1 發(fā)電環(huán)節(jié)低碳潛力

發(fā)電行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，無論是能源消耗還是溫室氣體和污染物排放，發(fā)電行業(yè)比重都很大，是我國節(jié)能降碳的重要領(lǐng)域。雖然發(fā)電行業(yè)的節(jié)能降碳工作已經(jīng)取得較為顯著的成績，但潛力依然很大。

1.1 火電節(jié)能減排潛力分析

我國火電以煤電為主，雖然我國煤炭資源豐富，但人均占有量低，煤炭分布不均衡，煤炭后備儲量緊張。因此火電由于煤炭的不可再生性和現(xiàn)有儲備，發(fā)展?jié)摿τ邢蕖?/p>

隨著國家火電機(jī)組“上大壓小”結(jié)構(gòu)減排政策的實施，目前在運小機(jī)組逐漸減少，靠結(jié)構(gòu)減排降低供電煤耗的空間越來越小，因此依靠化石能源節(jié)能減排創(chuàng)新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用實現(xiàn)節(jié)能減排是必然的選擇。雖然目前我國平均供電煤耗已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，但不同地區(qū)、不同機(jī)組煤耗差別仍然較大，因此火電機(jī)組仍有相當(dāng)大的節(jié)能減排空間。

1.2 水電節(jié)能減排潛力分析

國際上，具備水能資源條件的發(fā)達(dá)國家，水電平均開發(fā)度已在60%以上。截止2003年，美國水電資源已開發(fā)約82%，日本84%，加拿大65%，德國73%，巴西、法國、挪威、瑞士均在80%以上，我國水電資源已開發(fā)約39%，由此證明水資源豐富的我國水電開發(fā)的潛力還很大。我國水力資源理論蘊藏年發(fā)電量為6.08萬億千瓦時;技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量5.42億千瓦，年發(fā)電量2.47萬億千瓦時;經(jīng)濟(jì)可開發(fā)容量4.02億千瓦，年發(fā)電量1.75萬億千瓦時。

我國的水電開發(fā)也存在一些問題，主要表現(xiàn)在地域分布極不平衡，西部多東部少，相對集中于西南;開發(fā)程度存在較大地區(qū)間差異，2010年底我國水電開發(fā)程度為45.7%，其中中東部地區(qū)開發(fā)程度超過80%，而西部地區(qū)開發(fā)程度僅為23%，特別是西南地區(qū)僅為17%;移民與環(huán)保問題制約發(fā)展。實行大中小水電開發(fā)相結(jié)合，推進(jìn)水電流域梯級綜合開發(fā);擴(kuò)大資源配置范圍;加快抽水蓄能電站發(fā)展，能夠進(jìn)一步挖掘水電節(jié)能減排潛力。

1.3 核電節(jié)能減排潛力分析

目前我國核電技術(shù)的應(yīng)用較為成熟，發(fā)展?jié)摿Ψ浅４螅攸c強(qiáng)調(diào)安全發(fā)展。存在的問題主要表現(xiàn)在核安全管理的法律法規(guī)和政策制度體系有待完善;核電技術(shù)還處于引進(jìn)、消化、吸收過程中，需要加強(qiáng)自主創(chuàng)新;需要大量投資及引進(jìn)高端技術(shù)人才。未來，我國還需要制定明確穩(wěn)定的核電產(chǎn)業(yè)政策，運用政策或法律法規(guī)保證長期發(fā)展核能戰(zhàn)略;同時，應(yīng)當(dāng)注重核電市場化運作，建立統(tǒng)一完整的核電發(fā)展機(jī)制，推動核電產(chǎn)業(yè)的安全有序發(fā)展。

1.4 風(fēng)電節(jié)能減排潛力分析

根據(jù)中國氣象局普查成果，全國陸地離地面10米高度的風(fēng)能資源總儲量為43.5億千瓦，技術(shù)可開發(fā)量約為3億千瓦，海上可開發(fā)利用的風(fēng)能約7.5億千瓦。我國的風(fēng)力資源極為豐富，絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在每秒3米以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風(fēng)速更大;有的地方，一年三分之一以上的時間都是大風(fēng)天。在這些地區(qū)，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是很有前途的。

