中国华能集团有限公司科技创新与信息化部主任许世森表示，煤电仍是当下及未来较长一段时期内保障能源电力安全稳定供应、构建新型电力系统不可或缺的一部分，是保障国家能源安全的“压舱石”。
“双碳”目标提出后，我国能源转型进程不断提速，特别是可再生能源产业迅速发展。预计未来以光伏发电、风电等为代表的可再生能源电力占比将不断提升，成为能源供应的主力军。在上述背景下，构建新型电力系统势在必行。然而，富煤贫油少气是我国的基本国情，要夯实国内能源生产基础，就要保障煤炭供应安全。同时，不同于传统一次能源，新能源和清洁能源发电具有波动性，因此，发展可再生能源还需要煤电发挥调节性电源的作用。
作为我国煤电企业龙头，中国华能集团有限公司（以下简称“中国华能”）如何看待煤电在新型电力系统构建过程中的角色转变？在促进新能源和清洁能源发展的过程中，煤电如何保障电力系统的安全可靠稳定运行？对此，本报记者近日专访了中国华能科技创新与信息化部主任许世森。
需发挥煤电“压舱石”作用
应如何看待煤电在构建新型电力系统过程中的作用和角色？
许世森：在过去几十年中，我国已经形成了以化石能源发电为主体的电力系统，不论是规划建设还是安全运行，均已十分成熟，有效保障了电力的可靠供应。稳定，是以化石燃料发电为主体的电力系统的最主要特征，发电侧较为稳定的输出、一定的备用容量和调节性能等都是保证我国电网供电可靠性处于国际领先地位的重要原因。
在“双碳”目标下，我国电力系统正加快向以高比例新能源为主体的新型电力系统转变，电力系统的结构形态将发生根本性变化，从高碳电力系统转变为深度低碳或零碳电力系统，支撑全社会高度电气化，搭建起实现“双碳”目标的重要平台。可再生能源发电的随机性、波动性和不确定性将给电网安全运行带来巨大挑战，电网维持电量实时平衡难度大幅增高。要解决这一难题，就要考虑如何从电源侧弥补或调节新能源的不确定性，使电网保持与以化石燃料为主体的电力系统同等的稳定性。最有效的解决办法是采用天然气发电，以此作为调节电源，发挥调节和黑启动作用，这是目前欧美等国家通常采用的方法。
但是，我国富煤贫油少气的能源资源禀赋决定了天然气发电容量有限，目前我国天然气发电占比不足3.5%。而各种储能技术正在发展中，其调节的容量、调节的周期、技术经济性难以独立支撑未来的新型电力系统，还有很长的路要走。因此，煤电仍是当下及未来较长一段时期内保障能源电力安全稳定供应、构建新型电力系统不可或缺的一部分，是保障国家能源安全的“压舱石”。从发电企业的角度来看，我们要在大力发展新能源发电的同时，提高煤电的支撑与调节作用，做好煤炭清洁灵活高效利用这篇文章。
煤电既要担负起调节作用，还要做好应急保供和兜底保障工作。目前，我国能源活动排放的二氧化碳总量占比达88%，其中电力领域二氧化碳排放约占40%。要实现“双碳”目标，能源是主战场，电力是主力军。煤电面临二氧化碳减排的难题，国内外的研究和示范表明，碳捕集、利用与封存（CCUS）技术是煤电大规模减排二氧化碳的重要技术途径。
CCUS技术大有可为
在处理和利用大规模二氧化碳方面，目前我国有哪些经验？
许世森：尽管CCUS是一种可行的减排技术，但要实现商业利用还面临诸多挑战。由于二氧化碳具有稳定的化学性质，捕集和解析二氧化碳是一个复杂的反应过程，因此，必须找到正确的途径并克服其中的瓶颈。将二氧化碳大量成功捕集后，封存环节还面临着储存容量和成本等一系列制约。
根据地质领域的研究，我国六大盆地具有巨大的二氧化碳地质封存潜力，约为1—2万亿吨。在“双碳”背景下，2060年我国二氧化碳年排放量可降到20—30亿吨，因此，我国具备在较长时间内封存二氧化碳的地质条件。随着技术不断进步，预计未来将具备大规模实施二氧化碳捕集和封存的技术和条件。中国华能早在2006年就开始了CCUS技术研究工作，得到国家863计划、国家科技支撑计划的支持，于2009年研制出世界首套12万吨/年的燃烧后二氧化碳捕集工业系统，于2015年研制出世界首套规模10万吨/年燃烧前二氧化碳捕集工业系统。目前，中国华能负责的国家能源重大科技示范项目——150万吨/年的煤电CCUS全流程示范工程，该工程2022年开工，计划2023年建成，建成后将成为国际规模最大、能耗最低的煤电二氧化碳捕集工程，捕集的二氧化碳将注入附近的油田，在提高石油采收率的同时，实现二氧化碳的地质封存。
“双碳”目标提出后，CCUS技术的研发需求更加迫切，得到社会各界的广泛关注。国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》、国家重点研发计划等均将CCUS列为绿色低碳关键核心技术开展攻关和示范。最近依托中国华能建设的“高效灵活煤电及碳捕集利用封存全国重点实验室”是国家首批启动的全国重点实验室，其主要研究目标就是开发煤电灵活高效和CCUS技术，实现煤电的灵活高效及二氧化碳近零排放。
煤电清洁高效利用是符合国情的有效探索
为助力新型电力系统建设，煤电还需要哪些改造升级？
许世森：高效灵活的煤电技术一直是发电行业技术创新的重点，未来希望可以通过提高煤电的灵活性，同时配合CCUS技术，将二氧化碳捕捉、封存，从而达到零排放，煤电依然可以稳定发挥电源支撑作用。
我国在超超临界燃煤发电及超净排放方面处于国际领先地位。截至今年6月，在中国华能的燃煤机组中，超过52%的机组是60万千瓦及以上的大型机组，包括17台已投产的百万千瓦等级超超临界机组和国内首批采用超超临界二次再热燃煤发电机组。目前公司火电机组能耗水平稳居行业领先地位，污染物排放水平符合或优于国家标准，燃煤机组均已实施烟气超低排放改造。
此外，中国华能也在研究“煤电+熔盐”储热技术，构建基于煤电机组的储能系统，即“卡诺电池”，实现跨周、跨月储能调节。这种季节性调节类似于抽水蓄能，把热储存一段时间后再利用。我国煤电厂数量众多，利用这一技术，可发挥现有煤电厂的能力，盘活煤电资产，是符合我国国情的有效途径。
