生态文明

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国电电力:技术创新驱动火电清洁转型,走出绿色高质量发展并行之路

国电电力:技术创新驱动火电清洁转型,走出绿色高质量发展并行之路


公司简介

国电电力发展股份有限公司(以下简称“国电电力”)是国家能源集团控股的核心电力上市公司和常规能源发电业务的整合平台,主要经营业务为电力、热力生产及销售,产业涉及火电、水电、风电、光伏发电及煤炭等领域,分布在全国 28 个省、市、自治区。截至 2021 年底,公司资产总额 3979.09亿元,控股装机容量 9980.85 万千瓦,控制煤炭资源储量 26.60 亿吨,公司总股本 178.36 亿股。

问题

一直以来,火力发电凭借其技术相对成熟、对地理环境要求低等优势,成为我国最主要的发电方式。但是,传统的火力发电存在热能损耗大、温室气体排放量大等弊端,以及煤炭价格长期高位运行等外在因素,不仅为企业带来了巨大的成本压力,更是给生态、环境和可持续发展带来了严峻考验。随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,电力企业必须展现出强大的行动力,即:不仅要保障电力的稳定可靠供应,还要努力走出清洁低碳、安全高效的高质量发展之路,这就意味着电力企业、特别是火电企业要投入更多技术、资金、人才和环境治理成本。在此背景下,如何在为经济社会高质量发展提供坚强电力保障的同时,创新驱动火力发电清洁转型,持之以恒推进碳达峰碳中和,成为国电电力不断探索的方向。

解决方案

国电电力将打造国家能源集团的“常规电力能源转型排头兵,新能源发展主力军,世界一流企业建设引领者”作为战略定位,主动落实“双碳”目标要求,以建设“安全、高效、环保、低碳、灵活、智慧”六型绿色燃煤电站为目标,立足于创新火力发电技术,全力推进火电转型。针对火力发电的弊端,国电电力从“让火电更清洁”和“让火电更经济”两条思路出发:一方面通过提升火电热能利用率,减少发电过程中的碳排放,推动火电清洁化发展;另一方面通过捕集发电产生的二氧化碳,提升再利用,形成传统能源减排增效的有效路径,推动传统火电转型升级。

余热利用、脱碳技术让火电更清洁

减少能耗和碳排放是火力发电转型中首要解决的问题。针对发电过程中热能损耗的问题,国电电力创新研发热泵余热利用技术,采用吸收式热泵系统对汽轮机余热及烟气余热进行回收,可增大抽凝供热机组的电负荷、热负荷调峰范围,同时减少汽轮机冷端热损失至“零”,将废热回收用于供热,回收浆液余热还可增加机组深调期间供热能力,实现减少热损耗、余热再利用。对于发电过程中二氧化碳、二氧化硫等排放问题,国电电力探索从发电源头减少排放的技术。其中,“近零排放”技术采用高效烟气脱硝、低温静电除尘等技术,对相关技术应用和设备选型进行差异化,能够最大限度地降低烟尘、二氧化硫、氮氧化物和重金属排放浓度。

碳捕集技术让火电更经济

碳利用技术能够赋予二氧化碳更高的价值,从而推动更多行业企业参与到减排的实践中。国电电力所辖发电公司 CCUS 应用技术将燃煤烟气通过湿法脱硫后出口烟道,采用新型化学吸收工艺对烟气中低浓度二氧化碳(11%)进行捕集。通过压缩、干燥、液化及储存,得到纯度高于 99% 的二氧化碳,由罐车运离厂区,一部分用于附近油田驱油利用与封存,另一部分用于化工利用,将二氧化碳“变废为宝”。该技术实现了燃煤电厂低浓度、大流量烟气二氧化碳捕集率大于 90%,再生热耗小于 2.4GJ/tCO2 的重大突破,主要性能指标达到国际领先水平,投资及捕集成本较传统乙醇胺(MEA)化学吸收工艺降低约 30%。

成效

社会效益

国电电力创新技术的使用,极大地减少了温室气体的排放,有效贡献“双碳”目标。电厂应用热泵余热利用技术能够减少余热排放量约4000 吉焦/ 日,减少二氧化碳排放 10.8 万吨/ 年、二氧化硫 8 吨/ 年,氮氧化物 16 吨/ 年;应用CCUS 技术可减少 15 万吨/ 年的二氧化碳排放量,相当于植树 11 万亩。

经济效益

创新技术在减排之余也为国电电力减少了发电成本,实现更多经济效益。电厂应用热泵余热利用技术能够实现余热回收约 120 万吉焦 / 年,回收热量可增加收益 3360 万元 / 年;应用 CCUS 技术每年可为节约 800 万元碳配额费用。同时,热泵余热利用技术获得国内国际专利双授权,“近零排放”科技成果获得中国电力科学技术进步奖一等奖。CCUS 技术代表国家能源集团参加“第五届丝博会”“第二十四届中关村论坛”“第十六届榆林国际煤博展”等大型活动,社会反响热烈。热泵余热利用技术 2021 年入选生态环保部对外合作交流中心“一带一路”减污降碳协同增效典型案例的项目,在国内外相关公共平台发布展示,有力展示了企业创新、高效、环保的品牌形象,提升国电电力在行业中的竞争力。

展望

国电电力将加强战略体系研究,提升产业布局优势,以更有效的技术不断推进火电文明生产建设,加快煤电绿色耦合发展,加速能源绿色转型,向着“双碳”目标的实现全力迈进,同时,国电电力也将推动自身的经验技术在行业中广泛应用,助力传统火电行业清洁转型。


(文 / 戚伊琳)

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