赵永椿：燃煤清洁高效低碳利用研发技术进展

  2024年12月4日，在第十一届国际清洁能源论坛大会的““2025年全球能源市场形势分析与展望报告会”上，华中科技大学能源与动力工程学院教授、煤燃烧与低碳利用全国重点实验室主任赵永椿教授发表了关于“燃煤清洁高效低碳利用技术研发进展”的报告。赵教授详细的介绍了我国在实现碳达峰、碳中和目标过程中，燃煤清洁高效低碳技术的最新研发进展及面临的挑战。

  赵永椿教授指出，习在2020年提出的碳达峰、碳中和战略目标对我国能源行业提出了严峻挑战。与欧美国家相比，我国实现双碳目标的时间更紧、任务更重。我国一次能源中煤炭的占比高达57%。2023年底，火电装机容量达到13.9亿千瓦，占全国发电装机容量的48%。尽管非化石能源发电比例逐步的提升，煤炭依然在我国一次能源消费中占据主导地位，且未来相当长一段时间内煤炭仍将是主要能源来源。煤炭利用排放的二氧化碳高达70亿吨，其中80%来源于煤燃烧。因此，如何有实际效果的减少燃煤二氧化碳排放，成为中国实现双碳目标的关键。

  为了推动煤电低碳化，国家发展改革委和能源局在2024年发布了《煤电低碳化改造建设行动方案（2024—2027年）》，提出了生物质掺烧、绿氨掺烧、碳捕集与封存等技术路线，并重点支持多技术耦合的改造项目。其中，CCUS被认为是实现化石能源深度减排的核心技术，预计到2060年，CCUS将贡献近2/3的碳减排。

  赵教授重点介绍了当前在燃煤清洁高效低碳发电领域的几项关键研发技术进展，包括灵活智能燃煤发电、超超临界燃煤发电和超临界CO2发电等。

  1. 灵活智能燃煤发电：这一技术着重提升电厂设备的快速响应能力和自动化水平，实现电厂无人值守，推动电力系统的灵活性和可靠性。

  2. 超超临界燃煤发电：超超临界技术通过提高发电机组的工作时候的温度和压力，提升热效率。目前，超超临界燃煤发电机组的净效率已不低于50%。

  3. 超临界CO2发电：该技术可实现负荷变化速率高达6%/分钟，负荷变化范围从0%到100%。超临界CO2发电不仅仅具备较小的尺寸和更高的灵活性，还具备高效低碳发电的潜力。

  赵教授还介绍了煤与生物质耦合掺烧技术，最重要的包含两类技术：生物质气化后掺烧和生物质颗粒掺烧。两者已在多个示范电厂中实现，效果良好。

  赵教授特别强调了CCUS技术在实现双碳目标中的核心作用。国际能源署（IEA）预测，全球要实现2℃和1.5℃的温控目标，CCUS技术的贡献率分别为14%和32%。在中国，CCUS技术不仅是煤电、钢铁、水泥等行业的主要碳减排手段，还将在未来几十年内发挥及其重要的作用。赵教授介绍了华中科技大学在CCUS领域的重要研发成果，尤其是富氧燃烧碳捕集技术的突破。华中科技大学煤燃烧与低碳利用实验室是我国CCUS技术研发的核心单位之一，牵头开展了多项国际合作，并在富氧燃烧、化学链燃烧等技术领域取得了显著进展。华中科技大学已建成亚洲最大规模的35MW富氧燃烧碳捕集示范工程，实验室的研究成果在国际能源署（IEA）全球研发路线图中占有一席之地。

  赵教授还展望了未来我国在CCUS技术领域的发展趋势。随技术的慢慢的提升，降低技术成本、扩大示范规模是CCUS技术未来发展的关键任务。华中科技大学致力于研发新一代低能耗、低成本的CCUS技术，并推动这些技术在工业领域的广泛应用。赵教授总结道，随着我们国家双碳目标的逐步推进，CCUS将成为煤炭低碳利用的重要支撑技术。通过持续的研发和技术创新，我国将推动煤炭行业向绿色低碳转型，为全球能源转型做出贡献。

  本报告展示了我国燃煤清洁高效低碳技术的最新成果及其未来发展趋势，充足表现了科学技术创新在实现碳达峰、碳中和目标中的及其重要的作用。