附件2行业减排技术报告

1、 附件 2：子课题分报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势项目名称：推动中国绿色发展的重大战略及技术问题研究项目编号：2010CB955900课题名称：我国行业减排技术方案及其机制研究 课题编号：2010CB955903项目组织单位：科学技术部 课题承担单位：清华 课题负责人：陈吉宁 课题合作单位：中国大唐集团公司、中国石油集团安全环保技术、北京科技、建筑材料工业技术情报所、中国有色金属工业、中国汽车技术研究中心起止年限：2010 年 03 月至 2012 年 06 月二一二年九月 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势1 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势目录第

2、一章 我国重点行业温室气体减排技术1一、 我国温室气体排放现状1二、 我国应对气候变化的主要技术措施3三、 温室气体减排技术的总体现状4第二章 电力行业温室气体减排的技术需求及发展趋势7一、 我国电力行业温室气体排放现状7二、 我国电力行业温室气体排放情景分析15三、 我国电力行业温室气体排放控制技术17第三章 石油行业温室气体减排的技术需求及发展趋势41一、 我国石油行业整体温室气体排放控制技术现状综述41二、 我国石油行业重点温室气体排放控制技术47三、 国际上石油行业温室气体控制技术现状及发展趋势70四、 我国石油行业发展规划建议85第四章 钢铁行业温室气体减排的技术需求及发展趋势87一

3、、 我国行业温室气体排放控制技术现状87二、 钢铁行业重要温室气体排放控制技术88第五章 水泥行业温室气体减排的技术需求及发展趋势112一、 我国水泥工业温室气体排放控制技术现状112二、国际水泥行业温室气体控制技术现状及发展趋势119第六章 电解铝行业温室气体减排的技术需求及发展趋势132一、 电解铝行业整体技术水平现状132二、 电解铝行业重要温室气体排放控制技术140三、 电解铝行业重要温室气体控制技术的效果及成本144四、 促进电解铝温室气体排放控制技术的政策机制146第七章 建筑使用行业温室气体减排的技术需求及发展趋势149一、 国况149二、 国际情况160i 课题报告重点行业温室

4、气体减排的技术需求及发展趋势第八章 汽车交通行业温室气体减排的技术需求及发展趋势171一、 我国汽车行业温室气体排放控制的技术现状171二、 国际汽车行业温室气体控制的现状分析180三、 我国汽车行业温室气体减排 . 194四、 配套政策和保障措施196第九章 CCUS 的技术现状及发展应用趋势198一、 二氧化碳捕集与封存198二、 二氧化碳填埋封存技术201三、 二氧化碳利用技术203四、 采用 CCS 减排效果和风险分析以及成本测算204五、 国外 CCS 技术发展和应用情况205六、 我国 CCS 应用发展预测206ii 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势第一章 我国重点

5、行业温室气体减排技术低碳技术的开发应用是世界各国应对气候变化的重要途径，也是 后金融时代许多发达国家作为刺激经济复苏、占据经济制高点、实现经济转型的重要抓手。在当前的国际潮流和发展趋势下，促进低 碳技术的开发应用，对于我国参与国际行业减排公约的谈判，推动经 济发展模式转型，实现对外承诺的 2020 年减排目标具有重要意义。一、 我国温室气体排放现状伴随着我国经济社会快速发展的是资源能源的大量消耗以及巨 大的环境代价。我国工业化、城市化进程的不断加快，特别是重化工 业的加速发展，导致了我国温室气体排放的增加越来越快。根据 2007 年的中国应对气候变化国家方案，2004 年我国温室气体排放总量约

6、为 61 亿吨二氧化碳当量；从 1994 年至 2004 年，我国温室气体排放总量的年均增长率为 4%。在未来 50 年，我国仍处于城市化和工业化加速推进的重要历史阶段，生活消费和工业制造上带来的能源消费量 快速增长在短时间内难以发生根本性变化。能源、冶金等高能耗行业以及交通、建筑等消费部门，是我国温 室气体的主要排放源，重点耗能行业的技术水平与国外先进水平有较 大差距。交通和建筑行业等消费领域的排放量已经超过工业部门成为 第二大排放领域，成为近年来我国温室气体排放增加最快的领域。(一)能源结构问题我国的资源禀赋了我国以煤为主的能源消费结构，导致电 力、钢铁、水泥等重点行业难以摆脱高碳能源的供

