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清洁煤PK可再生:到底谁是未来?

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科技传媒网 无所不能 2017-07-18 12:25

遭遇国内外一致反对,特朗普的“清洁煤”减排信心从何而来?

科技媒体新能源网讯:上周末,在对美国19:1的谴责之中,G20汉堡峰会落下帷幕,只留下了一个19个成员国达成的未有法律约束力、不能强制执行的《汉堡气候和能源增长行动计划》。

在G20汉堡峰会《领导人声明》中,美国表示将维持其退出《巴黎协定》的决定不变,并及时终止兑现此前提交的国家承诺,同时美国声明将同其他国家紧密合作,帮助他国获取和使用更清洁、有效的化石能源,包括清洁煤以及部署可再生和其他清洁能源。

清洁煤PK可再生:到底谁是未来?

图片来自G20汉堡峰会官方网站

其他19个成员国领导人则重申发达国家履行联合国气候变化框架公约(UNFCCC)义务的重要性,包括对发展中国家减缓和适应环境变化提供资金支持,强调延续《巴黎协定》主旨,即根据具体国别情况不同,承担共同但有区别的责任。

国际反对声四起,自家后院也起火。在气候问题上,“商人”特朗普的一意孤行,也遭到了美国国内声音的反对。近日,加州州长杰瑞?布朗宣布,将于明年9月在旧金山举办全球气候行动峰会,支持《巴黎协定》。“特朗普正试图退出《巴黎协定》,但他并不代表美国人民。”布朗表示。

清洁煤PK可再生:到底谁是未来?

遭遇国内外一致反对,特朗普的“清洁煤”减排信心从何而来?他又为何对已经进入“衰退期”的煤电行业如此执迷?“清洁煤”的减排效力真的能够取代可再生能源么?清洁煤和可再生能源在成本、减排方面到底各有什么优势?

清洁煤PK可再生:谁更经济又减排?

1、减排潜力

2014年11月,政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布《第五次评估报告》第三工作组报告(AR5-WG3)称,在项目的整个生命周期中,每发1度电,燃煤机组的碳排放中值高达820克CO2当量。

而对于未商业化的清洁煤发电技术类型,度电碳排放最高的CCS-燃煤-PC(煤粉)仅有220克CO2当量/kWh,较生物质能发电水平更低;若采用CCS-燃煤-氧化燃料技术发电,碳排放量将进一步下降至160克CO2当量/kWh。

这就意味着,如果采用CCS结合清洁煤技术,相比目前燃煤电站的排放水平,将至少实现减排73.2-80.5%,但度电减排潜力仍远低于大部分可再生能源。

清洁煤PK可再生:到底谁是未来?

数据来源:政府间气候变化专门委员会(IPCC)

2、成本比拼规模

尽管特朗普大力支持推广清洁煤和CCS技术,全球去煤炭化的进程似乎势不可挡。

能源结构低碳化转型压力加之可再生能源和天然气市场竞争力的日益增强,煤炭消费量呈现出逐年下降趋势。据BP统计年鉴数据显示,2016年全球煤炭消费下降了5300万吨油当量(-1.7%),煤炭产量则大幅下降了2.31亿吨油当量(-6.1%)。

2010至2015年期间,据IRENA发布数据,光伏、光热和陆上风电项目引领了可再生能源发电平准化成本(LCOE)的下降。可再生能源距离实现平价上网的目标越来越近。

清洁煤PK可再生:到底谁是未来?

图:可再生能源平准化发电成本(LCOE)变化

虽然可再生能源的成本优势逐渐凸显,但由于“清洁煤”机组装机更大,项目设计装机容量通常达到GW级,在减排上则具有规模化的意义。据IEA估算,到2050,碳捕捉与封存和利用(CCUS)可以贡献累计温室气体减排量的14%,如果没有CCUS,气候变化行动的成本将额外增加4.7万亿美元。

据全球碳捕捉与封存研究所(Global CCS Institute)发布数据显示,截至目前,全球共有38个大型CCS项目(如下图),合计碳捕捉能力达7千万吨CO2/年。

其中包括22个在运和在建的大型CCS(碳捕捉与封存)项目,每年可捕捉CO2排放量约4千万吨。中国仅有一个陕西延长CCS综合示范项目在建,预期将于2018年投入运营,投产后每年可捕捉封存CO2约41万吨。

清洁煤PK可再生:到底谁是未来?

