清潔煤PK可再生:到底誰(shuí)是未來(lái)?
在G20漢堡峰會(huì)《領(lǐng)導(dǎo)人聲明》中,美國(guó)表示將維持其退出《巴黎協(xié)定》的決定不變,并及時(shí)終止兌現(xiàn)此前提交的國(guó)家承諾,同時(shí)美國(guó)聲明將同其他國(guó)家緊密合作,幫助他國(guó)獲取和使用更清潔、有效的化石能源,包括清潔煤以及部署可再生和其他清潔能源。
圖片來(lái)自G20漢堡峰會(huì)官方網(wǎng)站
其他19個(gè)成員國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人則重申發(fā)達(dá)國(guó)家履行聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約(UNFCCC)義務(wù)的重要性,包括對(duì)發(fā)展中國(guó)家減緩和適應(yīng)環(huán)境變化提供資金支持,強(qiáng)調(diào)延續(xù)《巴黎協(xié)定》主旨,即根據(jù)具體國(guó)別情況不同,承擔(dān)共同但有區(qū)別的責(zé)任。
國(guó)際反對(duì)聲四起,自家后院也起火。在氣候問(wèn)題上,“商人”特朗普的一意孤行,也遭到了美國(guó)國(guó)內(nèi)聲音的反對(duì)。近日,加州州長(zhǎng)杰瑞?布朗宣布,將于明年9月在舊金山舉辦全球氣候行動(dòng)峰會(huì),支持《巴黎協(xié)定》。“特朗普正試圖退出《巴黎協(xié)定》,但他并不代表美國(guó)人民。”布朗表示。
遭遇國(guó)內(nèi)外一致反對(duì),特朗普的“清潔煤”減排信心從何而來(lái)?他又為何對(duì)已經(jīng)進(jìn)入“衰退期”的煤電行業(yè)如此執(zhí)迷?“清潔煤”的減排效力真的能夠取代可再生能源么?清潔煤和可再生能源在成本、減排方面到底各有什么優(yōu)勢(shì)?
清潔煤PK可再生:誰(shuí)更經(jīng)濟(jì)又減排?
1、減排潛力
2014年11月,政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)發(fā)布《第五次評(píng)估報(bào)告》第三工作組報(bào)告(AR5-WG3)稱,在項(xiàng)目的整個(gè)生命周期中,每發(fā)1度電,燃煤機(jī)組的碳排放中值高達(dá)820克CO2當(dāng)量。
而對(duì)于未商業(yè)化的清潔煤發(fā)電技術(shù)類型,度電碳排放最高的CCS-燃煤-PC(煤粉)僅有220克CO2當(dāng)量/kWh,較生物質(zhì)能發(fā)電水平更低;若采用CCS-燃煤-氧化燃料技術(shù)發(fā)電,碳排放量將進(jìn)一步下降至160克CO2當(dāng)量/kWh。
這就意味著,如果采用CCS結(jié)合清潔煤技術(shù),相比目前燃煤電站的排放水平,將至少實(shí)現(xiàn)減排73.2-80.5%,但度電減排潛力仍遠(yuǎn)低于大部分可再生能源。
數(shù)據(jù)來(lái)源:政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)
2、成本比拼規(guī)模
盡管特朗普大力支持推廣清潔煤和CCS技術(shù),全球去煤炭化的進(jìn)程似乎勢(shì)不可擋。
能源結(jié)構(gòu)低碳化轉(zhuǎn)型壓力加之可再生能源和天然氣市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的日益增強(qiáng),煤炭消費(fèi)量呈現(xiàn)出逐年下降趨勢(shì)。據(jù)BP統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)顯示,2016年全球煤炭消費(fèi)下降了5300萬(wàn)噸油當(dāng)量(-1.7%),煤炭產(chǎn)量則大幅下降了2.31億噸油當(dāng)量(-6.1%)。
2010至2015年期間,據(jù)IRENA發(fā)布數(shù)據(jù),光伏、光熱和陸上風(fēng)電項(xiàng)目引領(lǐng)了可再生能源發(fā)電平準(zhǔn)化成本(LCOE)的下降。可再生能源距離實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)的目標(biāo)越來(lái)越近。
圖:可再生能源平準(zhǔn)化發(fā)電成本(LCOE)變化
雖然可再生能源的成本優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯,但由于“清潔煤”機(jī)組裝機(jī)更大,項(xiàng)目設(shè)計(jì)裝機(jī)容量通常達(dá)到GW級(jí),在減排上則具有規(guī)模化的意義。據(jù)IEA估算,到2050,碳捕捉與封存和利用(CCUS)可以貢獻(xiàn)累計(jì)溫室氣體減排量的14%,如果沒(méi)有CCUS,氣候變化行動(dòng)的成本將額外增加4.7萬(wàn)億美元。
據(jù)全球碳捕捉與封存研究所(Global CCS Institute)發(fā)布數(shù)據(jù)顯示,截至目前,全球共有38個(gè)大型CCS項(xiàng)目(如下圖),合計(jì)碳捕捉能力達(dá)7千萬(wàn)噸CO2/年。
其中包括22個(gè)在運(yùn)和在建的大型CCS(碳捕捉與封存)項(xiàng)目,每年可捕捉CO2排放量約4千萬(wàn)噸。中國(guó)僅有一個(gè)陜西延長(zhǎng)CCS綜合示范項(xiàng)目在建,預(yù)期將于2018年投入運(yùn)營(yíng),投產(chǎn)后每年可捕捉封存CO2約41萬(wàn)噸。
圖片來(lái)自GlobalCCS Institute