7、给。自 2002 年以1 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势来的重化工业加速发展以来，每年 2 亿吨标煤左右的能源消耗增长基 本完全依靠传统化石能源。在发达国家的能源消费结构已经开始从化 石能源向核电和可再生能源等低碳能源转变的同时，我国以煤为主的 能源结构却难以转变。我国燃煤发电的技术已居世界前列，碳强度低 于世界平均水平。但是由于我国燃煤发电占总发电量的 80%以上，导 致了电力行业的碳强度远远高于世界平均水平。其他的耗能行业也面 临着同样的问题，由于对煤炭的大量消耗以及对电力的需求，都(二)发展需求问题根据国际能源机构偶的统计数据，1900 年中国单位 GDP 化石燃料燃烧

8、二氧化碳排放强度为 5.47kgCO2/美元（2000 年价），2004 年下降为 2.76kgCO2/美元，下降 49.5%，而同期世界平均水平只下降了12.6%。然而，在十一五期间，我国工业化和城市化不断加快的 能源 110.6 亿吨标煤，同时带来了温室气体排放总量的持续上涨。发达国家的发展历史也表明，工业化中期对钢铁和钢铁等产品的需求和消耗是一种经济发展规律，需求的必然规律很难打破。在 2005 年到2009 年期间，我国钢铁行业、水泥行业等的产量和伴随的温室气体排放都呈现持续增长的态势。 我随着收入水平的提高，对出行质量和数量的要求也不断增 加，导致了交通运输部门的能源消耗量增加，将成

9、为仅次于工业部分 的第二大能源消费部门。(三)技术水平问题虽然我国重点行业的单位能耗和碳排放强度正在逐年下降，但是 由于技术水平与国际先进水平仍存在较大差距，能耗响度和温室气体 2 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势排放强度仍然比较高。我国重点行业在低碳先进技术的开发和应用上 有所突破，石油、钢铁、水泥等行业中存在一部分大型企业的工艺水 平达到国际先进水平，但是技术相对落后以及行业内部结构不合理，主要高能耗工业产品的单位能耗平均水平比国际先进水平高 20%以 上。 二、 我国应对气候变化的主要技术措施在过去，中国从中国国情出发，采取了一系列政策措施，为 减缓气候变化做出了努力，并

10、且取得了一定的实效。在十一五期 间，中国适时出台了应对气候变化国家方案，充分认识到应对全 球气候变化的重要性和迫切性，加大以节能为核心的控制温室气体排 放的政策措施，充分发挥科技进步和技术创新的作用，积极应对气候 变化。(一)优化产业结构，推进技术进步，提高能源利用效率一直以来，中国都在努力推进经济增长方式的转变和经济结 构的调整，将减低资源和能源消耗作为中国产业政策的重要组成部 分。通过制定节能庄乡规划，制定和实施鼓励节能的技术、经济、财 税和管理政策，制定和实施能源效率标准和标识，鼓励节能技术的研 究、开发、示范和开发，引进和吸收先进节能技术，建立和推广节能 新机制，加强节能重点工程建设等

11、一系列政策和措施，有效地促进了 节能工作的开展。 在十一五期间，我国大力发展第三产业和高技术产业，遏制高能耗高排放行业的过快增长；通过淘汰落后产能、实施十大重点节 能工程形成了节能能力共约 3.7 亿吨标煤；通过组织科技专项和发布 技术推广目录，推动节能技术和产品的开发和推广；开展千家企业节 能行动，对新建建筑施工阶段执行节能强制性标准等推动重点领域节 3 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势能；实施节能减排促进政策，支持重点节能项目，补贴推广节能产品， 完善合同能源管理，提高资源性产品价格；制定并实施节约能源法及 相应的配套法规，发布高能耗产品能耗限额标准、终端用能产品能效 标准

