新年伊始，《中國電力報》記者就“十四五”期間中國電力發(fā)展規劃等有關(guān)問(wèn)題，再次訪(fǎng)談了清華大學(xué)能源與動(dòng)力工程系教授毛健雄，就在“十四五”和以后一個(gè)較長(cháng)期間中國煤電應當怎樣高質(zhì)量發(fā)展的問(wèn)題進(jìn)行了討論.

　　《中國電力報》：為了應對氣候變化的挑戰，中國電力的電源結構將加快升級向低碳的方向發(fā)展，但是中國目前還是“以煤為主”的能源結構稟賦的現實(shí)，還難以在較短期間內實(shí)現煤電大幅度地實(shí)現“低碳發(fā)展”。請問(wèn)您對今后煤電的發(fā)展方向有什么看法？

　　毛健雄：根據國網(wǎng)能源研究院的研究結果，如果按照《巴黎協(xié)定》要將全球平均溫升控制主在2oC以?xún)鹊囊�求，則2050年世界能源供應結構中，煤炭的占比只能是4%。這就意味著(zhù)到2050年中國的能源結構中必須基本上將煤炭完全淘汰，而且煤電將必須完全退出。但從中國的能源資源以煤為主的稟賦現實(shí)看，到2050年中國實(shí)現完全的“去煤化”，將煤電發(fā)電量降低到零的建議是不可能的，也是不現實(shí)的。由于現在中國煤電的裝機容量的體量已經(jīng)是如此的巨大，2018年的煤電總裝機容量超過(guò)了10億千瓦，煤電的發(fā)電量占全國發(fā)電量的65%。2019年，中國正在建設的燃煤火電機組總容量為1.21 億千瓦。這意味著(zhù)即使不再增加新建的煤電機組，在近幾年內，中國的煤電裝機總容量將會(huì )超過(guò)12億千瓦。試問(wèn)，將如此巨大的煤電裝機容量全部關(guān)停，有什么電源可以安全、穩定、可靠和靈活地替代煤電。對于一個(gè)國家來(lái)說(shuō)，能源安全戰略事關(guān)國家安全發(fā)展的全局，能源的發(fā)展是支持國家經(jīng)濟發(fā)展的基礎。因此，煤炭的定位一定要從能源安全、低碳能源和經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)聯(lián)，處理好化石能源和非化石能源之間的關(guān)系。從能源安全的角度，以總裝機容量超過(guò)10億千瓦的中國煤電，作為中國電力的“壓艙石”，煤電在一個(gè)相當長(cháng)的時(shí)期內必須繼續進(jìn)行可持續的高質(zhì)量發(fā)展。

　　此外，燃煤發(fā)電是清潔高效的用煤方式，2018年，我國原煤產(chǎn)量36.8億噸，消費量39億噸，分別占一次能源生產(chǎn)和消費的69.6%和59%，但中國煤電的用煤比重只占全國煤炭消費總量的50.6%，不但遠低于發(fā)達國家如美國（煤電用煤比重占91%）、經(jīng)合組織國家（占80.2%）、歐盟國家（占76.2%），而且低于世界平均比重（67.2%）。因此，如果能夠大大提高電煤在全國煤炭總消耗中的比重，在供給側較大限度地將煤炭用于高效清潔發(fā)電，在需求側將電力較大限度地用于交通（火車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)等）、工業(yè)和民用等一切可能的領(lǐng)域，真正實(shí)現中國的全面“電氣化”，這將會(huì )大大促進(jìn)中國的經(jīng)濟轉型和改善人民的生活水平及環(huán)境空氣質(zhì)量。如果中國電煤在全國煤炭總消耗中的比重能夠達到世界平均水平的67.2%或更高，不但能夠有效地解決煤炭產(chǎn)生的污染，而且可以顯著(zhù)降低由于使用煤炭而產(chǎn)生的碳排放。所以，從對整個(gè)煤炭更高效清潔利用而需大幅度提高煤炭用于發(fā)電比重的角度，也不應該也不可能大幅度減退乃至完全停用煤電。

　　基于以上理由，預計到2050年，為了支撐中國在“第二個(gè)100年”達到中等發(fā)達國家目標的經(jīng)濟發(fā)展對電力的更大需求，全國電力總裝機容量有可能需要達到30億千瓦，而且，即使在能源轉型需要持續消減煤炭消費總量的情況下，中國仍然需要在電力系統中維持13-14億千瓦的煤電裝機容量。