現(xiàn)存問題表現(xiàn)在規(guī)?；潭炔桓?、國產(chǎn)化水平較低;風(fēng)電設(shè)備質(zhì)量良莠不齊;在風(fēng)能資源豐富的“三北”地區(qū)，存在電網(wǎng)對風(fēng)電的輸送與市場消納能力不足問題。通過注重大中小、分散與集中、陸地與海上相結(jié)合的方式開發(fā)風(fēng)電;加強(qiáng)風(fēng)機(jī)生產(chǎn)的行業(yè)管理，遏制風(fēng)機(jī)設(shè)備制造投資過熱、重復(fù)引進(jìn)和低水平重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象;同步開展風(fēng)電苑、消納市場和送電方案等研究解決風(fēng)電并網(wǎng)問題等方式，能夠進(jìn)一步提高風(fēng)電利用效率。

1.5 太陽能發(fā)電節(jié)能減排潛力分析

我國蘊藏著豐富的太陽能資源，全國三分之二的國土面積年日照小時數(shù)在2200小時以上，年太陽福射總量大于每平方米5000兆焦，屬于太陽能利用條件較好的地區(qū)。西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古高原的總福射量和日照時數(shù)均較高，屬世界太陽能資源豐富地區(qū)之一。我國陸地表面每年接受太陽福射能相當(dāng)于49000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約等于上萬個三峽工程發(fā)電量的總和。太陽能發(fā)電潛力大?，F(xiàn)存問題表現(xiàn)在太陽能出力不穩(wěn)定，發(fā)電成本高，并網(wǎng)問題較大?？蓞⒄诊L(fēng)電，開展并網(wǎng)檢測、功率預(yù)測等相關(guān)工作，同時加大太陽能大規(guī)模發(fā)電技術(shù)研發(fā)力度，規(guī)模效益形成后成本會大幅下降，通過技術(shù)手段提高太陽能利用。

從近幾年我國發(fā)電行業(yè)發(fā)展情況可以看到，一方面，火電比重仍然非常高，致使二氧化碳排放量仍然很大，在火電鎖定效應(yīng)狀態(tài)下，在電力與經(jīng)濟(jì)增長存在強(qiáng)度內(nèi)在關(guān)聯(lián)情況下，低碳和節(jié)能減排任務(wù)十分艱巨。另一方面清潔能源發(fā)電及低碳創(chuàng)新技術(shù)開發(fā)潛力很大，因此，基于低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)電行業(yè)節(jié)能減排路徑應(yīng)該圍繞以下兩個方面來展開：一是從優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，適當(dāng)減少火電比重、增加清潔發(fā)電比重，二是加大對火力發(fā)電低碳和節(jié)能減排創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)和推廣。

2 發(fā)電側(cè)碳減排途徑

至2020年，“我國單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%”和“非化石能源占一次能源消費比重提高到15%”等目標(biāo)已納入國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中長期規(guī)劃，是我國應(yīng)對國際碳減排壓力所做出的承諾。電力行業(yè)二氧化碳排放量約占全國能源消耗二氧化碳排放的40%左右，是節(jié)能減排和低碳發(fā)展的重點領(lǐng)域。

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、結(jié)構(gòu)減排和市場減排四種途徑。

2.1 管理減排途徑

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(biāo)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(biāo)，主要體現(xiàn)在對現(xiàn)役機(jī)組的優(yōu)化運行和對現(xiàn)役機(jī)組以節(jié)能為目標(biāo)的技術(shù)改造等。