12、；建立和完善节能统计、监测和考核体系。到 2009 年上半年， 在统计的包含吨原煤生产电耗、单位烧碱耗电、吨水泥熟料综合电耗、 吨钢耗电等 44 项工业产品的单位电耗指标中，有近 70%同比降低。 (二)发展低碳能源和可再生能源，改善能源结构我国在加强水能、核能、太阳能、风能以及煤层气等清洁能源和 可再生能源的开发和利用，加大了政策引导和资金投入。在 2005 年， 我国一次能源消费构成中，煤炭比例下降到了 68.9%。在十一五 份额政策，鼓励生产与消费可再生资源，提高在一次能源消费中的比 重。到 2009 年，我国一次能源消费结构中，非化石能源的比重上升到了 9.9%。核电在建容量占世界 1

13、/3 以上；水电在役容量为世界第一； 风电在役规模为世界第二；太阳热能利用规模世界第一。 2007 年，中国出台了可再生能源中长期发展规划，提出了十五年的可再生能源发展的目标，其中包括充分利用水电、沼气、太阳能热利用和地热能等技术成熟、经济性好的可再生能源，加快推进风力 发电、生物质发电、太阳能发电的产业化发展，继续逐步提高优质清 洁可再生能源在能源结构中的比例。三、 温室气体减排技术的总体现状近些年来，我国重点耗能行业在低碳先进技术上的开发和应用有 所突破，在钢铁、水泥等行业中存在一大部分大型企业的工艺水平达 到国际先进水平。但是由于整体技术相对落后以及行业内部结构不合 4 课题报告重点行业

14、温室气体减排的技术需求及发展趋势理，重要高耗能工业产品的单位能耗平均水平仍然要比国际先进水平 高 20%左右。宝钢，鞍钢等工艺技术水平已达国际先进水平，但钢铁 行业整体工艺技术水平与国际相比存在较大差距。例如，德国平均吨 钢能耗在 2004 年已达 0.65 吨标准煤，其高炉炼钢法所需能耗已接近理论最低值，而我国 2010 年全行业吨钢综合能耗目标位 0.73 吨标煤。我国新型干法生产水泥技术中，熟料烧成的热耗先进水平只与国际一般水平基本持平，与国际先进水平相差 4%，而国内一般水平则与国际先进水平的差距高达 18%-32%。我国水泥行业先进水平的吨水泥电耗 90-95kwh，也是国际水泥生产

15、水平较高的国家之一，2005年的吨水泥电耗已降到 82kwh。近些年我国单车燃料经济性水平持续 提升，但乘用车销售量加权平均燃料消耗量比欧洲和日本平约高 20%，传统内燃机对外依赖度较多关键设备需进口。 此外，我国还面临低碳核心技术缺失，低碳材料和关键设备的制 造能力较弱的主要问题。以我国电力行业为例，我国在役燃煤火电记 住的发电技术已居世界较先进水平，水电行业的设计、施工水平以及 特高压技术等已处于国际领先，但在核电、风电、光伏发电和生物发 电技术上与国际先进水平还存在不小的差距， 许多关键设备和材料 仍需要进口，缺乏对核心技术的掌握。例如，风电设备制造业尚处于 从“引进技术、消化吸收”向“

16、自主创新”阶段的过渡中；我国多数太阳 能电池组件生产厂家缺乏核心技术，其生产过程集中在高耗能和高污染的产品制造环节。开发计划署在2010 年中国人类发展报告中指出：中国实现未来低碳经济的目标，至少需要 60 多种骨干技术支持，而其中 42 种是中国目前不掌握的核心技术。 5 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势6 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势第二章 电力行业温室气体减排的技术需求及发展趋势一、 我国电力行业温室气体排放现状(一)我国电力工业装机容量及构成据电力工业统计资料，2009 年，我国电力工业总装机容量 87409万千瓦。 图表 12009 年我国电力装机

17、容量和构成(二)我国电力工业发电量及构成36812据电力工业统计资料，2009 年，我国电力工业总发电量 亿千瓦时。 7 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势图表 22009 年我国发电量构成(三)我国电力工业火电发电效率指标据电力工业统计资料，我国电力工业 1990-2009 年的发电煤耗如 年下图所示。从图中可以看出，发电煤耗处于逐年递减态势，2009我国电力工业的发电煤耗为 320 克/千瓦时。 图表 3我国电力工业历年发电煤耗（1990-2009 年）(四)我国电力工业单位发电产热的 CO2 排放指标据国际能源署(IEA)历年统计资料，我国电力工业 1999至 2009数据