　　《中國電力報》：今年是“十三五”收官之年，也是從明年開(kāi)始的“十四五”進(jìn)行規劃準備之年，因此，請問(wèn)在“十四五”期間和以后，對煤電高質(zhì)量發(fā)展的問(wèn)題，您的設想是什么？

　　毛健雄：我想首先談?wù)勎覍χ袊�煤電高質(zhì)量發(fā)展的一些看法。首先，什么是“煤電的高質(zhì)量發(fā)展”，我的看法是，煤電的高質(zhì)量發(fā)展的內容可以包括很多， 如發(fā)展“數字化、智慧化、物聯(lián)網(wǎng)化”等等，但是，我認為，煤電高質(zhì)量發(fā)展，重點(diǎn)應該是對應于煤電所面臨的主要挑戰并加以解決的發(fā)展，也就是：

　　應對氣候變化的“低碳發(fā)展”；

　　應對更高質(zhì)量環(huán)境要求的“清潔發(fā)展”；

　　應對可有效消納正在大力發(fā)展的可再生能源電力需求的安全、穩定、高效、低排放地大幅度調節負荷的“靈活性發(fā)展”。

　　面對我國超過(guò)10億千瓦在役煤電機組的這“三大挑戰”，煤電應該把牢高質(zhì)量發(fā)展的定力，通過(guò)創(chuàng )新技術(shù)，對所有在役煤電機組進(jìn)行實(shí)現上述“三個(gè)發(fā)展”的技術(shù)改造，達到更高的標準，這就是煤電的高質(zhì)量發(fā)展。

　　《中國電力報》：您所談到的煤電高質(zhì)量發(fā)展的三大目標，即“低碳發(fā)展”、“清潔發(fā)展”和“靈活性發(fā)展”，特別是其中的“低碳發(fā)展”，您有沒(méi)有更加具體的設想和建議？

　　毛健雄：煤炭是高碳能源，要達到煤電像可再生能源發(fā)電那樣的低碳排放，現在除了采用大比例的生物質(zhì)混燒或生物質(zhì)轉換，或采用“碳捕獲與埋存（CCS）”技術(shù)外，將煤電的碳排放強度降低到小于100克CO2/千瓦時(shí)的低碳水平是不可能的，而在“十四五”期間，大規模采用生物質(zhì)混燒或采用CCS來(lái)大幅度降低煤電二氧化碳排放也是不現實(shí)的。因此，在“十四五”乃至“十五五”和“十六五”的未來(lái)十五年期內，煤電可能的“低碳發(fā)展”路徑無(wú)非是兩條：一是如某些人建議的那樣，從“十四五”開(kāi)始就大幅度地逐步關(guān)停退出煤電容量，直至2050年將煤電全部關(guān)停。二是在當前十五年期內，首先通過(guò)創(chuàng )新技術(shù)實(shí)現煤電高質(zhì)量改造，以達到較大限度地提高煤電效率和降低供電煤耗，以后，再逐步輔以生物質(zhì)混燒以減少煤炭用量。特別是，到2050年，努力通過(guò)30年的奮斗，加大研發(fā)“碳捕獲、利用與封存（CCUS）技術(shù)的力度，如果能夠做到大幅度降低碳捕獲的成本，同時(shí)采用創(chuàng )新催化技術(shù)，能夠大規模利用捕獲的CO2作為原料，制造高價(jià)值的化學(xué)品，如甲醇、烯烴、芳烴、汽油、甲酸、可降解塑料等。這樣，煤電廠(chǎng)捕獲的二氧化碳，就不需大規模埋存而可直接有價(jià)值地利用，則煤電的近零碳排放就有實(shí)現的可能。因此，在中國依然是“以煤為主”的能源結構形勢下，除了少數小容量、高排放、低效率的老機組必須而且應該退出并關(guān)停外，激進(jìn)的“完全去煤電化”絕對不是煤電“低碳發(fā)展”的選項�？偨Y以上，在當前，只有一條出路，就是以現有已經(jīng)經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗過(guò)的各種煤電提效和靈活性的創(chuàng )新技術(shù)為基礎，針對各種不同類(lèi)型和容量等級的煤電機組，提出“低碳”、“清潔”、“靈活性”的升級改造的具體“量化”政策要求， 通過(guò)政策驅動(dòng)，推進(jìn)我國超過(guò)10億千瓦容量的煤電機組，從“十四五”開(kāi)始的一個(gè)10-15年的期間進(jìn)行高質(zhì)量升級改造。根據輕重緩急，從“十四五”起，立即啟動(dòng)亞臨界機組的改造；從“十五五”起，全面啟動(dòng)超臨界機組，包括低效超超臨界機組的改造；從“十六五”起全面啟動(dòng)超超臨界機組的改造。

