国电电力深入实施煤电低碳化改造

在能源变革的浪潮中，火电机组在新型电力系统的舞台上，被赋予了新的使命。2024年7月15日，国家发改委、国家能源局印发《煤电低碳化改造建设行动方案（2024—2027年）》，提出了生物质掺烧、绿氨掺烧、CCUS三条重点低碳转型路径，煤电低碳化转型正式进入深水区。

作为集团公司核心电力上市公司和常规能源发电业务整合平台、火电行业的领军企业，实施煤电低碳化改造，让煤电机组更好地适应新型电力系统的需求，推动煤电行业的技术升级和产业转型是必经之路。国电电力聚焦主责主业，以科技创新引领产业创新，正破浪前行于绿色转型的航道，以更加低碳、环保的姿态，为千家万户送去光明与温暖，用实际行动诠释着能源行业的责任担当和时代使命，为实现碳达峰、碳中和目标注入强劲动力。

“煤电+生物质”助力“双碳”

相较燃煤发电，生物质发电碳排放强度低，仅为燃煤的1.8%左右，可以间接实现零碳排放，是“双碳”目标下降低煤电机组碳排放量的有效手段之一。

国电电力充分考虑不同地区的资源禀赋和环境特点，因地制宜实施生物质掺烧，如农林废弃物、沙生植物、能源植物等，在促进当地生物质资源综合利用的同时，带动地方经济发展。

在内蒙古锡林郭勒大草原，牛粪是很常见的废弃物，看似不起眼，但作为掺烧的原料具有更高的价值。2024年8月14日，全国首例“牛粪掺烧”在胜利电厂试验成功，一台660兆瓦机组按照10%的掺烧比例估算，每年能掺烧牛粪大约20万吨，节省标煤7.14万吨，减少二氧化碳排放19万吨，碳减排增收1710万元，降低供电煤耗约13.35克/千瓦时，在草原变“粪”为“能”，开辟了低碳发展的“新赛道”。

除了牛粪，沙柳作为沙漠植物，是“三北防护林”和陕北地区防风固沙造林面积最大的乔灌木植物，具有“平茬复壮”的生物习性，也是一种高热值植物，是发展生物质能产业的优质原料。

2024年11月，内蒙古能源公司布连电厂沙柳生物质颗粒生产线开工，锦界公司沙柳生物质破碎磨粉耦合燃煤机组降碳发电技术研发与应用项目投入运行，为沙柳生物质耦合燃煤机组降碳发电技术的研发与应用提供了有力支撑，更为电厂周边100公里范围内的生物质资源找到了一条高效的利用途径。改造后的燃煤机组每年可掺烧沙柳生物质10至20万吨，代替标煤5.7至11.4万吨，减少二氧化碳排放14.8至29.6万吨。

在推动“煤电+生物质”模式过程中，国电电力不仅注重生物质掺烧，还精心布局生物质能源的储备，上海庙公司在全国单体最大采煤沉陷区光伏基地的光伏板下开展“万亩柠条”种植，内蒙古能源公司在治沙站作业区、周边村庄种植沙柳12500亩，既为沙漠披上绿装，防风固沙，又源源不断地为生物质能源“粮仓”输送“粮食”，实现了生态治理和降碳减污的协同推进。

“煤电+氨” 源头减碳

清洁能源的本质在于不含“碳”，燃烧过程不会产生二氧化碳。氨作为一种清洁能源载体，热值与原煤接近，能够在源头上减少煤炭的使用，减少二氧化碳排放，而且在化工、农业、制冷等领域被广泛应用，大规模储存和运输基础设施与技术成熟完善。基于这些优势，国电电力开始积极探索“氨煤混燃”技术，推动能源结构的优化升级。

但混氨燃烧并不是件易事，虽然氨中无碳，却含有氮，燃烧中如果控制不当很容易生成大量的氮氧化物，也会造成污染。而且氨的燃点高，可燃极限范围窄，燃烧的稳定性和燃尽率也是需要研究的。

2021年7月，为了破解这些关键难题，国电电力依托国家能源集团“燃煤锅炉混氨燃烧技术开发与工程示范”项目，联合集团内部烟台龙源公司，踏上了混氨技术的攻关之路。分析国内外氨燃料研究现状及发展趋势，研究氨燃烧特性、燃烧机理，牵头前往三河公司和宁煤煤制油公司进行现场调研，联合天津大学按现场实际需求开展机理实验研究。

想要精准控制氮氧化物的生成量、掌握氨燃料的燃尽程度，离不开一套精细的计算流程与模型。开发了适用于工程应用的混氨燃烧简化反应机理及混氨燃烧的三维CFD数值计算模型，来评估不同混氨方式和混氨比例条件下，锅炉混氨燃烧对锅炉传热分布与氮氧化物排放的影响。应用这一计算模型后，氮氧化物排放的计算偏差可缩小到4.25%，这样一来就能更好地指导优化锅炉在不同负荷下混氨燃烧的运行模式，确保氮氧化物的排放在可控范围，减少大气污染。