18、）。年单位发电产热的CO2 排放指标如图表 4 所示（含 8 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势120010008006004002000199920002001200220032004200520062007图表 4我国电力工业单位发电产热的 CO2 排放指标（1990-2009 年）从图表 4 可以看出，我国电力工业 19992009 年的单位发电产热的 CO2 排放在 800 克/千瓦时上下波动。根据燃料分类，火力发电中，单位燃煤发电产热的 CO2 排放最高，在 900 克/千瓦时上下波动； 单位燃油发电产热的 CO2 排放居中，在 650 克/千瓦时上下波动；单 位燃气发

19、电产热的CO2 排放最低，在 380 克/千瓦时上下波动。 (五)我国与世界主要国家电力行业对比1. 我国与世界主要国家的电力行业规模对比分析世界主要国家 2006 年电力工业总装机容量如图表主要国家 2007 年电力工业总发电量如图表 6。 5 所示，世界9单位发电产热的CO2排放(单位:克/千瓦时) 单位燃煤发电产热的CO2排放(单位:克/千瓦时) 单位燃油发电产热的CO2排放(单位:克/千瓦时) 单位燃气发电产热的CO2排放(单位:克/千瓦时) 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势12001077.76 1000800623.698 600278.72 400221.404

20、157.07 116.18 131.5983.720070.10美国英国法国德国日本韩国 俄罗斯 中国图表 5世界主要国家 2006 年电力工业总装机容量（数据来源：电力工业统计资料）4450000040000003500000300000025000002000000150000010000005000000美国英国法国德国日本韩国 俄罗斯 中国图表 6世界主要国家 2007 年电力工业总发电量（数据来源：国际能源署历年统计）图表 7世界主要国家发电量构成比例10主要国家发电量构成比例（%） 100%5.821.311.916.8817.515.5315.415.680%60%40%78.0

21、568.449.4241.620%32.830.5116.84.530%中国美国英国法国日本俄罗斯*全世界* 燃煤发电 燃油发电 燃气发电 核电水电 其它能源其它能源 （* 为2007年数据，其它为2008年数据） 322930 32 397 11234861013399 629546803409 392284 5 365 425906 百万千瓦时 百万千瓦 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势2. 我国与世界主要国家的火电发电效率指标对比据各国电力工业统计资料数据，编制我国与世界主要国家的火电 发电效率指标对比图。2006 年我国与世界主要国家的发电煤耗对比如图 1-21 所示。

22、 从图表 8 可以看出，2006 年我国电力工业的发电煤耗明显高于 德国、日本和韩国。 342350340330312320310306300300290280270德国日本韩国中国图表 82006 年我国与世界主要国家的发电煤耗对比3. 我国与世界主要国家的发电产热 CO2 排放指标对比据国际能源署（IEA）历年统计数据，我国电力工业 2007 年的单位发电产热 CO2 排放为 788 克/千瓦时，与世界其他主要国家的单位 发电产热 CO2 排放指标对比如图表 9 所示（数据来源：国际能源署历年统计，中国数据含）。 11g/kwh 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势788 80

23、0729 700549 600500 507 455 450 500427 400323 30020090 1000美国 中国俄罗斯日本德国英国法国韩国世界92007 年我国与世界主要国家的单位发电产热 CO2 排放对比图表从上图可以看出，2007 年我国电力工业单位发电产热 CO2 排放明显高于世界主要国家该指标的同期值，也明显高于该指标的世界同期值。2007 年，我国电力工业的单位发电产热 CO2 排放高达 788 克/ 千瓦时，世界的单位发电产热 CO2 排放为 507 克/千瓦时，美国、日本、德国、英国、韩国等世界主要国家的单位发电产热 CO2 排放大多处于 450 克/千瓦时附近，法

24、国的同期单位发电产热 CO2 排放仅 90 克/千瓦时，小于我国该指标值的八分之一。 据国际能源署（IEA）历年统计数据，我国电力工业 2007 年的单位燃煤发电产热 CO2 排放为 893 克/千瓦时，与世界其他主要国家的单位燃煤发电产热 CO2 排放指标对比如图表 7 所示（数据来源：国 际能源署历年统计，中国数据含）。 12克/千瓦时 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势1400125212009279389109029208939031000848 8006336004002000美国中国俄罗斯日本德国英国法国韩国世界图表 102007 年我国与世界主要国家的单位燃煤发电产