需要指出的是，隨著現(xiàn)役機(jī)組技術(shù)水平的不斷提高，節(jié)能減排的潛力空間逐漸縮小，如果電力工業(yè)火電裝機(jī)容量增長很快，雖然節(jié)能減排降低了二氧化碳排放強(qiáng)度，但電力工業(yè)總的化石能源消耗量與二氧化碳排放總量仍可能快速增長。2016年4月21日，國家發(fā)展改革委、能源局連發(fā)三份重要文件：淘汰煤電落后產(chǎn)能，促進(jìn)煤電有序發(fā)展，展示了我國優(yōu)化煤電結(jié)構(gòu)、發(fā)展非化石能源的決心。主要內(nèi)容有：從機(jī)組容量、供電煤耗、污染物排放等方面對煤電落后產(chǎn)能設(shè)定了淘汰標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)控煤電總量規(guī)模以及各地煤電新增規(guī)模，對于經(jīng)電力電量平衡測算存在電力盈余的省份以及大氣污染防治重點區(qū)域，原則上不再安排新增煤電規(guī)劃建設(shè)規(guī)模。

2.2 工程減排途徑

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(jìn)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(xué)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己被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(xué)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(dǎo)致能源利用系統(tǒng)效率大幅下降。例如，目前的技術(shù)水平下，超(超)臨界機(jī)組如捕獲煙氣中90%的二氧化碳，其系統(tǒng)凈效率將由41%~45%大幅下降至30%~35%，效率降低在10個百分點以上。近年在CCS技術(shù)發(fā)展方面我國開展了大量工作，先后與英、美、意等國就CCS的研發(fā)進(jìn)行了廣泛合作;在建立CCS示范項目方面，先后投產(chǎn)建成或啟動了北京熱電廠CCS煙氣示范工程、中國華能集團(tuán)高碑店熱電廠CCS示范項目、中國華能集團(tuán)上海石洞口第二熱電廠CCS示范項目等，這些小型示范裝置基本驗證了二氧化碳捕獲流程的可行性，對我國作為火電技術(shù)大國擁有完整的二氧化碳捕獲設(shè)備與技術(shù)儲備意義重大。但CCS目前的能耗與成本仍較高，尚難以大規(guī)模推廣應(yīng)用，因此需要加強(qiáng)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(jì)代價進(jìn)一步降低。

2.3 結(jié)構(gòu)減排途經(jīng)

根據(jù)我國現(xiàn)階段和今后電力工業(yè)的發(fā)展方向，結(jié)構(gòu)減排有兩方面的含義。

一方面，從能源消費結(jié)構(gòu)的角度，結(jié)構(gòu)減排是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。

另一方面，從中長期我國以煤為主的能源格局很難發(fā)生根本改變來看，在低碳經(jīng)濟(jì)影響下，低碳發(fā)電是電力企業(yè)發(fā)展的必由之路。相較于水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、核能等清潔能源，傳統(tǒng)的常規(guī)燃煤發(fā)電機(jī)組在電源發(fā)展上具有明顯的環(huán)保劣勢，因此，大力發(fā)展清潔煤發(fā)電技術(shù)，改變?nèi)济喊l(fā)電機(jī)組構(gòu)成，是我國結(jié)構(gòu)減排的又一重要途徑。

(1)調(diào)整低碳發(fā)電結(jié)構(gòu)

清潔能源發(fā)電技術(shù)主要包括水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、海洋能發(fā)電、地?zé)岚l(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(jī)容量不斷增長，技術(shù)水平有了長足進(jìn)步，裝備制造能力大幅度提高。

簡而言之，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(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放3654萬噸。如建設(shè)一個裝機(jī)容量為100萬kW的水電站代替同等規(guī)模的燃煤火電廠，這樣每年可以節(jié)約原煤250萬噸，減少二氧化碳排放量約500萬噸。據(jù)世界能源委員會測算，平均每100萬千瓦時的風(fēng)電電量，能減少約600噸二氧化碳的排放。而且，這些非化石能源發(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項目源，可以通過出售CCER提高企業(yè)收益。