　　《中國電力報》：您的建議是，從“十四五”開(kāi)始，經(jīng)過(guò)三個(gè)五年計劃的15年期，完成中國的全部煤電容量的高質(zhì)量升級改造。您有沒(méi)有中國煤電高質(zhì)量升級改造具體量化目標，以使其能夠體現出是“高質(zhì)量發(fā)展”？

　　毛健雄：根據我所了解的現在中國各類(lèi)煤電機組實(shí)際的供電煤耗水平，以及現在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的各種煤電提效、減排和靈活性的創(chuàng )新技術(shù)能夠達到的煤耗水平，以此為基礎，我有以下的具體設想和建議供您參考：

　　對于在役亞臨界機組：

　�。�1）對30萬(wàn)等級的亞臨界機組，升級改造后的額定工況下供電煤耗需低于285克標煤/千瓦時(shí)，年平均供電煤耗須低于295克標煤/千瓦時(shí)，污染物排放達到近零排放；不用油安全穩定高效低排放的負荷調峰“靈活性”能力須達到20%-100%的負荷范圍。

　�。�2）對60萬(wàn)等級的亞臨界機組，升級改造后的額定工況下供電煤耗需低于280克標煤/千瓦時(shí)，年平均供電煤耗須低于290克標煤/千瓦時(shí)，污染物排放達到近零排放；不用油安全穩定高效低排放的負荷調峰的“靈活性”能力須達到20%-100%的負荷范圍。

　　盡早啟動(dòng)超臨界機組及低效超超臨界機組的高效化改造試點(diǎn)，在“十五五”前完成鑒定及確立目標：

　�。�1）對35萬(wàn)等級的超臨界機組，原則上升級改造后純凝工況下的額定工況供電煤耗需低于275克標煤/千瓦時(shí)，年平均供電煤耗須低于285克標煤/千瓦時(shí)，污染物排放達到近零排放；不用油安全穩定高效低排放的負荷調峰“靈活性”能力須達到20%-100%的負荷范圍。

　�。�2）對60萬(wàn)等級的超臨界機組，原則上升級改造后的額定工況下供電煤耗需低于270克標煤/千瓦時(shí)，年平均供電煤耗須低于280克標煤/千瓦時(shí)，污染物排放達到近零排放；不用油安全穩定高效低排放的負荷調峰“靈活性”能力須達到20%-100%的負荷范圍。

　　對于在役一次再熱超超臨界機組，原則上升級改造后額定工況下供電煤耗需低于263克標煤/千瓦時(shí)，年平均供電煤耗須低于273克標煤/千瓦時(shí)；污染物排放達到近零排放；不用油安全穩定高效低排放的負荷調峰“靈活性”能力須達到20%-100%的負荷范圍。

　　對于在役二次再熱超超臨界機組，原則上升級改造后的額定工況供電煤耗需低于255克標煤/千瓦時(shí)，年平均供電煤耗須低于265克標煤/千瓦時(shí)；污染物排放達到近零排放；不用油安全穩定高效低排放的負荷調峰“靈活性”能力須達到20%-100%的范圍。

　　對于少量新建煤電機組：必須采用較的二次再熱超超臨界技術(shù)，采用的技術(shù)要必須能夠實(shí)現設計供電效率接近或達到50%，設計供電煤耗低于250克標煤/千瓦時(shí)，污染物排放達到近零排放；不用油安全穩定高效低排放的負荷調峰的“靈活性”能力須達到20%-100%的負荷范圍。

　　對所有煤電在役機組，在“十四五”期間須完成污染物排放升級改造，從“高效管束除霧器超低排放”升級到“近零排放”，即

　　1）粉塵：0 - 1毫克/標米

　　2）二氧化硫：低于10毫克/標米

　　3）氮氧化物：低于20毫克/標米

　　《中國電力報》：您的上述煤電高質(zhì)量升級改造建議的具體目標看來(lái)門(mén)檻非常高，對于現有在役的各種類(lèi)型和容量的燃煤機組的各種要求有可能實(shí)現嗎？