25、热CO2 排放对比从上图看出，2007 年我国电力工业单位燃煤发电产热 CO2 排放较低。2007 年，我国电力工业的单位燃煤发电产热 CO2 排放为 893克/千瓦时，约为该指标的同期值的十分之七，甚至低于一些发 达国家该指标的同期值，如美国、日本、英国、法国、韩国，也低于 该指标的世界同期值。根据以上我国与世界主要国家的发电产热 CO2 排放指标对比分析可知，我国电力工业单位燃煤发电产热 CO2 排放低于世界电力工业的同期值，但我国电力工业的单位发电产热 CO2 排放却明显高于世界电力工业的同期值，其主要原因是我国电力工业的发电量构成中 火电占的比例大，而且火电中 90%以上都是 CO2

26、排放最多的燃煤电 量。 (六)世界电力工业发展特点纵观世界电力工业发展的过程，可以看到电力工业的发展受到经 济发展、能源结构、技术进步、国家能源战略等方面的影响。一次能源结构对各国的电力生产结构有着重要影响，特别是石 油、天然气、煤炭等传统一次能源的结构13了大多数国家的电力生 克/千瓦时 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势产结构。燃煤发电和水电是传统电力工业的主要构成部分，并始终是 世界电力结构中的重要组成部分。60 年代以后，核电技术逐渐成熟，而 70 年代的石油促进了世界核电工业的快速发展，直到 80 年代后，由于切尔诺贝利事故的影响，世界核电工业进入平缓发展期。90年代，

27、随着燃气-蒸汽联合循环技术的成熟，低污染的燃气发电开始在部分国家快速发展，特别是天然气产量丰富的国家。 70 年代的石油、90 年代的环境保护问题、本世纪以来的气 候变化问题，都对电力工业生产方式产生了重大的影响。本世纪以来， 全球能源安全问题和气候变化问题日益突出，风电、太阳能发电等可 再生能源和新能源发电方式崭露头角，但是目前这些发电方式还受到 技术和成本等因素制约，难以成为主要发电方式。当前，一次能源的成本和供给安全是影响各国采用何种发电方式 的最主要因素，当然这里的成本概念的外延已经扩展到了包括环境污 染成本、温室气体排放成本等更大的范围。80 年代以后，主要发达国家的经济进入平稳发展

28、期，特别是传统工业发展平缓，因此这些国家电力需求增速缓慢。而以中国为代表的部分发展中国家，近 20 年来处于工业化和城镇化快速发展阶段，因此电力需求快速增长。 在世界上并不存在一个普遍适用的合理电力结构，只有适合于不 同国家的合理电力结构。而合理的电力结构，必须是立足于能源安全、 经济、环保的综合平衡之上。(七)我国电力工业发展特点与西方发达国家相比，我国电力工业已经处在世界较先进水平。从目前世界最先进的百万千瓦超超临界火电机组应用水平看，我国占 了世界的 2/3 以上；我国核电在建容量占世界 1/3 以上；我国水电在 14 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势役容量和可开发量均为

29、世界第一；我国风电在役规模世界第二；太阳 能热利用规模世界第一。由于我国未来一段时期，将持续关停小火电 机组，我国能耗水平还将更好。我国石油天然气资源匮乏，石油天然 气消费比重只占 22%，而世界平均比重为 63%。我国是世界最大的煤炭生产国和消费国，一次能源消费中，煤炭占 75%，煤电占总发电量 的 80%以上。2020 年前，我国处于工业化、城镇化双快速发展 较快增长阶段。二、 我国电力行业温室气体排放情景分析为了能够分析未来电力部门发展，我们这里设定了四种情景，分 别是基准情景、弱减排情景、中减排情景、强减排加强，其中最可能 采取的是中减排情景。基准情景是以十一五规划政策为基本政策， 以