我國目前水電繼續(xù)保持強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，其裝機(jī)容量與發(fā)電量一直是僅次于火電的第二大發(fā)電方式。風(fēng)力發(fā)電近年來的發(fā)展速度非?？?，正朝著大型化、規(guī)?；姆较虬l(fā)展：近3年來風(fēng)電裝機(jī)容量約100%的速度增長：單機(jī)容量方面，目前2~3MW風(fēng)電機(jī)組已經(jīng)投入商業(yè)運行，5~6MW風(fēng)電機(jī)組已完成技術(shù)開發(fā)，10MW及以上風(fēng)電機(jī)組正在研發(fā)中;風(fēng)電場開發(fā)則從陸地走向海洋，有向更大規(guī)模發(fā)展的趨勢。太陽能光伏發(fā)電開始從邊遠(yuǎn)地區(qū)走向城市，正在向并網(wǎng)發(fā)電、分布式發(fā)電、與燃煤發(fā)電廠集成等方向發(fā)展。生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速，發(fā)電成本不是很高，但存在資源量限制，且生物質(zhì)的收集、核心設(shè)備制造等方面存在一些障礙。與此同時，我國是世界上少數(shù)幾個擁有較完整核工業(yè)體系的國家之一，經(jīng)過20多年的發(fā)展，核電工業(yè)基礎(chǔ)己初步形成，我國核電建設(shè)進(jìn)入一個快速發(fā)展時期。除此之外，地?zé)帷⒑Ｑ竽艿瓤稍偕茉窗l(fā)電在特定地區(qū)有不可替代的作用，相關(guān)研究和示范在近年發(fā)展較快。

大力促進(jìn)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)。

(2)發(fā)展清潔煤發(fā)電技術(shù)

采用先進(jìn)電力技術(shù)提高發(fā)電能效，降低二氧化碳排放強(qiáng)度是發(fā)展清潔煤發(fā)電技術(shù)的途經(jīng)之一，包括熱電冷三聯(lián)供技術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)、高效率煤炭發(fā)電技術(shù)、高效率天然氣發(fā)電技術(shù)、超臨界、超超臨界大型高效燃煤機(jī)組等。低碳電力技術(shù)主要通過提高發(fā)電能效降低單位發(fā)電量煤耗，間接降低發(fā)電的碳排放強(qiáng)度。據(jù)測算，發(fā)電煤耗每降低1克/千瓦時，電力行業(yè)將節(jié)約煤炭消耗341萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放946萬噸。如超(超)臨界發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率每提高1%，二氧化碳排放量減少2%~3%。

超臨界和超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)發(fā)展。該技術(shù)是燃煤電廠在高溫運作時，采用先進(jìn)的蒸汽循環(huán)以實現(xiàn)更高的熱效率和比傳統(tǒng)燃煤電廠更少的氣體排放。超臨界機(jī)組和超超臨界機(jī)組指的是鍋爐內(nèi)工質(zhì)的壓力。鍋爐內(nèi)的工質(zhì)都是水，水的臨界壓力是：22.115MP，臨界溫度是374.15℃;在這個壓力和溫度時，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的臨界點，爐內(nèi)工質(zhì)壓力低于這個壓力就叫亞臨界鍋爐，大于這個壓力就是超臨界鍋爐，爐內(nèi)蒸汽溫度不低于593℃或蒸汽壓力不低于31MPa被稱為超超臨界。在工程上也常常將25MPa以上的稱為超超臨界。超臨界、超超臨界火電機(jī)組具有顯著的節(jié)能和改善環(huán)境的效果，提高燃煤發(fā)電機(jī)組的效率，使燃煤量相對減少，污染物排放量也相對減少;發(fā)電效率提高1%，二氧化碳排放量減少2%~3%，超超臨界機(jī)組與超臨界機(jī)組相比，熱效率要提高1.2%，一年就可節(jié)約6000噸優(yōu)質(zhì)煤。

