摘要：随着国民经济的不断发展和时代的不断进步，气候变化已经成为当今人类社会面临的最大挑战。为了积极应对气候变化，我国将加快推动构建绿色低碳可持续发展的经济体系，大力推进能源结构转型升级，努力实现“碳中和”与“碳达峰”。燃煤电厂作为CO2的主要排放企业，更是“碳中和”治理工作的重点。为了构建适应高比例可再生能源的电力体系，燃煤电厂必定要进行技术改革，本文浅析了燃煤电厂在“双碳”背景下的发展路径，指出了电力行业未来的技术改革方向。

关键词：碳中和;碳达峰;碳排放;能源电力;低碳减排

引言

随着全球气候的持续变暖，气候变化引起的洪涝和风暴潮、生态系统的不断破坏、极端天气等一系列问题给人类健康及安全造成了巨大威胁，气候变化已经成为了全球人类面临的重大问题。在这种背景下，我国积极参与节能减排工作，体现大国担当。习近平主席就第七十五届联合国大会上首次发表声明称：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，CO2排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”。在中国CO2的最大排放源头主要是化石能源的燃烧，由于中国贫油多煤的国情，化石能源其中占比最大的为煤炭。目前来看减少燃煤电厂的煤炭消耗可以有效控制CO2排放。在“碳中和”与“碳达峰”的“双碳”发展背景下，我国不断推进能源结构的改革，大力发展新能源，但目前新能源仍存在一些尚未攻克的缺陷，因此仍需与传统燃煤电厂相互配合，发挥燃煤电厂的调峰功能。

面对“双碳”背景下的新形势，中国电力行业如何应对，不仅决定中国燃煤电厂未来的发展方向，更是中国电力行业迎来的一次行业转型的机遇。有必要从我国的基本国情出发，结合技术可靠性、减碳效果、成本等因素，探讨出一条安全、低碳、节能的可持续发展道路。

1 碳达峰与碳中和的概念

实现“双碳”不仅仅是全球人类构建人类命运共同体的重要举措，同时也是我国在新时代下选择未来发展道路与目标的重大战略性决策。要达到“双碳”的目标，要求我们要注重高质量发展;要求我们构建绿色低碳高效节能的可持续发展理念;要求我们实现社会发展由传统低加工向新型绿色加工转型，形成以能源绿色低碳发展为理念，以节约资源和保护环境为核心的经济体系。

1.1 碳达峰

根据联合国政府间气候变化专门委员会的定义，“碳达峰”是指在某个区域或者行业的CO2年排放总量达到了历史记录的峰值后，CO2排放量进入平稳阶段并小范围的波动，然后进入持续不断下降的过程，这代表了CO2的排放量由增转降的一个历史拐点。“碳达峰”包括了碳达峰年份和碳达峰峰值两部分。目前我国政府已经明确表示在2030年前实现“碳达峰”，在某些行业或者地区甚至可以率先达到“碳达峰”，但到目前为止具体“碳达峰”的峰值我国尚未有明确的公布。我国目前经济正在快速发展，对化石燃料各种能源需求仍处与增长期，一些高耗能与低加工产业占国民生产总值的比例仍旧较高，因此想要在2030年前实现“碳达峰”存有一定难度，需要我国做好充分准备，对涉及碳排放与碳吸收的多个行业进行严格管控。

1.2 碳中和

“碳中和”概念的本质是一种碳源与碳汇的平衡关系，即碳源即向大气释放CO2的过程，碳汇即从大气中吸收CO2的过程。在某个区域内的一定时间里由一些人为活动所造成的CO2的排放量，与人类通过植树造林、CO2捕集利用、节能减排等技术手段所吸收的CO2达到动态平衡，从而实现CO2的“零排放”效果，此时碳源与碳汇达到平衡。事实上电力行业只要发电就会排放CO2，即使电厂采用了碳捕集工程，由于脱碳效率较低并且耗能投资巨大，最终还会排放一定的CO2。因此单从电力行业本身出发实现“碳中和”不具有现实可行性。电力行业的碳中和只能是在保障正常电力供应的同时，尽可能减少CO2的排放，所以电力行业碳中和不是CO2的零排放，并且国家每年对电力行业仍有一定的CO2排放额度。

