碳达峰、碳中和目标下，低碳化发电技术应如何创新？

《中国低碳化发电技术创新发展年度报告2020》

发布

近日，电规总院在京发布了智库报告《中国低碳化发电技术创新发展年度报告2020》。

该报告是继《中国能源发展报告2019》、《中国电力发展报告2019》、一带一路能源合作年度报告2020——《中国-中东欧能源合作报告》、《中国电力技术经济发展研究报告（2019）》发布后，电规总院研究编制的又一智库产品，也是电规总院首次发布发电技术类智库报告。

报告编制背景

能源电力是国民经济和社会发展的重要基础，科技创新是引领能源电力技术进步的第一动力。贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略，构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，需坚定实施创新驱动发展战略，以科技创新引领能源电力工业高质量发展。

随着碳达峰、碳中和目标的提出，我国能源发展形势发生深刻变化，能源转型和结构调整的步伐进一步加快。大力推进低碳化发电技术创新发展，是推动我国能源转型和结构调整，助力实现碳达峰、碳中和目标的重要支撑手段。

报告主要内容

报告定位于把握低碳化发电技术特点和发展动态的实用手册，研判低碳化发电技术发展前景和发展趋势的参考书，结构上从技术特点、发展前景、技术动态、趋势研判等方面，对每一种技术进行分析。

传统发电篇

传统发电篇聚焦煤电、气电相关的清洁、低碳、高效、灵活发电技术，包括二次再热发电、630℃/650℃发电、超超临界CFB发电及现役机组灵活性改造、节能提效改造等技术。

低碳转型篇

聚焦促进能源电力绿色低碳转型、优化能源电力结构的发电技术，包括风电、太阳能发电、核能利用、农林生物质发电、地热发电、二氧化碳捕集等技术。

智慧融合篇

聚焦促进能源数字化转型与技术融合的发电技术，包括智能电厂、智慧能源、储能、风光火储一体化、源网荷储一体化等技术。

前瞻创新篇

聚焦方兴未艾的前瞻性创新技术，对氢能、燃料电池、超临界二氧化碳发电、海洋能发电、干热岩利用等技术进行了分析研判，这些技术为电力行业发展提供了新思路，为能源转型探索了新途径。

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此外，报告密切跟踪国际前沿技术发展动态，设置“国际前沿动态”附篇，总结分析日本氢能发展战略、欧洲综合能源发展与美国Coal FIRST计划有关情况，旨在为我国低碳化发电技术的创新发展提供参考和借鉴。

报告主要观点

低碳化发电技术目前取得的成就

《报告》认为，当前我国能源电力工业发展取得的巨大成就，既是产业链各环节共同努力的结果，更有赖于发电技术朝着低碳化方向持续不断的创新发展。

传统发电技术方面

煤电始终朝着高效、清洁、灵活、低碳、智能化方向发展。

技术的进步体现在高参数大容量煤电机组清洁高效性能，体现在为可再生能源发展提供调峰服务及消纳空间，也体现在煤电装备完全自主可控以及燃机装备不断提高国产化率对我国能源技术安全的保障。

低碳转型技术方面

可再生能源、非化石能源是低碳转型的主体，风电和光伏发电的大规模发展，得益于技术进步带来的效率提升和成本下降；核能技术的自主化，是我国核电安全高效发展的重要支撑，也为核能供热等更多的核能利用方式创造了条件。

智慧融合技术方面

智能电厂、智慧能源、储能、风光火储一体化、源网荷储一体化等技术方兴未艾，均开展了较为广泛的科技研发和工程应用。

前瞻创新技术方面

氢能、超临界二氧化碳发电、海洋能发电、干热岩利用等前瞻性技术普遍开展了探索性研究，部分领域已实现工程验证或即将进入试验示范阶段。这些技术的持续研发，为我国能源电力技术的不断进步奠定了基础。

低碳化发电技术未来的发展方向

《报告》认为，我国发电技术将继续朝着向清洁低碳、安全高效、灵活智能的方向发展，低碳发展目标对电源结构调整、电源技术发展方向的影响最为直接、深刻。我国已经做出国际承诺：二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。在低碳化发展的目标框架内，各类电源相关技术的发展方向、重点研发内容也各有侧重。

传统发电技术方面

煤电

煤电将进一步提高清洁高效发展水平，加快推进脱碳技术研究应用，降低自身碳排放水平，在人工智能、大数据、互联网＋等技术的发展浪潮中推动智能化升级，进一步提升灵活调节能力，为可再生能源大规模利用创造条件。

气电

气电技术发展的主要方向仍将是燃机装备的完全自主化、国产化，并在建立完整自主体系的基础上推动实现燃机参数、效率、运行调节水平不断提高。

低碳转型技术方面

风电、光伏、核能、生物质能等非化石能源都将获得更加广阔的发展空间，在近期将是电源增量的主体，并在远期成为能源电力系统的主体，满足绝大部分的能源电量需求和电力支撑需求。

随着能源转型步伐的加快，低碳转型能源电力产业发展需要与未来能源电力系统的特性相适应，进一步提高发电效率和可靠性，实现更加平稳、友好的电力输出，以满足供电成本和电力系统安全要求；核电则需要进一步提升安全发展水平，提高社会接受度，并在继续提高供电效率的同时，着力解决核乏料的处理难题。

智慧融合技术方面

智能化

在低碳发展、可再生能源占比大幅提高的背景下，智能化对于绿色电力的消纳、电力系统的运行安全至关重要，信息技术与能源电力技术的深度融合将整体实现能源供应的横向贯通、纵向贯穿。

“风光火储”“源网荷储”综合能源

“风光火储”“源网荷储”综合能源，将更加强调可再生能源电力的占比要求，突出电源侧高比例低碳电力的平稳输出，以及负荷侧灵活运行、更高的低碳能源消费比例。

某风光火储项目夏季典型日逐时出力曲线

储能

储能对于促进可再生能源大规模利用、实现碳达峰、碳中和目标至关重要。多种储能技术均展现出规模化应用的潜力，未来，将继续朝着扩大规模、降低成本、延长寿命、提高安全性的方向发展，推动设备本体技术、集成技术、运维技术、回收技术和评估技术的进步，支撑储能产业快速发展的需求。

前瞻创新技术方面

氢能

氢能有望获得更大的研发投入和更多的政策支持，其规模化发展将持续降低制氢、储氢、运氢、用氢各环节成本，提高全流程的能源利用效率，最终成为部分应用场景下可与电力互补的二次能源形式。

燃料电池

燃料电池将加快掌握自主化技术、掌握核心部件的加工制造，提升可靠性和运行寿命。

超临界二氧化碳发电

超临界二氧化碳发电技术在效率、热源广泛性、装备成本等方面的优势将有助于其获得比传统的蒸汽循环更广阔的发展空间。

海洋能发电

海洋能发电仍将以科技研发和工程示范为主，干热岩近期和中期将主要发展高效梯级综合方式，远期则将更多突出其先天具备的供热优势。

总的来说，能源电力技术始终需要进步和革新，并在不同的历史时期呼应不同的时代要求。当前电源相关技术的发展重点仍然是实现清洁、高效、安全的能源供应，近期需要融合现代信息技术推动智慧能源系统建设，中远期则需要基于低碳转型能源电力技术的进步，建成清洁低碳、安全高效的能源体系，实现“3060”伟大目标。

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素材来源：电规总院

原标题：《碳达峰、碳中和目标下，低碳化发电技术应如何创新？》

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