采用先進(jìn)的超臨界火電技術(shù)對我國現(xiàn)有的火電結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，勢在必行。我國電力工業(yè)總體水平與國外先進(jìn)水平相比有較大差距，能耗高和環(huán)境污染嚴(yán)重是目前我國火電中存在的兩大突出問題，并成為制約我國電力工業(yè)乃至整個國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。因此，在增產(chǎn)煤炭的同時，必須更加重視節(jié)約發(fā)電用煤工作，提高機(jī)組的熱效率實現(xiàn)節(jié)能降耗及降低污染排放。為迅速扭轉(zhuǎn)我國火電機(jī)組煤耗長期居高不下的局面，發(fā)展國產(chǎn)大容量的超臨界火電機(jī)組是十分必要的。近幾年來國內(nèi)三大動力集團(tuán)在電站設(shè)備設(shè)計和制造方面的技術(shù)、經(jīng)驗、能力和技術(shù)裝備水平等都有了很大的進(jìn)步和發(fā)展。超臨界機(jī)組和超超臨界機(jī)組發(fā)展迅速，已經(jīng)基本完成國產(chǎn)化，具備了批量化建造的能為。

表1 不同燃煤機(jī)組二氧化碳排放系數(shù)

注：國網(wǎng)能源研究院計算數(shù)據(jù)

我國自20世紀(jì)80年代開始引進(jìn)和發(fā)展超臨界機(jī)組。我國發(fā)展超臨界火電機(jī)組的起步容量定為600MW。從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性以及機(jī)組配用材料方面考慮，參數(shù)初步定為壓力24~26MPa、溫度538~566℃、一次中間再熱。隨著超臨界火電機(jī)組的成功運行，取得了一些重要的調(diào)試和運行經(jīng)驗。

上海石洞口電廠引進(jìn)的2臺600MW超臨界機(jī)組于1991年和1992年投入運行。福建漳州后石電廠由日本三菱公司和美國燃燒工程公司引進(jìn)的6×600MW超臨界機(jī)組從1999年底起陸續(xù)投運。營口電廠2×300MW、內(nèi)蒙伊敏電廠2×500MW、遼寧綏中電廠2×800MW、天津盤山電廠2×500MW超臨界機(jī)組己陸續(xù)投入運行。河南沁北電廠采用日本日立公司技術(shù)生產(chǎn)的2×600MW超臨界機(jī)組于2004年月11月和12月分別投運。上海外高橋電廠從阿爾斯通公司引進(jìn)的2×900MW超臨界機(jī)組于2004年投入運行。江蘇常熟電廠2×600MW超臨界機(jī)組己于2005年3月和6月分別投入運行。

超超臨界機(jī)組重點發(fā)展600MW和1000MW的機(jī)組己建成的具有代表性的有浙江玉環(huán)電廠4×1000MW機(jī)組、上海外高橋2×1000MW機(jī)組、山東鄒縣2×1000MW機(jī)組、江蘇泰州2×1000MW機(jī)組、山東萊洲2×1000MW機(jī)組等。

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)技術(shù)發(fā)展。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)是將煤氣化與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電相結(jié)合的一種潔凈煤發(fā)電技術(shù)，被譽為“最清潔的煤電”，有人用“舊能源，新方法”來形容IGCC技術(shù)。同樣以傳統(tǒng)煤炭資源為能源，具有較高的熱效率，目前可達(dá)43%~45%;對環(huán)境污染小：硫能被回收利用;NOx的排放低于25mg/m3，粉塵排放低于10mg/m3;經(jīng)水汽轉(zhuǎn)換后的CO2達(dá)到高濃度，易于實現(xiàn)零排放;IGCC電廠的耗水量也只有常規(guī)火力發(fā)電廠的一半左右。因此IGCC集高效發(fā)電和環(huán)保性能于一體，不僅彌補了煤炭利用單項技術(shù)難同時滿足效率、成本和環(huán)境等多方面的不足，而且與削減二氧化碳排放的長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)相同，是最有效的清潔煤利用技術(shù)途徑，也將成為我國潔凈煤利用高新技術(shù)發(fā)展的主要方向。

IGCC系統(tǒng)主要由煤的氣化與凈化部分以及燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電部分組成。煤的氣化與凈化部分包括的主要設(shè)備有氣化爐、空分爐、煤氣凈化裝置、硫回收裝置等;燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電部分包括的主要設(shè)備有燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。

