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量身定制!1037座电厂退煤有出路

来源:中国科学报    时间:2021-03-18 11:44

3月17日,来自中美两国的研究人员在《自然—通讯》发表论文,提出煤炭淘汰策略可以帮助中国实现碳中和,同时能满足改善空气质量、保障民生健康等多重经济社会发展目标。文章同时提供了中国1000多个正在运行的燃煤发电厂的退出路径。

碳中和的巨大挑战

“中国提出在2060年之前实现碳中和的目标是具有雄心的。我认为这其中最大的挑战在于,从碳达峰到碳中和的时间远远短于发达国家。”该论文主要作者、美国马里兰大学全球可持续发展中心(CGS)全球煤炭转型项目负责人崔宜筠对《中国科学报》说,“因此,短期路径尤为重要,尽早达峰不仅仅是为减排阶段争取时间,降低减排阶段的起点,而且可以最大限度地避免以化石能源为主的能源基础设施锁定效应,减少资产搁浅,并降低长期减排成本。”

研究者认为,中国承诺在2060年前实现净零排放,是对世界努力将全球变暖控制在1.5℃的重大贡献。然而,今天的中国仍然运转在以煤炭为基础的能源系统和经济结构之上。中国拥有世界上最大的煤电基础设施,而且还在增长。

为实现碳中和的目标,中国需要在未来几十年内逐步淘汰煤炭。一份全面的煤炭退出策略包括停止新增装机,并将能源系统过渡到经济上更可行、对环境更有利的可再生能源。

“中国是全球煤炭消费的最大贡献者,但面临退煤挑战的并非只有中国。因此,中国对退煤路径的探索和实践将为其他依靠煤炭资源的发展中国家示范可行的退煤道路,为全球退煤提供经验。”崔宜筠说,“煤电退出是有挑战性的,但是可行的。成功的关键在于确保逐步淘汰计划结构合理,同时实现空气质量、健康安全、电网稳定以及其他社会和经济目标。”

有效的短期路径

论文详细介绍了如何构建一个系统的煤炭淘汰计划,以支持中国的碳中和目标,同时兼顾国家发展的多重需求。研究者通过对1037个正在运行的燃煤电厂的技术、经济和环境绩效进行综合评估,确定了一个分步实施的策略,以实现结构性的快速淘汰。

论文由多个研究团队参与完成。合作者华北电力大学教授袁家海说:“这份燃煤电厂退出策略研究,强调了现役煤电机组是可以通过政策设计实现有序退出的。这其中包含3个关键点:一是停止新增煤电机组;二是快速淘汰根据技术、环境、经济指标识别的落后产能;三是对煤电定位进行调整,推动煤电由基荷电源向调节电源转变,以实现大多数机组在逐渐减少利用小时的前提下保障其运行年限。”

研究者认为,现有燃煤电厂约有18%在当前标准下表现不佳,可以在短期内淘汰。这些煤电项目多在空气质量压力较大地区,迅速关停低效率机组可改善空气质量,有助于实现高质量发展、提高健康安全以及水安全和其他社会目标。

剩下的大多数煤电机组将逐步降低利用率,在与碳中和目标相匹配的路径下,仍然可以保障其运行实现设计寿命,以避免巨大的经济和社会影响,以及区域间的不公平。

另一个重要策略是尽快停止新的煤电项目建设。截至2021年1月,中国仍有超过88GW的在建燃煤发电项目,另有158GW在核准或前期准备阶段,如果全部实施,煤电总装机将增长22%以上。停止新建煤电项目可降低高成本设备资产搁浅的风险,提高现有机组有序退出的可行性和灵活性。

“我们根据技术、经济和环境多指标分析,18%的现有燃煤发电项目(总容量为112GW)表现不佳,可以快速关停。”CGS中国项目联席主任余莎说,“为了实现中国的气候和发展目标,其余的在役燃煤机组至少可以再运行20年或30年,但应逐步减少发电量,并在2045年实现退出。”

“美丽中国”必由之路

“我还想特别强调的是,实现碳中和的意义远远不止于应对全球气候变化,这也是实现‘美丽中国’愿景,从健康安全、生态环境、科技进步、经济发展、社会福祉等各个方面提升中国国家实力的必经之路。”崔宜筠说。

CGS主任、论文合著者Nate Hultman说,“除了提出适用于中国的退煤策略外,我们的方法还为世界各国决策者提供了一个可行的行动模板,使他们能够在本国条件下逐步淘汰化石能源,从而加快向清洁能源的转型,保护子孙后代的健康。”

CGS研究学者、论文合著者Haewon McJeon补充道:“将厂级数据与国家层面的综合评估模型结合,有助于决策者了解从取消新建项目到逐步淘汰旧项目要采取的关键步骤,从而使全球走上低碳能源的道路。”

“中国碳中和目标为国内深度环境治理、绿色经济复苏,乃至技术和产业升级都提供了全新机遇。今天的中国正处在转型的绝佳时期,要想收获这多重愿景的果实,行动宜早不宜迟。”崔宜筠说。


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