图片来自GlobalCCS Institute

此外,中国还有另外7个CCS项目,均处于开发或初期开发阶段。其中4个为电站项目,预期将于2030年前投运,届时每年CO2减排量合计将达到600万吨。以一个50MW规模的风电场,年减排量大约12.5万吨来估算,平均一个CCS电站项目可实现大约12个50MW规模风电场的减排能力。

3、商业项目实践经验

目前,经过各国政府的补贴和政策刺激后,大部分的可再生能源类型已经成功实现了商业化。而跟特朗普的预期不同,清洁煤和CCS技术的商业化进程,陷入了重重困境。

全球首个商业规模的CCS-IGCC电站项目美国密西西比州Kemper电站,近期报出因严重超支加之工期延误,在多重压力下将转而单纯采用天然气发电。

Kemper电厂装机582MW,最初预算为18亿美元,但截至目前,工期已经超过10年,建设和工程支出已经超过75亿美元,成为美国单位装机容量成本最高的电站。相比之下,一个700MW天然气电站的建设成本通常仅有7亿美元(数据来自Wall Street Journal报道)。

项目开发商Mississippi Power母公司Southern Company在上月初对投资者表示,电站煤电部分的关键机械装置已经开始渗漏,估计维修将需要18至24个月的时间,增加额外成本1.64亿美元。

清洁煤PK可再生:到底谁是未来?

图片为美国密西西比州Kemper电厂,来自绿色和平网站。在设计之初,Kemper电厂的CCS设施可以捕获电厂排放的65%的CO2,约合每年300万吨CO2。

4.政策支持差异

据Global CCS Institute,虽然自2010年起,全球在运和在建的大型CCS数量由过去的10个增加至了22个,但政策上仍然承受了压力。

其中包括一些重点地区对大型CCS项目的投资收紧。

2009年,欧洲能源回收项目(EEPR)建立以来,由于一些国家的政策不确定性,碳价大幅下滑,CCS项目开发承压。而对于中国,由于规划阶段的大多数CCS项目都与提高采收率(EOR)有关,受近年来低油价市场的影响,主体建设停滞不前。

据Global CCS Institute预期,如果未出台对大型CCS项目的新的支持政策,在未来5年项目的发展速度将会相当缓慢。(如下图)

清洁煤PK可再生:到底谁是未来?

图为到2022年在运在建及规划阶段CCS项目的碳捕捉能力,来自Global CCS Institute

今年3月,美国总统特朗普签署行政令,全盘推翻前任总统奥巴马的“清洁能源计划”,放松化石能源开采限制,弃可再生能源而大力支持“清洁煤”发展,并推出了系列促进激励政策,包括煤研究计划(CRI)、清洁煤发电计划(CCPI)和相应的税收优惠政策

清洁煤PK可再生,到底谁是未来?

在特朗普宣布废除“清洁能源计划”前,去年5月,美国能源信息署(EIA)发布《国际能源展望2016》,对到2040年的全球电力供应情况做出了预期。预期假定美国“清洁能源发展计划”顺利实施,则到2030年美国的燃煤发电量将较2012年水平下降大约三分之一。

清洁煤PK可再生:到底谁是未来?

数据来源:《国际能源展望2016》,美国能源信息署(IEA)

基于此预期,到2040年,全球范围内可再生能源将首次超过燃煤发电成为最主要的电力供应能源类型。届时,可再生能源、燃煤和燃气当年发电量将分别达到10.63、10.62和10.14万亿千瓦时,燃煤发电在全球电力供应结构中的占比将从目前的40%左右下降至29%。

尽管特朗普倾力支持,然而,就目前的项目经济性、政策支持和发展速度来看,清洁煤技术在近十年内取代可再生能源成为最主要的减排贡献类型仍十分具有挑战性。

本文链接:http://www.itmsc.cn/archives/view-185153-1.html
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(责任编辑:夏喧)

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