我國從1996年開始論證、規(guī)劃山東煙臺IGCC示范電站(2×300~2×400MW)。十多年來，我國積累了較多的科研成果，基本具備了IGCC電站的設(shè)計和設(shè)備制造經(jīng)驗。我國引進(jìn)Texac，Shell氣化爐近40臺，在引進(jìn)、消化、自主創(chuàng)新方面有較大的突破。西安熱工研究院有限公司承擔(dān)國家“十五863課題”，成功開發(fā)出干煤粉加壓氣化技術(shù)，并建成26t/d的兩段式干煤粉加壓氣化中試裝置以及IGCC電站仿真機(jī)。

我國的蒸汽燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)在“技貿(mào)結(jié)合、打捆引進(jìn)、聯(lián)合制造”的基礎(chǔ)上，國內(nèi)制造廠基本具備了除燃用低熱值合成氣的燃?xì)廨啓C(jī)、核心部件的制造技術(shù)以外設(shè)備的設(shè)計制造能力;國內(nèi)設(shè)計院已基本具備IGCC發(fā)電工程的總體設(shè)計能力。在此基礎(chǔ)上，各大發(fā)電集團(tuán)公司都在積極規(guī)劃發(fā)展IGCC項目。2012年12月2日，中國首座煤氣化聯(lián)合循環(huán)電站——華能天津IGCC示范電站投產(chǎn)，標(biāo)志著我國潔凈煤發(fā)電技術(shù)取得了重大突破。目前中國在華北、華東和華南地區(qū)已經(jīng)擁有12個IGCC發(fā)電及多聯(lián)產(chǎn)項目。IGCC電廠的投資費用比較高，技術(shù)尚需完善，擬與當(dāng)今己經(jīng)相當(dāng)成熟和先進(jìn)的常規(guī)燃煤蒸汽電廠相競爭，仍有很長的一段路要走。

超臨界、超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)與IGCC發(fā)電技術(shù)對比分析。超臨界、超超臨界機(jī)組同IGCC在燃煤電力系統(tǒng)應(yīng)用中都存在各自的優(yōu)缺點，具體詳見下表。

表2 超臨界、超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)與IGCC發(fā)電技術(shù)對比分析

循環(huán)流化床鍋爐(CFBB)燃燒技術(shù)。技術(shù)描述：新一代高效、低污染的清潔燃燒技術(shù)。通過循環(huán)燃燒物料提高熱效率，通過維持爐腔的低溫燃燒條件方便脫硫。

環(huán)保特性：煤種適應(yīng)性廣，燃煤顆粒級配要求低;出力高，啟動快，調(diào)節(jié)迅速且范圍寬;熱效率高，密封性能好，節(jié)能效果顯著;脫硫工藝簡單，操作方便，氮氧化物排放低;防磨措施形式多樣，運行可靠。

我國目前應(yīng)用狀況。目前我國現(xiàn)有不同容量的循環(huán)流化床鍋爐近3000臺，其中，100~150MW等級循環(huán)流化床鍋爐達(dá)到150多臺，已投運的300MW循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組達(dá)到了13臺。我國在建與擬建的300MW循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組也已超過了50臺，超過了世界上中國之外的總和。此外，我國已開始研發(fā)600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)并計劃投產(chǎn)。

增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)(PFBC-CC)發(fā)電技術(shù)。PFBC-CC發(fā)電技術(shù)在利用常規(guī)的鍋爐機(jī)組發(fā)電的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用增壓鍋爐的高溫高壓煙氣來驅(qū)動燃?xì)馔钙桨l(fā)電，提高發(fā)電效率。PFBC-CC發(fā)電效率比相同參數(shù)的常規(guī)粉煤電站的發(fā)電效率高2%~4%;由于煤在流化床內(nèi)的燃燒溫度僅為900℃左右，因此增壓流化床燃燒過程中NOx和SO2的排放量能得到很好的控制;比較充分地發(fā)揮燃?xì)庋h(huán)部分的優(yōu)勢，使電站的凈效率比常規(guī)電站提高5%~7%。