30、 2009 年的数据为出发点的。减排情景主要依据是 2009 年国家能源 战略制定的减排目标能源规划。强减排情景考虑了较大范围推广碳捕 获和存储（CCS）技术的应用。但是，减排情景没有考虑技术的突破 性进展的影响，这部分影响在本章第 4 部分将详细分析。 表格 1 情景设定依据15基 准 情 景 电源结构 维持以煤电为主的格局 约束条件 碳排放不作为约束条件 技术使用情况 超超临界、空冷技术，后期考虑新能源技术 政策措施描述 维持十一五之前的能源政策思路；执行 2008 年之前电价政策 设定依据 趋势外推 弱 减 排 情 景 电源结构 以煤电为主，适度发展清洁能源和可再生能源 约束条件 以 2

31、020 单位 GDP 排放下降 40-45%为约束条件 技术使用情况 超超临界、陆上风电、光伏发电、核电 政策措施描述 结合技术进步水平，适度发展低碳能源 设定依据 依据 十一五规划（2005）对远景的描述进行测算 中 减 排 情 景 电源结构 高度重视结构调整，积极发展清洁能源和可再生能源 约束条件 以 2020 可再生能源比重超过 15%为约束条件 技术使用情况 超超临界、陆上风电、海上风电、光伏发电、核电、生物质 政策措施描述 积极的产业政策及配套电价措施，鼓励和强化低碳能源快速发展 设定依据 依据国家能源战略（2009）为主体框架测算 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势表

32、格2 电力行业减排情景边界条件3表格我国装机容量（万千瓦）情景分析表格4我国发电量（亿千瓦时）情景分析16年总量核电煤电水电风电光伏燃机余热生物质发电供热量基准 2020 84333 1200 60933 8000 400 8 875 529 633 11756 年总量核电煤电水电风电光伏燃机余热生物质发电基准情景 2020 139165 1500 110787 20000 2000 54 2500 1057 1266 2030 193081 2000 159339 22000 4142 500 3000 1057 1043 2050 25393000 200236 25000 15000 3

33、000 4000 1200 1500 弱减排情景 2020 140084 4000 103416 24000 2500 500 3000 1169 1500 2030 198136 7000 143936 28000 10000 3000 3000 1200 2000 2050 262745 10000 179545 35000 20000 10000 5000 1200 2000 中减排情景 2020 144337 8000 89000 30000 8000 500 5000 2337 1500 2030 213200 16000 116700 36000 15000 20000 6000

34、1500 2000 2050 279500 40000 117000 41000 40000 30000 8000 1500 2000 强减排情景 2020 153237 8000 89000 30000 15000 2400 5000 2337 1500 2030 222745 16000 111245 36000 30000 20000 6000 1500 2000 2050 2858 40000 1133 41000 50000 30000 8000 1500 2000 单位2009202020302050基准情景 碳总量 亿吨 28.355 58.891 82.695 102.44 单

35、位发电量碳强度 克/千瓦时 4.66 698.32 715.55 711.26 非化石能源比重 % 8.34% 8.37% 7.86% 9.96% 较 2005 年减排 亿吨 10.369 14.733 21.971 弱减排情景 碳总量 亿吨 28.355 54.894 74.65 91.253 单位发电量碳强度 克/千瓦时 4.66 650.92 5.94 633.55 非化石能源比重 % 8.34% 11.12% 13.04% 15.30% 较基准情景减排 亿吨 4.0 8.06 11.19 减排 CO2 亿吨 14.3 22.781 33.114 中减排情景 碳总量 亿吨 28.355

36、48.193 62.061 61.308 单位发电量碳强度 克/千瓦时 4.66 571.46 537.01 425.65 非化石能源比重 % 8.34% 15.87% 21.29% 32.16% 较基准情景减排 亿吨 10.7 20.65 40.41 减排 CO2 亿吨 21.055 35.356 62.238 强减排情景 碳总量 亿吨 28.355 48.093 57.609 51.077 单位发电量碳强度 克/千瓦时 4.66 559.23 498.49 354.62 非化石能源比重 % 8.34% 17.05% 23.01% 33.13% 较基准情景减排 亿吨 12.27 25.1 5

37、0. 减排 CO2 亿吨 22.639 37.207 60.613 强 减 排 情 景 约束条件 以中减排情景为基础，考虑 CCS 中国 CCS 减排 20 亿，其中电力减排 10 亿吨， 考虑 CCS 耗能增加 30%，电力实际 CCS 吸收 14 亿 注:CCS 减排来源于 IEA 关于 CCS 的路线图 由于 CCS 高耗能，供电煤耗增加到 330.2 克/千瓦时 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势表格 5 我国 CO2 排放总量（亿吨）情景分析说明：（1）弱减排情景和中减排情景没有考虑 CCS 技术的应用。强减排情景考虑了较大 范围推广碳捕获和存储（CCS）技术的应用，设