　　毛健雄：根據我了解的情況，實(shí)現上述高質(zhì)量升級改造的煤耗、排放和調節性具體目標要求，是有一定根據的。實(shí)際上，上述所有對于各種類(lèi)型和容量煤電機組的煤耗、排放和調節性要求的升級改造目標，已有各種相關(guān)創(chuàng )新技術(shù)和思路，并已經(jīng)有成功的案例。有的案例的結果已經(jīng)過(guò)有第三方授權機構正式測試數據或專(zhuān)家評審和鑒定結果，具備了可以在全國相關(guān)煤電機組中進(jìn)行推廣的條件�？梢栽O想，如果上述建議能夠得以實(shí)施，超過(guò)10億千瓦的煤電可以降低的供電煤耗，將是一個(gè)巨大的減煤數字，也是一個(gè)巨大的二氧化碳減排數字，這是在以中國的現實(shí)國情為基礎，保證中國能源安全和實(shí)現我國以煤為主的化石能源與太陽(yáng)能及風(fēng)電為主的非化石能源協(xié)調發(fā)展，相互補充，相得益彰，走向實(shí)現“巴黎協(xié)定”碳減排目標現實(shí)可行的煤電高質(zhì)量發(fā)展道路。

　　上述對超過(guò)10億千瓦的中國在役煤電高質(zhì)量發(fā)展升級改造，是一個(gè)巨大的系統工程，預計需要經(jīng)過(guò)2至3個(gè)五年計劃期間能夠實(shí)現，因此，必須按照輕重緩急，分批分期，通過(guò)試點(diǎn)，逐步完成。中國煤電高質(zhì)量升級改造的先后次序應該是：①亞臨界機組；②超臨界機組；③一次再熱超超臨界機組；④二次再熱超超臨界機組，依次推進(jìn)。對于新建的較二次再熱超超臨界機組，則根據需要而定，當前重點(diǎn)應放在在役煤電機組的升級改造，從亞臨界機組開(kāi)始。

　　在“十四五”期間，中國煤電高質(zhì)量升級改造的重點(diǎn)應該是在役的亞臨界機組，這是因為，現有的約3.5億千瓦的亞臨界機組是當前我國煤電機組中供電煤耗較高的機組，同時(shí)也是負荷調節靈活性較差的機組，據了解，現在能夠安全穩定達到35%的低負荷靈活性能力的亞臨界機組占比還很小。但相比于大容量的直流鍋爐超臨界和超超臨界機組，容量較小的汽包鍋爐亞臨界機組，更加適合于調峰靈活性運行，因此，當前煤電機組的高質(zhì)量升級改造，應從亞臨界機組起步，同時(shí)，有條件有需求的少量超臨界和超超臨界機組的升級改造也可試點(diǎn)進(jìn)行。如果在“十四五”期間有50%以上的亞臨界機組的升級改造得以實(shí)現，那就是說(shuō)，這些亞臨界機組從改造前的年平均供電煤耗330克/千瓦時(shí)（30萬(wàn)千瓦等級）提升到改造后的295克/千瓦時(shí)，則每度電可降低供電煤耗35克，也就是把這些亞臨界機組一下子提升到超超臨界機組的水平，不但可大幅度減少煤炭的使用和大幅度降低二氧化碳的排放，并可實(shí)現20%-100%的大范圍負荷調節的靈活性，從而可大大促進(jìn)可再生能源電力的消納能力。

　　但是，要能夠實(shí)現上述煤電的低碳、清潔和靈活性高質(zhì)量發(fā)展升級改造的目標，不僅僅是技術(shù)問(wèn)題，國家的政策驅動(dòng)是關(guān)鍵。2014年，三部委發(fā)布的《煤電節能減排升級與改造行動(dòng)計劃（2014-2020）》,通過(guò)政策驅動(dòng)，使中國煤電在約五年的時(shí)間內，基本實(shí)現了我國煤電的污染物超低排放，使中國成為世界上煤電排放清潔的國家。這是通過(guò)國家政策驅動(dòng)，實(shí)現中國煤電清潔發(fā)展的一個(gè)極好的案例。因此，“十四五”中國煤電在役機組高質(zhì)量發(fā)展升級改造也應該像《行動(dòng)計劃》那樣，針對不同地區，不同容量和類(lèi)型機組，提出具體不同的升級改造時(shí)限要求和“煤耗、排放、調節性”的具體改造目標要求。按照時(shí)限要求完成升級改造的機組，其改造結果經(jīng)須經(jīng)過(guò)嚴格的驗收考核，對于按時(shí)達標的機組，要有激勵獎勵政策的鼓勵。同時(shí)要采取政策手段，對于虛假的煤耗、排放和靈活性能力數據和不能完成升級改造或不能達標的機組，也應該有政策處理的要求。

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