在“雙碳”目標及高質量發展的背景下，大力發展新能源是實現低碳轉型的必然要求，是實現經濟安全可持續發展的國家戰略。

 

倪維斗院士

 

9月16日，在優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，煤電如何實現低碳發展是最大的挑戰，風能和太陽能發電無法適應“源隨荷動”的基本要求，均不具備調峰調頻、無功補償的能力，不可能完全取代煤電實現碳中和。風能和太陽能發電最大的問題是間歇性和不穩定性，大容量的風光電源必須要有大容量的可調節電源，如火電和其他儲能技術，因此當前要不斷探索風光電發電與煤電協調健康發展機制。

 

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中的基礎支撐作用難以替代。據國家統計局數據，2022年末全國發電裝機容量25.6億千瓦，其中火電裝機容量13.3億千瓦。并網風電裝機容量3.7億千瓦，并網太陽能發電裝機容量3.9億千瓦。2022年，我國非化石能源發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和亞臨界參數機組的總容量有8.91億千瓦，這些機組及其配套設施、輸配電系統的資產總量高達10萬億元，已成為火電的主力機組，通過引進、消化和創新，現在具有我國獨創技術的超超臨界參數和改造的亞臨界參數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、儲能和不穩定的風光發電系統來代替上述煤電系統的電量生產能力，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有機組（低碳），發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4500小時測算，年節約將超過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，同時有力支撐電網對風光新能源的消納，創造巨大的減碳空間和經濟效益。

 

耦合發展

 

推動煤電零碳化轉型

 

據倪維斗介紹，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能源系統的建議，其中一條是“要通過技術創新，大力發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。大力發展和推動生物質燃料產業，大規模開發和推廣利用廣大的邊際土地種植高產速生的能源植物如超級蘆竹等，解決生物質燃料的大規模生產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，大力發展生物質發電取代煤電，最終實現煤電的零碳化轉型，因此現有煤電升級改造（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電系統，從而確保我國在2060年前實現碳中和目標。另外，也需制定強有力地推動煤電耦合生物質發電的能源政策。”倪維斗如是說。