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烟雾在山西大同市燃煤电厂的烟囱排出
烟雾从大同市,山西省大同市燃煤发电厂出院。 资料来源:想象中国有限公司/ Alamy Stock Photo。
中国政策
2021年3月25日15:43

学习说,中国应该“迅速”接近186个煤炭厂,以帮助满足其气候目标

小颖你

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03.25.21
小颖你

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25.03.2021 | 3:43pm
中国政策 学习说,中国应该“迅速”接近186个煤炭厂,以帮助满足其气候目标

新的研究已经确定了18%的中国燃煤电厂“可以首先退休”,以帮助国家实现其目标“碳中和“到2060年。

本文,发表在自然通信发现,从技术,经济和环境的角度来看,从技术,经济和环境的角度来看,从技术,经济和环境的角度出发,才能快速退休,“特别适合”。

上诚信关“碳简报”

研究人员说,优先关闭可以让其他现有的核电站在保持1.5摄氏度或“远低于”2摄氏度的温度目标的情况下,达到最低20年或30年的寿命,并逐渐减少运行能力巴黎协议, 分别。

该研究计划在1.5C场景下完全将中国淘汰煤炭在2045年,或在2C路径下在2055年下,该研究说。

然而,作者只是探索了没有新建燃煤电厂的道路,这意味着中国需要停止建设新设施直接让计划生效。

关闭最低效率的植物

中国拥有世界上最大的煤炭船队,并且是全球最大的燃煤电厂集中度.中国目前的燃煤发电能力约为1050亿瓦(GW),占全球总量的一半另一个250亿瓦正在开发中

由于中国领导人习近平设定了全国的目标,以至于去年9月2060年成为碳中立,该国的中央政府已将Xi的气候承诺纳入其中许多官方蓝图。这包括最近批准的第14个五年计划的“纲要”。(见碳简介必威手机官网深入的问答关于文件的重要性及其对气候变化的影响。)

在概述批准后只需四天,中国官方媒体报道,Xi呼吁碳排放的峰值以及碳中和被纳入国家的广泛建立一个“生态文明”的目标。

这是XI举起的概念“习金平思想”,一个系列关键思想和政策来源于Xi的演讲和著作。也有西金平思想生态文明与环境可持续发展指导如何构建Xi称之为“美丽中国”。

新的研究是北京结合其碳减排目标进入国家议程但尚未开始制定关闭燃煤电厂的计划。相反,一些强大的兴趣在这个国家正在推动建造更多的植物。

ryna yiyun博士崔,助理研究教授和中国方案联合主任全球可持续发展中心他是这篇论文的第一作者。崔向碳简报表示:必威手机官网

“迅速关闭历史最悠久、规模最小、效率最高的18%的电厂,为改善空气质量、人类健康、水安全和其他社会目标提供了机会。”

崔强调,有必要立即停止在中国建设新的燃煤电厂——这是这项研究的关键结论之一。她说:

“越早[a]的”无新煤炭战略“是实施的,淘汰策略越灵活,可以用于现有植物。在开发的所有项目中,我认为大部分不太可能进行;尽管大约有90GW已经在建设中更有可能得到实施。”

先前的研究中国电力企业联合会(CEC)显示中国燃煤单位已于到目前为止的12年间运营,平均只有1.1%的单位运营超过三十年,是燃煤单位的典型寿命。这意味着中国煤炭舰队比“西方世界”更年轻,在有限的时间内难以退休而不会导致“大量浪费”,CEC指出。

Jiahai元教授他是这项新研究的合著者之一经济与管理学院华北电力大学他说,这份报告为中国未来的脱碳电力系统提供了一个愿景。袁告诉碳简报:必威手机官网

“The biggest finding and discovery of this research is this: if China’s electric power industry uses the phase-out routes proposed by the paper in line with the 2C and 1.5C goals, there is every possibility for it to build a decarbonised electric power system to achieve the goals of a ‘beautiful China’ and carbon neutrality.”