2 实现“碳中和”与“碳达峰”的技术途径

2.1 提高燃煤质量

在“双碳”背景下，提供给电厂的动力煤燃料不仅要低硫、低灰，而且要低碳，减少电厂降碳的成本，通过煤质的H/C原子比可以有效评价电厂燃煤煤质是否优劣。同时使用符合设计工况的优良动力煤，始终保持充分燃烧，可以有效减少不充分燃烧造成的碳排放。由此可见，燃煤质量对于电厂的碳排放以及经济效益有着极大的影响，严格把控燃煤质量，保证从源头减少碳排放量。

2.2 燃烧清洁能源

由于我国能源储藏存在着先天性的不均衡，导致我国目前能源供给存在着矛盾性的问题。国内许多电厂只能采用以燃煤为主，其他能源作为后备方案。这样不仅对环境造成巨大污染，同时经济性也较差。发展动力煤替代性新能源，如天然气、重油等替代性资源，实现新能源和传统动力煤的相互配合与相互替代，是解决我国能源结构不均衡的重要手段。同时对煤炭资源进行深加工处理，通过煤气化等技术同样可以有效降低电厂的碳排放量。将原有燃煤机组进行燃气化改造是将来燃煤电厂转型的一大重要途径。

2.3 保持运行良好

优化运行方式，始终保持机组在良好工况下运行，保障机组各项运行参数稳定与炉膛燃烧稳定，可以大大减小机组的非正常碳排量。同时，充分利用电厂余热，利用电厂的余热对原煤进行干馏加工，弥补我国天然气短缺，减少碳排放。在启停机过程中，尽可能使用滑参数运行、热态启动，减少能源消耗，通过人为调控尽可能提高能源利用效率，以此达到节能减排的效果。

2.4 发展CCUS技术

CCUS技术主要包括碳捕集、利用和封存，它是目前唯一能够实现对碳能源的低碳利用，同时也是唯一能够实现负排放的技术。目前燃煤电厂的碳捕集主要是通过物理或化学方法将CO2从燃煤锅炉尾部烟道中分离出来并浓缩聚集。主要技术路线包括：燃烧前捕集、燃烧后捕集以及富氧燃烧技术。其中，燃烧后捕集技术在国内发展较为成熟，而燃烧前捕集以及新一代的燃料源头捕集技术则具有更大的节能潜力。通过碳捕集后可以得到的CO2产品主要可以应用于地质、化工、生物等领域。目前，我国已有多家电力公司开展CO2捕集和封存研究工作，由于CO2捕集需要额外耗能，因此配备了CCUS技术的燃煤电厂发电能耗增加了14%～25%。目前，投资大、运行费用昂贵、高耗能等问题成为目前阻碍CCUS技术大规模推广的关最大障碍。因此，降低投资费和运行能耗是CCUS技术未来的重要发展方向。

虽然CCUS技术存在着经济性差、耗能高、CO2容易泄漏等问题，但是，CCUS仍是我国实现“碳中和”与“碳达峰”的重要技术手段，受到我国的高度重视，在一系列国家规划与方案中将CCUS列为缓解气候变化的重要技术。

3 结论

“碳达峰”与“碳中和”是我国统筹各个行业发展的重大战略举措，电力行业作为“双碳”目标实现的重要领域，电力行业的节能减排任务任重而道远。在“双碳”的时代背景下，电力行业面临的不仅仅是挑战，同时也是一次机遇。在此背景下我国电力行业如能抓住机遇，成功实现行业转型，这可以为我国的能源消费结构转型做出巨大贡献。本文介绍了电力行业目前面临的“双碳”的定义，分析了目前电力行业应对碳减排的主要技术途径有：提高燃煤质量，从源头减少碳排放;改进燃燃料，燃烧清洁能源;保持机组良好运行，减少非正常碳排放;大力发展碳捕集工程，攻克碳捕集技术障碍。

参考文献

[1] 朱法华. 中国电力行业”碳达峰，碳中和”的发展路径研究[J]. 电力科技与环保， 2021， 37（3）： 9-16.