有了理论和计算数据的支撑后，又把步子迈到了实践上。设计搭建了混氨燃烧机理小尺度实验台，进行了不同混氨位置与比例、不同混合燃料、不同燃尽风位置与比例、不同炉膛温度等条件下的混氨燃烧机理实验，验证了燃煤机组混氨燃烧对燃料燃尽影响很小，氮氧化物的排放虽有升高，但仍在可控范围，而且有很大的优化潜力，开辟出了降碳减污的新路子。

2022年1月20日，这一技术路线成功落地，世界首个燃煤锅炉混氨燃烧技术工业应用项目在山东烟台成功投运，国际上首次在40兆瓦燃煤锅炉实现混氨燃烧热量比例达35%的中试验证，氨燃尽率达到99.99%，达到国际领先水平。与纯煤燃料相比，氨煤混燃碳减排幅度超过35%，为我国燃煤机组提供了一条从源头实现大幅度碳减排的技术路径。

“煤电+CCUS”末端降碳

火电厂作为碳排放“大户”，排放的二氧化碳主要源自煤炭燃烧，而CCUS技术能够精准捕获这些二氧化碳，大幅降低火电厂的碳排放量，不仅为实现碳达峰、碳中和目标提供了切实可行的技术路径，还为火电行业的可持续发展注入了强劲动力。

早在2015年，国电电力就将目光聚焦于此，依托国家重点研发计划和企业级系列重点科技项目，开展CCUS技术研发，确定核心工艺包、技术路线和工程设计。2019年，在锦界公司开工建设了当时国内最大规模的15万吨/年燃煤电厂燃烧后二氧化碳捕集-驱油/封存全流程示范工程，2021年6月25日一次通过168小时试运行。

在国际上首次实现CO2捕集率大于90%、CO2浓度大于99.95%、再生能耗小于2.35吉焦/吨CO2的重大突破，综合捕集成本低于185元/吨，整体性能和经济指标国际领先，探索出了一条末端减碳的新路子。主要技术成果在煤电、钢铁等行业万吨级、十万吨级CCUS示范项目中得到应用。

除了传统的吸收捕集技术，国电电力还在化学链矿化技术方面取得了创新突破。2022年12月，在大同公司建设了国内首套化学链矿化CCUS项目，每年可将1000吨二氧化碳气体转化为微米级碳酸钙产品，烟气中二氧化碳的回收利用率大于80%，实现了长期稳定固碳，进一步降低了碳排放量。

2023年4月，国电电力牵头组建的“煤基能源CCUS研发中心”入选国家能源局创新平台名单，成为集团公司首个且唯一的CCUS国家级研发平台，在“高效低能耗CO2捕集、多途径CO2资源化利用、规模化CO2地质封存和CCUS发展战略及政策”四个方向布局了多项重大技术装备攻关和工程示范类研究项目，取得了系列成果，累计获得集团和电力、能源、环保、煤炭等领域8项重量级科技大奖，“煤基能源二氧化碳捕集利用与封存技术”入选2023年“科创中国”绿色低碳领域先导技术榜。

“要利用好CCUS国家级研发平台，争创更多国际领先，增强中国在国际气候谈判中的话语权。”2023年7月，原中国气候变化事务特使解振华一行到国电电力调研，对CCUS创新实践给予了积极评价，更激活了国电电力向新向绿的内生动力。

2024年，国电电力以大项目建设带动科技创新和产业装备升级，积极响应煤电低碳化改造CCUS工程示范，谋划“能源金三角地区600兆瓦等级煤电400万吨级全烟气CCUS关键技术研究与工程示范”项目获批，是全国最早一批具备落地实施条件的全流量低能耗CO2捕集技术示范项目，被列入国务院国资委中央企业战略性新兴产业“百大工程”专项行动项目清单，将作为国家样板推动中国CCUS全链条产业化发展，进一步提升捕集效率、降低能耗和成本，拓展二氧化碳资源化利用的途径，实现从技术突破到产业化的跨越。

近十年里，国电电力持续创新和应用CCUS技术，从无到有，从小到大，由“新”向“更新”，推动煤电行业向更清洁、更低碳的方向发展。

当前，新型电力系统建设进入加速期，“应用零碳或低碳技术，促进煤电碳排放水平大幅下降”是煤电转型的长期目标。在多元协同降碳路径的引领下，国电电力正将一座座传统火电厂，打造成低碳、环保的绿色能源基地，用实际行动深耕低碳技术，拓展降碳边界，以更加昂扬的姿态，向着“双碳”目标奋勇前行，为我国能源结构转型贡献更大的力量。