38、定每年通过 CCS 减排的 CO2 量分别是 0.1 亿吨（2020 年）、2.6 亿吨（2030 年）、10 亿吨（2050 年），2050 年 CCS 吸收 14 亿吨， 但是由于采用 CCS 而多形成 4 亿吨排放，因此形成减排效果 10 亿吨。 （2）即使是基准情景，由于既有政策和技术正常发展的原因，CO2 排放也会有所减 少。三、 我国电力行业温室气体排放控制技术(一)超超临界发电技术与温室气体减排1. 超超临界发电技术特点及发展前景当前 1000MW 超超临界机组（USC）的热效率达到了 45%，与 整体煤气化(IGCC)、增压流化床(PFBC)、高性能动力系统（HIPPS） 等其

39、它先进燃煤发电技术相当，污染物控制方面也接近于低污染锅炉 （LEBS），而且在基建成本、容量发展和发电成本等方面还占有一定 的优势，特别是其他燃煤发电技术目前均处于试验和发展阶段，没有 大规模商业化，所以超超临界技术是当前最为可靠的先进燃煤发电技 17年 2020 2030 2050 基准情景 58.89 82.70 102.44 弱减排情景 54.89 74.65 91.25 中减排情景 48.19 62.06 61.31 高减排情景 48.09 57.61 51.08 情景 2030 115568 1600 87636 8800 828 70 1050 529 522 14533 2050

40、 144033 3200 110130 10000 3000 420 1400 600 750 14533 弱减排情景 2020 84333 3200 56879 9600 500 70 1050 529 750 11756 2030 115568 5600 79165 11200 2000 420 1050 600 1000 14533 2050 144033 8000 98750 14000 4000 1400 1750 600 1000 14533 中减排情景 2020 84333 00 48950 12000 1600 70 1750 1057 750 11756 2030 11556

41、8 12800 185 14400 3000 2800 2100 750 1000 14533 2050 144033 32000 350 100 8000 4200 2800 750 1000 14533 强减排情景 2020 85999 00 48950 12000 3000 336 1750 1057 750 11756 2030 115568 12800 61185 14400 6000 2800 2100 750 1000 14533 2050 144033 32000 62350 100 10000 4200 2800 750 1000 14533 课题报告重点行业温室气体减排的技

42、术需求及发展趋势术，已经得到了大规模应用。目前 USC 机组已经是燃煤机组中的主导机组，是被世界各国实践证明的成功模式。 在我国， 2009 年， 我国 600MW 及以上燃煤机组装机容量 21916MW，占 6MW 以上燃煤机组总容量（1334.7MW）的 34.1%。 2009 年，我国燃煤电站发电量 28665.47 亿千瓦时，占总发电量的 77.87%，年消耗煤炭 13.967 亿吨，折合标准煤 9.15 亿吨，占全国煤炭总产量的 47%，产生 CO2 当量 25.35 亿吨。2009 年，我国燃煤电站平均发电煤耗达到 320 克/千瓦时，而采用 USC 技术的 600MW 机组，机组

43、效率可达 45%，发电煤耗可达到 273 克/千瓦时。 超超临界今后发展重点仍偏重在新的金属材料开发与温度提高 上。将目前已经达到的 600610水平，依次跃升到 650660、 700710及 750760三个阶段，预计每个阶段可以提升机组效率 3%5%。 欧洲于 1998 年启动了先进煤粉电厂（700）（Thermie 700） 研究计划，即在未来的几年内开发出蒸汽温度高达 700的超超临界机组，预计在 2014 年左右实现商业化。该计划的主要目标是使煤粉电厂净效率提高到 55%（采用低温海水冷却）或 52%（对内陆地区和冷却塔）并降低燃煤电厂的投资价格2。 美国能源部从 2002 年开始