我國已建成15MW燃煤增壓流化床聯(lián)合循環(huán)(PFBC-CC)工程試驗電站，實現(xiàn)了燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)運行，成功地進(jìn)行了全系統(tǒng)72小時連續(xù)運行和累計1000小時試運行。攻克了(PFBC-CC)15MW規(guī)模的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電功能的中試電站主要關(guān)鍵技術(shù)，并且在工程試驗規(guī)模中得到了實施。目前，我國正在進(jìn)行第二代PFBC-CC的研發(fā)工作。

2.4 市場減排途徑

發(fā)電行業(yè)具備相關(guān)減排條件和方法以外，還需要低碳創(chuàng)新機(jī)制保證這些因素相互作用和正常運轉(zhuǎn)，促進(jìn)發(fā)電企業(yè)之間進(jìn)行資源優(yōu)化配置。影響電力工業(yè)低碳減排的機(jī)制除了法律法規(guī)機(jī)制和政策層面的機(jī)制外，價稅機(jī)制和市場機(jī)制是低碳減排的重要創(chuàng)新機(jī)制。低碳創(chuàng)新機(jī)制將低碳減排從依靠行政手段為主逐漸轉(zhuǎn)向依靠市場力量，成為發(fā)電行業(yè)低碳減排的內(nèi)在驅(qū)動力。

(1)價稅機(jī)制

在市場經(jīng)濟(jì)中，價格是最有效的調(diào)節(jié)機(jī)制，合理的電價管理機(jī)制，對于改變我國目前電力生產(chǎn)與消費中能耗過高局面，具有舉足輕重的作用。低碳財稅政策主要是采用價格、財稅、配額等手段推動發(fā)電行業(yè)低碳減排，借助價格的杠桿、調(diào)控作用對低碳發(fā)電企業(yè)給予補貼或優(yōu)惠，用經(jīng)濟(jì)手段激勵發(fā)電企業(yè)的行為。

目前我國己經(jīng)采取的價稅機(jī)制主要包括可再生能源電價政策和一些稅收優(yōu)惠政策。

可再生能源電價政策主要包括《可再生能源法》、《可再生能源發(fā)電價格和費用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》和《可再生能源電價附加收入調(diào)配暫行辦法》，還包括近年來發(fā)布的規(guī)范風(fēng)電、生物質(zhì)發(fā)電、太陽能發(fā)電上網(wǎng)電價的通知，以及其他一些具體的核定風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能價格的通知文件，對電價附加標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整的三次調(diào)價文件(煤電價格聯(lián)動文件)，以及每年一到兩次的電價附加補貼和調(diào)配交易方案。

目前主要從增值稅、企業(yè)所得稅等方面鼓勵資助、支持發(fā)電行業(yè)、發(fā)電企業(yè)積極進(jìn)行資源綜合利用。目前，我國自2001年起對屬于生物質(zhì)能源的垃圾發(fā)電實行增值稅即征即退政策和對風(fēng)力發(fā)電實行增值稅減半征收政策;自2005年起，對縣以下小型水力發(fā)電單位生產(chǎn)的電力，可按簡易辦法依照6%征收率計算繳納增值稅;對部分大型水電企業(yè)實行增值稅退稅政策。

另外一種價稅調(diào)節(jié)機(jī)制即碳稅。征收碳稅是當(dāng)前各國常用的碳減排政策工具，世界上許多國家，如瑞典、荷蘭、意大利等多個國家已開始征收碳稅，但目前我國只開展了碳排放交易未征收碳稅。從政府執(zhí)行層面分析，碳稅是達(dá)到碳減排目標(biāo)所需投入成本最小的政策工具，但相比碳排放權(quán)交易政策來說，對能源密集型壟斷企業(yè)負(fù)面影響較大，同時，因經(jīng)濟(jì)主體差異，根據(jù)總體目標(biāo)來確定稅率也存在困難。因此，征收碳稅往往會導(dǎo)致政府的碳減排目標(biāo)較難實現(xiàn)。

