高效低排放煤发电技术路线图
前言
当前能源供应与使用趋势是不可持续的，在经济、环境和社会方面都存在问题。如果不采取果断行动，到2050年能源相关碳排放将翻倍，化石能源需求的增长也将加剧供应安全问题。我们必须改变现状，这需要一场能源革命，而低碳能源技术将在其中发挥关键作用。提高能效、多种可再生能源、碳捕获与封存（CCS）、核能和新型交通技术都需要广泛应用，以实现减少温室气体排放的目标。每个主要国家和经济部门都必须参与其中。为了确保未来不因当前的投资决策而陷入技术选择不当的困境，我们迫切需要采取行动。本路线图旨在推动高效低排放（HELE）煤发电技术的发展和应用。
煤炭在全球能源中的重要性
煤炭是世界上重要的能源来源，尤其是在电力生产领域。过去十年间，煤炭需求增长迅速，超过了天然气、石油、核能和可再生能源的需求。预计未来能源需求的增长将继续推动煤炭需求的增长。然而，这种增长对低碳未来的威胁巨大。在可持续能源的背景下，我们需要找到更有效利用煤炭的方法，并减少其对环境的影响。为此，本路线图专注于开发和部署高效低排放（HELE）煤发电技术。
技术路线图概述
该路线图由国际能源署（IEA）制定，旨在促进高效低排放煤发电技术的应用。目标是在2050年前将全球平均气温上升控制在2°C至3°C之间，这意味着到2050年需要将碳排放量从当前水平减少一半。煤炭在这一过程中扮演着重要角色，煤电行业的碳排放需要在这一时期内减少约90%。考虑到能源需求和为最终用户生产及供应能源的成本，经济和监管条件必须与提高效率和降低排放的目标保持一致。
主要发现
- 提高效率：超级临界和超超临界燃煤发电技术可以显著提高效率。
- 减少排放：碳捕获与封存（CCS）和其他技术可以有效减少排放。
- 关键技术：超超临界循环流化床燃烧、整体煤气化联合循环等技术具有重要作用。
关键行动
- 提高效率：推进超超临界循环流化床燃烧和整体煤气化联合循环技术的研发和应用。
- 减少排放：实施碳捕获与封存项目，降低非温室气体污染物排放。
技术影响
- 效率：超超临界循环流化床燃烧和整体煤气化联合循环技术可以显著提高发电效率。
- 减排：通过碳捕获与封存技术可以有效降低碳排放。
- 成本：这些技术的实施将带来较高的初期投资，但长期来看将有助于降低总体成本。
资料图表
- 图1：清洁煤发电路径示例
- 图2：截至2009年的煤炭储备分布
- 图3：非化石燃料发电情况
- 图4：主要国家的超临界和超超临界发电能力
- 图5：主要国家超临界和超超临界发电能力占比
- 图6：不同情景下的煤炭一次能源需求预测
- 图7：不同煤电技术的发电量
- 图8：2050年煤电发电能力预测
- 图9：降低平均二氧化碳强度因子
- 图10：降低粉煤发电的二氧化碳排放
- 图11：粉煤燃烧单元采用先进的蒸汽条件
- 图12：双再热先进超超临界设计的高温材料
- 图13：循环流化床燃烧
- 图14：整体煤气化联合循环
- 图15：整体煤气化燃料电池
- 图16：地下煤炭气化
- 图17：粉煤燃烧中的先进褐煤预干燥
- 图18：当前烟气处理系统的性能
- 图19：粉煤电厂NOx、SO2和PM排放
表格
- 表1：二氧化碳强度因子和燃料消耗值
- 表2：煤电厂降低二氧化碳排放的措施
- 表3：高效低排放煤电厂技术性能
- 表4：影响主要国家燃煤电厂性能的关键政策
结论
为了实现高效低排放煤发电技术的快速发展，利益相关方需要采取近期内的多项行动，包括加强政策支持、增加研发资金投入和促进国际合作。
