时间：2023-08-07 10:41
火电行业是我国电力领域中二氧化碳排放的重点行业，在“双碳”目标引领下，如何探索降碳减污协同增效的新路径？目前，火电在我国电力能源结构中占主导地位，贡献了大量的污染物和碳排放，引起严重的人群健康风险。
在当前高碳的能源、产业结构下，我国实现碳中和目标面临巨大压力，亟需加速推进火电行业减污降碳协同治理。
以火电基础设施为主要抓手，根据装机容量/服役年限设计其退役路径并实施相关政策可产生显著的协同效益以及一定的健康效益。
但目前仅有少量研究将健康效益纳入退役路径的综合研究，并未实现协同效益的最大化。
因此，应开展面向健康效益的火电行业靶向治理研究工作，积极探讨火电行业减污降碳最优路径，为科学制定及实施我国及全球电力行业绿色低碳转型政策提供依据。
一、从全球视角，探索火电行业减污降碳协同增效路径研究团队以全球火电行业为研究对象，利用全球火电行业燃煤利来w66机组尺度排放及空气污染健康影响预测模型系统，评估了高污染燃煤机组排放对环境和健康的影响，并进一步分析了未来火电行业减排带来的健康协同效益：1、高污染燃煤机组危及环境和人类健康火电行业高污染燃煤机组（污染物排放水平远高于当地平均水平）运行所带来的排放会对生态环境与人类健康造成重大影响。
研究团队发现，占全球装机容量不足1%的高污染燃煤机组约排放了全球电力行业14.5%的一次PM2.5；占全球装机容量不足15%的高污染燃煤机组排放导致的过早死亡人数占全球电力行业总排放导致的过早死亡人数的50%。
2、实施与碳减排政策协同的靶向大气污染治理策略带来显著的健康效益仅采用2℃和1.5℃全球温控目标导向的碳减排路径，2030年全球火电行业的碳排放量将分别比2010年增加14%和减少7%，而火电行业排放导致的过早死亡人数将分别比2010年增加38%（33万人/年）和8%（7万人/年）。
这是由于2030年前可再生能源电力在全球的推广潜力有限，而未来人口总量增长和人口老龄化使人群对污染更为敏感，抵消了碳减排的协同效益。
如在1.5℃温控目标导向的碳减排路径下加严污染控制水平，2030年和2050年全球火电行业排放导致的过早死亡人数将分别比2010年减少31万人/年和62万人/年。
如果在此基础上进一步提前加速淘汰高污染燃煤机组，2030年和2050年将比2010年分别减少过早死亡56万人/年和68万人/年；2018-2050年期间累积减少碳排放430亿吨，并累积避免近600万人过早死亡（相比自然淘汰情景），实现显著的协同效益。
二、从中国视角，发掘基于健康效益的燃煤机组未来退役路径聚焦我国，研究团队通过构建燃煤机组健康影响-排放源敏感性分析框架，定量分析了发电过程中燃煤机组排放造成的健康损失，并通过结合气候情景（碳达峰目标情景、双碳目标情景）和五种燃煤机组退役策略（自然淘汰策略、投运时间策略、装机容量策略、碳排放强度策略、健康损失强度策略）设计了燃煤机组退役路径（表1），分析了不同退役路径下，燃煤机组的累积碳减排量及其排放带来的累积健康效应，探索燃煤机组最优退役路径，以在全国层面实现健康损失最小化。
1、燃煤机组排放带来的健康损失呈现明显异质性在发电量相同的情况下，投运时间较长、装机容量较小的燃煤机组排放量更大、造成更多人群过早死亡；发电量占比不足2%的高健康风险燃煤机组的排放导致了超过20%的健康损失。
因此，识别并淘汰高健康风险燃煤机组有助于充分释放燃煤机组退役政策的健康协同效益。
2、实施健康损失强度策略有望实现累积健康效益最大化不同退役策略下，燃煤机组的累积碳减排量几乎一致，带来的累积健康效应则差异较大。
与其他四种退役策略相比，实施健康损失强度策略（表1）有望实现累积健康效益最大化。
双碳目标驱动下，2018-2060年间可累积减排404.1亿吨CO2，并累积避免128.6万人因燃煤机组排放导致的过早死亡。
同时，该策略具有高度靶向性，在2018-2030年内快速淘汰大量的高健康风险燃煤机组（超40%和30%的小、旧燃煤机组），降低了每年燃煤机组排放导致的过早死亡人数。
三、梳理多位专家观点，从不同角度对协同路径进行了分析1、开展综合整治，优化煤电结构“目前，我国90%以上煤电装机已实现超低排放，建成了世界最大规模的清洁煤电供应体系。
然而，电力行业大气污染物排放量在工业行业中的占比，以及二氧化碳排放在能源行业中的占比依然较高。
”生态环境部环境规划院大气所副所长宁淼指出。
针对影响火电行业减污降碳的关键环节，宁淼表示，有六个方面需要注意。