此外,中國(guó)還有另外7個(gè)CCS項(xiàng)目,均處于開(kāi)發(fā)或初期開(kāi)發(fā)階段。其中4個(gè)為電站項(xiàng)目,預(yù)期將于2030年前投運(yùn),屆時(shí)每年CO2減排量合計(jì)將達(dá)到600萬(wàn)噸。以一個(gè)50MW規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng),年減排量大約12.5萬(wàn)噸來(lái)估算,平均一個(gè)CCS電站項(xiàng)目可實(shí)現(xiàn)大約12個(gè)50MW規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)的減排能力。
3、商業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
目前,經(jīng)過(guò)各國(guó)政府的補(bǔ)貼和政策刺激后,大部分的可再生能源類型已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。而跟特朗普的預(yù)期不同,清潔煤和CCS技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程,陷入了重重困境。
全球首個(gè)商業(yè)規(guī)模的CCS-IGCC電站項(xiàng)目美國(guó)密西西比州Kemper電站,近期報(bào)出因嚴(yán)重超支加之工期延誤,在多重壓力下將轉(zhuǎn)而單純采用天然氣發(fā)電。
Kemper電廠裝機(jī)582MW,最初預(yù)算為18億美元,但截至目前,工期已經(jīng)超過(guò)10年,建設(shè)和工程支出已經(jīng)超過(guò)75億美元,成為美國(guó)單位裝機(jī)容量成本最高的電站。相比之下,一個(gè)700MW天然氣電站的建設(shè)成本通常僅有7億美元(數(shù)據(jù)來(lái)自Wall Street Journal報(bào)道)。
項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商Mississippi Power母公司Southern Company在上月初對(duì)投資者表示,電站煤電部分的關(guān)鍵機(jī)械裝置已經(jīng)開(kāi)始滲漏,估計(jì)維修將需要18至24個(gè)月的時(shí)間,增加額外成本1.64億美元。
圖片為美國(guó)密西西比州Kemper電廠,來(lái)自綠色和平網(wǎng)站。在設(shè)計(jì)之初,Kemper電廠的CCS設(shè)施可以捕獲電廠排放的65%的CO2,約合每年300萬(wàn)噸CO2。
4.政策支持差異
據(jù)Global CCS Institute,雖然自2010年起,全球在運(yùn)和在建的大型CCS數(shù)量由過(guò)去的10個(gè)增加至了22個(gè),但政策上仍然承受了壓力。
其中包括一些重點(diǎn)地區(qū)對(duì)大型CCS項(xiàng)目的投資收緊。
2009年,歐洲能源回收項(xiàng)目(EEPR)建立以來(lái),由于一些國(guó)家的政策不確定性,碳價(jià)大幅下滑,CCS項(xiàng)目開(kāi)發(fā)承壓。而對(duì)于中國(guó),由于規(guī)劃階段的大多數(shù)CCS項(xiàng)目都與提高采收率(EOR)有關(guān),受近年來(lái)低油價(jià)市場(chǎng)的影響,主體建設(shè)停滯不前。
據(jù)Global CCS Institute預(yù)期,如果未出臺(tái)對(duì)大型CCS項(xiàng)目的新的支持政策,在未來(lái)5年項(xiàng)目的發(fā)展速度將會(huì)相當(dāng)緩慢。(如下圖)
圖為到2022年在運(yùn)在建及規(guī)劃階段CCS項(xiàng)目的碳捕捉能力,來(lái)自Global CCS Institute
今年3月,美國(guó)總統(tǒng)特朗普簽署行政令,全盤推翻前任總統(tǒng)奧巴馬的“清潔能源計(jì)劃”,放松化石能源開(kāi)采限制,棄可再生能源而大力支持“清潔煤”發(fā)展,并推出了系列促進(jìn)激勵(lì)政策,包括煤研究計(jì)劃(CRI)、清潔煤發(fā)電計(jì)劃(CCPI)和相應(yīng)的稅收優(yōu)惠政策
清潔煤PK可再生,到底誰(shuí)是未來(lái)?
在特朗普宣布廢除“清潔能源計(jì)劃”前,去年5月,美國(guó)能源信息署(EIA)發(fā)布《國(guó)際能源展望2016》,對(duì)到2040年的全球電力供應(yīng)情況做出了預(yù)期。預(yù)期假定美國(guó)“清潔能源發(fā)展計(jì)劃”順利實(shí)施,則到2030年美國(guó)的燃煤發(fā)電量將較2012年水平下降大約三分之一。
數(shù)據(jù)來(lái)源:《國(guó)際能源展望2016》,美國(guó)能源信息署(IEA)
基于此預(yù)期,到2040年,全球范圍內(nèi)可再生能源將首次超過(guò)燃煤發(fā)電成為最主要的電力供應(yīng)能源類型。屆時(shí),可再生能源、燃煤和燃?xì)猱?dāng)年發(fā)電量將分別達(dá)到10.63、10.62和10.14萬(wàn)億千瓦時(shí),燃煤發(fā)電在全球電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)中的占比將從目前的40%左右下降至29%。
盡管特朗普傾力支持,然而,就目前的項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性、政策支持和發(fā)展速度來(lái)看,清潔煤技術(shù)在近十年內(nèi)取代可再生能源成為最主要的減排貢獻(xiàn)類型仍十分具有挑戰(zhàn)性。
責(zé)任編輯:電小二
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