他还强调了在中国逐步淘汰煤炭的同时确保电力可靠性的重要性——这一观点得到了该研究的呼应,因为其路径权衡了“多个重要的国家优先事项”。元补充道:

“退出燃煤发电是实现碳中和目标的内在要求和必然选择。然而,煤电作为我国电力系统最重要的“支柱”电源,其退出给电力安全带来了巨大的挑战。如何在确保电力系统可靠性的同时,逐步淘汰煤电,是中国需要认真考虑的关键问题。”

识别“低垂的果实”

术语表
综合评估模型IAMs是一种计算机模型,它可以分析各种各样的数据——例如物理的、经济的和社会的——从而产生可以用来帮助决策的信息。具体来说,对于气候研究……阅读更多

在一个综合评估模型- 称为全球变化分析模型 - 以及自行发达的公制,该研究提出了一个动作计划,以帮助中国逐步关闭其1,037个活跃的煤炭厂,其中总共包括近3000个单位。

崔教授指出,该研究的数据涵盖了截至2019年5月的中国燃煤电厂运营情况,主要基于中国能源和环境监测全球燃煤电厂跟踪器(截止2019年1月),并收集额外的数据以填补缺失的信息。该研究样本与中国即将推出的2225座全国性发电厂不同排放交易计划(ETS)将覆盖。崔解释道:

“国家ETS覆盖的电厂还包括其他热电厂,如天然气、石油、城市固体废物等。它还可能涵盖我们数据中不包括的30兆瓦(兆瓦)以下的小型燃煤机组。”

下面的地图作为研究的一部分发布,显示了本研究中所有煤厂的地理分布,大小和应用。他们陷入了三类:自用或“俘虏”植物,主要​​为一个客户提供权力,通常是工业网站(由绿点代表);组合 - 热电厂(由红点代表);和仅电动植物(由黄点表示)。

中国现有的1037个燃煤电厂
该地图显示了该论文作者评估的所有1037个现有燃煤电厂。不同颜色的圆点表明了这些设施的不同用途。绿色代表自用或自保电厂,红色代表热电(CHP)电厂,黄色代表纯电力电厂。资料来源:Cui等人(2021).

通过一个涵盖了技术、经济和环境方面8个不同标准的评分系统,研究人员确定了“可以最先迅速退役”的燃煤电厂。这些设施,占整个样本的18%,被称为“低挂的果实”——在所有标准中表现不佳的单位,在全省煤炭产能总量中“占比相对较小”。

根据本文,这些植物的安装煤炭容量为111GW,占中国总量的11%。通过关闭它们,超过800家具有更高总体排名的工厂将能够追求其设计的寿命 - 而不是过早关闭。在1.5C和2C气候目标下,剩余的植物预期的最低寿命分别为20至30岁。

研究然后制定了一个详细的大纲,以指导其他植物一个接一个地退出。提出了两种退休方案。第一种方案是“持续利用”,通过从低到高的综合评分关闭核电站,但允许它们以当前的运行水平运行。第二种选择是“有保障的寿命”,它保证核电站拥有前述的最低寿命,但要求它们逐渐减少工作时间。

根据该计划,中国将通过2045年或2055年完成煤炭淘汰的完整淘汰,分别达到1.5C或2C目标。

阿尔文·林,中国气候和能源政策总监必威体育在线注册自然资源国防委员会(NRDC)他说,这篇论文与其他论文的不同之处是,它详细介绍了逐个发电厂逐步淘汰燃煤发电的方法。他告诉碳简报:必威手机官网

“这是第一个对中国燃煤电厂退休路径进行植物层面分析的研究,符合1.5摄氏度和2摄氏度的全球变暖目标。它结合了对每个电厂的技术属性、盈利能力和环境影响——二氧化碳、空气、水——的分析,来决定哪些电厂应该先退役,哪些应该再退役,这与全球变暖的目标一致。”

对煤炭植物的地理影响

研究发现,所鉴定的“低垂果实”具有一些共同的性状。它说:

“这些植物通常经常运行超过10年,单位尺寸较小,低于600mW,使用效率较低亚临界燃烧技术。”

相比之下,“大而高效”的电厂,以及大型热电联产电厂,在评估中表现更好。该研究指出,“所有效率最高的超超临界电厂(600MW和1000mw)的得分都高于平均水平,而且将是最后退休的”。超超临界电厂具有更高的热效率,因此每兆瓦时的碳排放量更低。

下面的插图在研究中发表,展示了研究人员如何识别“低吊果”。红点代表整个植物的底部50%,如其环境得分判断。左下粉红色区域通过其技术和盈利分数表示整个植物的下半部分。低悬挂的水果植物由粉红色区域内的红色点表示。

低垂果实的技术属性、盈利能力和环境绩效
图表显示了与其他植物相比“低吊果”的技术属性,盈利能力和环境性能。适用于快速退休的植物是粉红色区域内的红色点。资料来源:Cui等人(2021).