从空间上看，大气污染防治三大重点区域布局了全国将近55%的煤电机组；从结构来看，目前还有一定比重的低效高排放煤电机组，这些小机组大部分都是自备机组，不承担公共发电机组的社会责任，污染物排放强度比较大；从燃料消费使用上看，火电行业使用低碳或者零碳燃料比例相对较低；从运输方式上看，火电行业大宗物料清洁方式运输比例达到70%左右，其它物料包括粉煤灰、石膏、石灰石、氨水等还是以非清洁方式运输；从末端治理上看，治理设施能效水平、灵活性水平均有待提升，以确保满足最低技术出力以上全负荷范围达到超低排放要求；此外，CCUS技术尚未实现产业化、规模化应用也是影响因素之一。
宁淼认为，新阶段下，火电行业减污降碳协同增效更加注重统筹协调减排和降碳、全过程控制、系统施治。
“具体来讲，要持续优化煤电行业的布局和结构，打破就地平衡，加快淘汰煤电落后产能；强化源头管控，推进火电行业燃料低碳化改造，加强机组灵活性改造，促进新能源消纳；推进煤电行业实施节能降耗改造和供热改造；全面实施自备燃煤机组综合整治，分类施策，确保自备电厂平等的承担社会责任；全面完成超低排放改造；开展综合能源基地一体化集成技术应用示范。
”宁淼说。
2、分类分区施策，推动“三改联动”“基于我国资源禀赋特点、能源安全和环境形势，超低排放是我国大气改善和能源安全的重大战略需求。
事实证明，其实施也为打赢蓝天保卫战作出了重大贡献，提前超额完成了减排目标。
在此过程中超低排放技术持续取得突破。
”国家能源集团科学技术研究院有限公司研究员级高工许月阳介绍道。
许月阳表示，围绕“电”和“袋”，本体构造改进和工艺优化、高频脉冲等新型技术发展及高精材料的开发，使烟尘治理从最早的简易除尘发展到基于电除尘、袋式除尘、电袋除尘的主流烟尘超低技术。
同时，还介绍了其他超低技术成果。
例如，在SO2治理方面，目前主要采用双pH值分区、一塔双区、旋汇耦合等复合塔技术，未来重点要加强智能控制、低碳运行、灵活调整等方面的研究。
在NOX治理方面，主要采用低氮燃烧、SCR、SNCR及其组合。
在碳捕集方面，矿化、吸附再生、吸收再生、膜分离是当前的主流技术。
“‘双碳’目标、碳排放‘双控’以及保障能源安全要求的提出，标志着煤电从超低排放时代向‘双碳’时代过渡。
煤电在能源体系发展地位也将从主导型转向调节型、保障型，支撑新能源为主的新型电力系统的安全可靠运行，煤电减排的重心也从减污转向降碳。
”许月阳说。
在此背景下，许月阳认为，煤电机组的“三改联动”中，节能降碳改造应实施一体化综合节能降碳技术改造方案，满足深调前提下的安全节能；灵活性改造必须满足全工况综合能源供给的安全可靠，兼顾提升提负荷运行经济性；供热改造应兼顾可靠性、经济性、灵活性。
许月阳建议，未来，开展“三改联动”应注重分类分区实施——“一机一策”，不能一刀切。
可以按照区域协同、调度调节，进行有重点方向的改造实施。
应积极推进污染物资源化减排，鼓励跨行业资源整合的循环经济治理模式。
要深入研究燃煤电厂的粉煤灰、石膏等固废的高值利用问题，以应对煤电未来可能面临的灰、渣、石膏等传统利用途径滞销问题。
应不断拓展多元化煤电功能，探索源头降碳、统筹储能配置。
3、加强技术改造，实现减污降碳围绕减污降碳协同增效，近年来，很多企业也在积极探索绿色发展。
以汾渭平原的临汾为例，其拥有丰富的煤炭资源，很多焦化厂、洗煤厂建设于此，但其盆地地貌不利于污染物扩散。
“我们必须立足实际、遵循减污降碳的内在规律、强化源头治理、系统治理、综合治理。
”山西大唐国际临汾热点有限责任公司环保高级主管郭万海表示。
“这几年，我们在减污降碳方面进行了一些技术改造，取得了很多成效。
”郭万海说。
“2015年和2016年分别完成了2台30万亚临界机组的超低排放改造，实现年削减二氧化硫排放量1095吨，氮氧化物排放量507吨，粉尘类排放量228.5吨。
”郭万海介绍，“根据国家节能减排规划和节能降耗的要求，2017年，我们对1号机组进行高背压改造，使机组供热能力提高了120兆瓦，可以接带供热面积1650万平方米，年节约标煤量2.42万吨，年减少二氧化碳排放量6.2万吨、二氧化硫排放74吨、氮氧化物排放量35吨、烟尘排放量5.8吨，包括灰渣排放减少了1.6万吨。
”据了解，2019年，该公司还对2号机组进行了机组供热增容的改造，主要采用低压缸切缸的方式，节能减排效果较为显著。
郭万海表示，通过改造，在供热量不变的情况下，机组调峰能力显著增加。
根据测算，每年可以增加供热量约75万GJ，电厂供热能力增加了110兆瓦，新增供热能力相对热电分产的机组每年可以减少标煤9千多吨。
采暖季的发电标煤耗，每千瓦时能降低10克左右，年减少二氧化硫排放量54.3吨，氮氧化物的排放量减少54.3吨，烟尘排放量减少12.6吨。
通过一系列节能改造，该公司的绿色转型低碳发展之路不断加深踏实。
“未来，我们还将积极开展对碳市场的政策研究，并积极参与，针对能源管理、能源计量、人员能力方面加强培训，从而稳步推进各项工作。
”郭万海说。
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