雙碳背景下傳統火力發電廠該如何前行

沈佳倫

摘要：中國政府在第七十五屆聯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年前實現碳中和，表明了超級大國的抱負。而要兌現這個承諾，必將帶來能源競爭和產業變革，傳統火力發電廠作為碳排放大戶，必須利用現有規則，通過碳排放交易市場以及低碳技術、能源轉型等方式來謀生存求發展。

關鍵詞：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年前實現碳中和。2021年10月24日中共中央、國務院印發的。隨后，國務院于10月27日印發了《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謀劃、總體部署。而《方案》作為我國保證實現2030年碳達峰目標的行動和操作指南，是對《意見》內容的進一步深化和落實。

2、關于傳統火電的政策解讀

根據《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，到2030年，經濟社會發展全面綠色轉型取得顯著成效，重點耗能行業能源利用效率達到國際先進水平。到2060年，綠色低碳循環發展的經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型行動。推進煤炭消費替代和轉型升級，大力發展新能源，因地制宜開發水電，積極安全有序發展核電，合理調控油氣消費，加快建設新型電力系統。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能，加快現役機組節能升級和靈活性改造，積極推進供熱改造，推動煤電向基礎保障性和系統調節性電源并重轉型。

分析此次《行動方案》，不難看出國家對實現雙碳目標的決心與信心，中國是發展中國家，經濟發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，企業實現盈利變得困難，這對企業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展的“定心丸”，也再一次強調絕不能出現“一刀切”限電限產和“運動式”減碳，碳達峰工作的開展是要在分類施策，在保障高質量發展的前提下，有層次、分階段、科學制定發展目標，積極培育綠色發展動能，探索綠色發展機遇，在有序完成達峰工作的同時，實現社會經濟全面高質量發展。

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。中國全國碳排放權交易體系采用基準線法進行配額分配，即對單位產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+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電廠的發電量及其對應的基準線為企業分配配額。機組燃料類型及發電技術不同，其對應的基準線也有差異。若企業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有火電企業提升生產效率。碳市場是重大制度創新，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，全國碳排放權交易市場啟動上線交易。發電行業成為首個納入全國碳市場的行業，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模最大的市場。

4、火電廠的前進方向

傳統火電在以后的發展趨勢下，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，控制我國火電行業溫室氣體的排放主要有管理減排、工程減排和結構減排。

（一）管理減排

管理減排，即通過管理提高能源轉化效率以降低對能源的需求，從而在生產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。盡管節能與減排在其實現目標上并非完全一致，但由于我國的電源結構以火電為主，通過實施節能發電調度、燃料運輸和儲存過程管理、電力生產和電力傳輸過程的優化管理等，同樣有利于從整體上減少電力行業的溫室氣體排放，目前在我國電力工業受到高度的重視與推廣。電力生產中節能通常以提高發電效率為目標，主要體現在對現役機組的優化運行和對現役機組以節能為目標的技術改造等。

對于火力發電廠而言，想要發展低碳火電技術，其重點問題就是解決如下問題：大力推廣使用熱電聯產和熱、電、冷技術，實現火電發電廠能源整體利用率的大幅提高;積極研發并應用清潔煤燃燒技術，降低碳排放對我國環境的壓力;大膽積極地采用節水能力好、調節性能高、高效率、大容量和高參數的機組設備和其他相關設備，提高火力發電節能降耗的技術能力。

（二）工程減排

工程減排，即通過二氧化碳的捕獲與封存技術（CCS）減少碳排放。CCS是指將二氧化碳從工業或相關能源生產鏈中分離出來，輸送到某個地點封存，并且長期與大氣隔絕的一個過程。CCUS技術是CCS技術新的發展趨勢，即把生產過程中排放的二氧化碳進行提純，繼而投入到新的生產過程中，可以循環再利用，而不是簡單地封存。CCS技術包括二氧化碳的捕獲、運輸和封存等環節，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種技術路線。采用二氧化碳捕獲與存儲技術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穩定、需回收的量很大，且電力生產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、化學性質穩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，尚難以大規模推廣應用，因此需要加強對CCS技術的科技投入與深入研究，以期實現未來CCS在技術上更成熟，其減排的能耗和經濟代價進一步降低。

（三）結構減排

結構減排，即通過提高可再生能源、核能等清潔能源在電源結構中的比重，逐漸替代火電等高碳電源，優化電力結構，降低碳排放。清潔能源發電技術主要包括水電、風電、太陽能發電、生物質發電、海洋能發電、地熱發電和核電等，是典型的低碳電源。部分清潔能源發電形式，除了在設備、耗材制造中產生CO2外，在發電過程中基本沒有直接的CO2排放，可視為CO2近零排放發電方式。清潔能源發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、波動性大、發展初期成本高等問題，但隨著制造、材料與智能電網等技術的發展，這些問題都可以逐漸得到解決。經過多年的發展，我國清潔能源發電裝機容量不斷增長，技術水平有了長足進步，裝備制造能力大幅度提高。

低碳發電結構就是提高非化石能源發電比重，降低對化石能源的消耗，目前我國發電行業主要通過“上大壓小”和清潔能源發電來實現。據測算，可再生能源發電量比重每提高1%，將節約電力行業煤炭消耗1319萬噸標準煤，減少二氧化碳排放3654萬噸。而且，非化石能源發電項目具有較快實現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提高企業收益。大力促進清潔能源發展，有利于從發電結構上實現CO2的減排。因此，根據技術成熟度、資源量等情況，因地制宜地發展清潔能源發電，是電力工業節能減排的重要途經。

5、結束語

由于我國的煤炭資源優勢及特殊的國情，在未來的一段時期內煤炭還將繼續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，而且火力發電依然是我國電力能源的重要組成部分，火力發電作為目前整個工業體系的二氧化碳排放大戶，采用低碳技術戰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，傳統火電的轉型已然勢在必行，擴大新能源發電占比，不僅能獲得更多的碳排放交易權，更重要的是兌現我國“雙碳”承諾以及實現社會的可持續發展。

參考文獻：

[1].燃煤發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.?熱力發電. 2020（02）.

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