发电领域低碳转型新技术-国家能源集团_40页_7mb
报告摘要
全球能源转型趋势与技术进展总结:
国际能源机构预测,2050年全球电力在终端能源消费中的占比将提升至50%以上。各国采取不同路径推进转型:美国通过《清洁能源与安全法》设立减排目标,后因特朗普政府退出《巴黎协定》转向化石能源发展,但拜登政府重返后重新强化清洁能源政策。欧盟制定《欧洲绿色协议》目标2030年温室气体排放较1990年下降50%-55%,计划关闭354GW煤电(占在运装机21%)。日本因资源匮乏,采取"减煤+扩可再生能源+核电"策略,预计2040年海上风电年发电量达4500万kWh。
中国能源转型目标明确:2030年单位GDP碳排放较2005年下降50%-55%,非化石能源消费占比达25%。2020年非化石能源发电装机容量占比达43%,发电量占比达31%。电力行业通过超低排放改造实现碳排放强度降低,煤电机组超低排放占比达88%,单位火电碳排放832g/kWh,全国平均水平565g/kWh。2006-2020年累计减少碳排放量达13亿吨。
技术发展方面,中国在煤电清洁化领域取得突破:建成百万千瓦二次再热超超临界机组,实现净效率不低于50%。开发650-700℃超超临界机组相关技术,高温材料研制与制造已达到国际"并跑"水平。但基础研究和关键技术研发仍落后,如大型风电机组设计软件、漂浮式风机等。
可再生能源方面,风电装机容量达28127万千瓦(占比27%),2020年太阳能发电装机55919万千瓦(占比19%)。光伏产业具备全产业链制造能力,电池组件等技术水平与国际同步,但超临界CO2发电系统等前沿技术仍需突破。智能水电站建设取得进展,具备大容量机组设计制造能力,但面临生态挑战。
氢能领域,中国制氢规模居世界首位,但以"灰氢"为主,绿氢发展仍需突破。新建加氢站采用35MPa/70MPa国际标准,储氢能力达600公斤/日。CO2利用与封存技术处于探索阶段,已实施CO2咸水层封存项目(累计封存3026万吨),开发出35MW富氧燃烧CO2捕集装置。
国家能源集团作为重要推动者,开展多项技术攻关:完成生物质气化间接混燃项目(108MW机组),组建新能源产业投资基金,发行碳中和债券。在储能领域,研发智能控制系统实现机组无人值守,推进光热发电、风光储综合能源等关键技术。国家能源集团主导的CO2捕集项目(江苏泰州电厂)年捕集量达50万吨,CO2纯度超99%,应用EOR驱油技术。
当前技术瓶颈:煤电灵活性改造需提升变负荷速度至5%/min,储能系统需突破成本与规模限制,CCUS技术尚未实现商业化,氢能产业链仍依赖"灰氢",超临界CO2发电系统等技术处于示范阶段。未来重点方向包括提升智能发电水平、加强氢能源全产业链发展、突破CCUS关键工艺、推进海洋能开发核心技术研究。
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