCER（核證自愿減排量）項目源，可以通過出售CCER提高企業(yè)收益。大力促進清潔能源發(fā)展，有利于從發(fā)電結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)CO2的減排。因此，根據(jù)技術(shù)成熟度、資源量等情況，因地制宜地發(fā)展清潔能源發(fā)電，是電力工業(yè)節(jié)能減排的重要途經(jīng)。

5、結(jié)束語

由于我國的煤炭資源優(yōu)勢及特殊的國情，在未來的一段時期內(nèi)煤炭還將繼續(xù)作為我國的主要資源進行使用，這必然造成二氧化碳等溫室氣體的大量排放，而且火力發(fā)電依然是我國電力能源的重要組成部分，火力發(fā)電作為目前整個工業(yè)體系的二氧化碳排放大戶，采用低碳技術(shù)戰(zhàn)略才能有效降低我國的碳排放量，而要從碳達峰過渡到碳中和，傳統(tǒng)火電的轉(zhuǎn)型已然勢在必行，擴大新能源發(fā)電占比，不僅能獲得更多的碳排放交易權(quán)，更重要的是兌現(xiàn)我國“雙碳”承諾以及實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1].燃煤發(fā)電機組碳排放折算方法研究與應用[J]. 高建強，宋銅銅，楊東江.?熱力發(fā)電. 2020（02）.

[2].中國碳交易市場規(guī)模的減排效應研究[J]. 薛飛，周民良.?華東經(jīng)濟管理. 2021（06）.