44、，重点研究用于燃煤电厂超超临界机 760的先进钢材制造的管道和部件，在必要时，开发能运行于 871 的高级合金材料。基于新型的合金材料，开发 35MPa/760/760 /760的 USC 机组，使其热效率高于 55%。预计，采用新的锅炉和汽轮机材料的新的超超临界示范电厂将在 2011 年建成，到 2017 年这些材料和设计技术将能得到广泛应用。 18 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势日本电力（J-Power，原为 EPDC）目前重点开发能达到达到 630 的新型铁素体钢，目标是将发电机组设计效率提高到 45%以上。 今年以来，我国一些发电集团已经开始 700 超超临界机组的研

45、究，预计我国在 2020 年后将完全掌握先进的 700 超超临界机组应用技术，并将成为之后 20 年内最先进的燃煤机组，该型机组效率 将达到 42%，煤耗将降低到 236 克/千瓦时。 2. 超超临界发电减排潜力空间计算以下考虑超超临界技术进步情况，以中减排情景为计算基础。从 现在到 2020 年前，我国新上燃煤机组将以超超临界技术的 1000MW 或 600MW 机组为主，机组参数都在 27MPa/580附近，机组效率达到 41%，单位煤耗以 300 克/千瓦时计算。 2020 年以后，考虑现在的超超临界技术进一步成熟，600MW 以上机组的效率达到 45.5%，单位煤耗以 270 克/千瓦

46、时计算。 2030 年以后，更先进的 35MPa/700机组技术趋于成熟，新上机 组将以这类机组为主，机组效率将达到 52%，单位煤耗降到 236千瓦时。 克/图表 11我国 2050 年二氧化碳排放预测19 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势由以上分析可知，如果采用中减排情景，同时积极研发推广超超 临界技术，到 2020 年，全国火电机组将比基准情景减少 CO2 排放 11.8 亿吨，减少 21.9%，到 2030 年，将比基准情景减少 CO2 排放 23.9 亿吨，减少 30.7%，到 2050 年，将比基准情景减少 CO2 排放 49.1 亿吨， 减少 51.1%。 3.

47、超超临界发电减排成本分析由于机组平均容量不断增加，因此平均价格实际呈下降趋势。目 前，超超临界机组的投资成本（含脱硫、脱硝）已经下降到 40005200 元/千瓦，预计到 2030 年将降到 3000 元/千瓦。 燃煤机组运行成本较高，特别是燃料成本，占总发电成本的 60%以上，此外，治污成本（脱硫、脱硝、污水处理、灰处理等等）也较 高。国际能源署（IEA）和原子能署（NEA）于 2010 年联合发布的报告认为 2010 年中国超超临界机组的电力平准成本（LEOC）为 29.99美元/兆瓦时（5%贴现率）至 34.17 美元/兆瓦时（10%贴现率）。 即使采用脱硫和脱硝技术，超超临界机组的投资

48、成本也比 IGCC 要低 35%以上，而超超临界机组的可靠性要远高于 IGCC，可利用小时数也比IGCC 要多 30%以上。超超临界机组 LCOE 比风能、太阳能等技术更是低 50%以上，而且可靠性、稳定性以及与电网的兼容性要远高于大多数新能源发电技术。 (二)热电联产技术与温室气体减排1. 我国热电联产现状热电联产已被世界各国公认为提高能源利用效率和保护环境的 重要手段，在发达国家能源发展中均占据了重要地位。随着低碳经济 全球化带来的环保压力的不断增大，以及城市现代化集中供热需求的 不断扩大，热电联产将在我国将有更大的发展。20 课题报告重点行业温室气体减排的技术需求及发展趋势经过 30 年的努力，中国的热电联产有了长足的发展。据中电联统计，到 2008 年底全国供热机组总容量为 11583 万千瓦，占同容量火电装机容量约 19%，占全国发电机组总容量的 14%左右，位居世界前列。全国热电联产的年供热量达 249702 万吉焦，承担了城市热水采暖供热量的 30%，城市工业用汽的 80%。在城市集中供热的总面积中，有 1/3 是由热电厂供热的。 2. 热电联产成本分析分产发电的热效率根据机组类型不同可在 30%45%之间，而热 电联产的热效率则可以达到 80%90%，是凝汽式电厂的 1.52.0 倍。因此热电联产比分产发电具有较高的效率，其经济效益好于纯凝机