(2)市場機(jī)制

用市場機(jī)制來解決環(huán)境問題，是人類應(yīng)對氣候變化、節(jié)能減排的機(jī)制創(chuàng)新。發(fā)電權(quán)交易和碳排放權(quán)交易機(jī)制是促進(jìn)低碳減排的兩種市場手段。

發(fā)電權(quán)交易機(jī)制。發(fā)電權(quán)是電廠在合約市場、日前市場等市場中競爭獲得的發(fā)電許可份額。在我國目前的發(fā)電調(diào)度模式下，機(jī)組的發(fā)電權(quán)則是機(jī)組獲得的由政府下達(dá)的年度發(fā)電計劃。發(fā)電權(quán)交易是各發(fā)電廠按照一定的規(guī)則對發(fā)電權(quán)進(jìn)行交易。發(fā)電權(quán)交易的基本原則是通過發(fā)電廠之間的“自調(diào)整”，把不同類型和運行狀態(tài)的機(jī)組優(yōu)化組合，以效率優(yōu)先為原則，動態(tài)調(diào)整發(fā)電狀態(tài)，提高發(fā)電廠之間的發(fā)電相互補償效益，實現(xiàn)發(fā)電廠合作的“雙贏”。

發(fā)電權(quán)交易實際上就是計劃合同電量的有償出讓和買入。交易雙方在平等自愿的原則下，在不影響電力消費者利益的前提下，采取雙邊交易或集中交易的方式完成電量指標(biāo)的買賣。通過發(fā)電權(quán)交易，引導(dǎo)鼓勵和促使發(fā)電成本高的機(jī)組將其計劃合同電量的部分或全部出售給發(fā)電成本低的機(jī)組替代其發(fā)電，從而優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，達(dá)到節(jié)能減排的目的。我國目前展的發(fā)電權(quán)交易部分是以政府計劃方式開展的。

碳交易機(jī)制。在《京都議定書》框架下，碳交易應(yīng)運而生。碳交易即溫室氣體排放權(quán)的交易，是為促進(jìn)全球溫室氣體減排，減少二氧化碳排放采用的市場機(jī)制。碳交易就是企業(yè)(或事業(yè)單位)將溫室氣體排放權(quán)或減排量作為資產(chǎn)在市場上進(jìn)行交易，企業(yè)(或事業(yè)單位)通過對成本的分析，可以采取自身減排或購買減排量的方式實現(xiàn)碳排放下降的目標(biāo)，從而達(dá)到全社會減排成本最小化的一種減排方式。碳交易可以使二氧化碳的減排具有經(jīng)濟(jì)價值，碳排放權(quán)的“準(zhǔn)金融屬性”日益凸顯，企業(yè)減少的二氧化碳等溫室氣體的排放指標(biāo)可以出售獲取利潤。碳交易的根本目的不在于懲罰排放，而是給減排提供激勵機(jī)制，建立減少排放的二氧化碳指標(biāo)交易的平臺，激勵企業(yè)參與減排。

碳交易分為現(xiàn)貨交易和期貨交易，現(xiàn)貨交易又分為被強(qiáng)制納入碳排放權(quán)交易的排放企業(yè)的碳排放權(quán)(或配額)交易和未被強(qiáng)制納入碳排放權(quán)交易的企業(yè)通過開展碳減排項目而產(chǎn)生的CCER交易。當(dāng)前，我國各經(jīng)濟(jì)區(qū)域紛紛進(jìn)行功能轉(zhuǎn)型，但不論是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整模式還是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，在加大國家節(jié)能減排投入、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步短時間難以奏效的情形下，各經(jīng)濟(jì)區(qū)域的節(jié)能減排離不開碳交易市場機(jī)制提供的交易服務(wù)和激勵。

原標(biāo)題:【碳交易】發(fā)電側(cè)低碳技術(shù)及管理手段