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高效率、低排放煤炭发电技术路线图总结

目标
到2050年，通过高效率低排放（HELE）技术与碳捕获技术，将煤炭发电效率提升至45%以上（LHV，净输出），并将全球平均CO₂排放量从每千瓦时1000克降至每千瓦时100克以下，助力实现全球温度上升控制在2°C以内的目标。

技术路径与里程碑

1. PC燃烧技术

   • 当前进展： 超超临界（USC）效率达42%-45%，成本略高于超临界技术。
   • 发展目标：
     • 研发700°C+蒸汽条件的超超临界技术（A-USC），效率提升至50%，CO₂排放降至670克/kWh以下。
     • 试点碳捕获（CCS），开发低成本、低能耗的捕获技术。
     • 优化水煤浆干燥技术，特别适用于褐煤发电。

2. 循环流化床燃烧（CFBC）

   • 特点： 适用于劣质煤种，燃烧温度低可减少NOₓ排放。
   • 发展目标：
     • 提升蒸汽参数，结合超超临界技术，实现5%效率提升。
     • 部署大容量A-USC CFBC机组，目标碳捕集效率达70%。

3. 整体煤气化联合循环（IGCC）

   • 优势： 排放物易于脱除，适于多燃料应用。
   • 发展目标：
     • 开发1500°C级燃气轮机，效率超45%，CO₂捕集成本进一步降低。
     • 试点非低温氧分离技术（ITM），减少能源消耗。

政策与行动建议

1. 政府

   • 实施高效机组最低效率标准，报废低效机组（<300MW）。
   • 鼓励FBC/IGCC等技术应用，并提供R&D专项支持。

2. 行业

   • 升级现有机组，淘汰老旧小容量机组；建造45%效率机组。
   • 推进煤炭干燥、脱硫等非GHG减排技术。

3. 金融机制

   • 开发REDD⁺等融资工具，支持发展中国家低碳电力项目。

挑战

• 水资源： 部署干法脱硫技术以缓解干旱地区水资源压力。
• 灵活性： 提升机组灵活性以匹配可再生能源波动需求。
• 成本： 干燥与脱硫系统经济性，CCS高能耗需技术突破。

关键结论

• HELE技术与CCS结合是实现深度减排的核心路径。
• 老旧机组占全球容量50%以上，需政策激励推动淘汰或改造。
• 国际合作可加速技术传播，提升技术能效及生产规模化。