该报道称,“低垂果实”主要分布在中国的东北和中东部地区,其中60%分布在中国34个省级地区中的6个:山东、内蒙古、河南、河北、江苏和山西。下面的地图显示了这些省份在中国的位置。

中国北部是内蒙古、河北和山西,东部是山东和江苏,中部是河南
该研究发现,60%的已识别的低悬垂的水果厂位于中国的六个省份,在地图上突出显示。其中包括中国北部的内蒙古,河北和山西,山东和江苏在中国东部和河南中部。汤姆普拉特地图碳简介。必威手机官网

此外,在河北、黑龙江、上海和山东等省份,超过20%的现有煤炭产能在研究中得分较低,适合优先退休。

解释那些区域影响,崔表示,有些可能归因于“不良的技术属性”,例如位于中国三个东北省的老化工厂,即黑龙江,吉林和辽宁。她指出,健康和水的影响也可能导致差异,可以在上海和山东省和河北省的城市中看到。CUI补充说:

“低悬垂的水果植物的份额在省份的情况下不会显着变化 - 这表明省份占山东,内蒙古和河南等大量低悬垂的水果厂也有大量的煤炭厂。”

在“持续利用”和“保证寿命”两种情况下,地理位置也会对得分较高的燃煤电厂的估计退休时间产生不同的影响——这些电厂不包括那些容易挂起的果实。

在国家一级,后一条路线预计将允许工厂在五年后退休,直到2040年在1.5℃的气候目标下,或直到205人在2C目标下。

在区域规模上,大约一半的省份在两种途径之间显示不到三年的差异,而其他几个省份的植物在“保证的寿命”模型下,近几省的延迟延迟。

作者写道,这种差异是由于一些最新的工厂,如新疆的工业自用工厂和甘肃的无利可图的工厂,是基于非年龄相关的原因而被淘汰的。

研究发现,遵循“持续利用”路线的电厂的平均运行寿命在1.5摄氏度的目标下是18年,在2摄氏度的目标下是26年。相比之下,剩下的82%的核电站将至少运行20年和30年,“保证寿命”路径低于1.5摄氏度或2摄氏度的目标。

相比之下,预计“保证寿命”途径之后的植物将逐步减少运营时间。

该文件称,要实现2摄氏度的气候目标,它们的年运行时间需要从现在的4350小时减少到2030年的3750小时,2040年的2500小时,2050年的1000小时以下。在1.5摄氏度的情况下,预计2030年、2040年和2045年,它们的年使用量将分别为2640、1680和零小时。

研究人员在下面制作了地图,以显示逐个区域的不同退休前景在“恒定利用”场景(实线)和“保证寿命”路线(虚线)下。蓝色和绿线分别代表1.5C和2C场景下的投影路径。

中国不同省份燃煤电厂的淘汰路径
该地图显示了在“持续利用”(实线)和“保证寿命”(虚线)战略下,中国不同省份燃煤电厂需要逐步淘汰的路径。这两个全球气候目标用颜色表示,蓝色代表1.5摄氏度目标,绿色代表“远低于”2摄氏度目标。资料来源:Cui等人(2021).

袁将区域对比与不同地区不同的自然资源和不同的电力负荷需求联系起来。他告诉碳简报:必威手机官网

“为确保电力安全,在逐步淘汰化石能源的同时,必须明确煤电的区域定位,实现煤电在不同地区的分级退出。必威体育在线注册这就造成了不同地区煤电退役时间的差异。”

在描述一个理想的区域秩序时,袁说,在中国东南部和中部的一些可再生能源丰富的地区,应该优先淘汰燃煤发电。必威体育在线注册他建议,在中东部,表现不佳的小型燃煤机组应该先退役,以优化机组库存:

“考虑到西北部和东北地区的燃煤装置肩部的加热责任,[区域]应考虑以更高的能耗的小型热电联产单位出口优先排序。必威体育在线注册供应加热的任务可以通过本地节能300MW热电联产单位取代。“必威体育在线注册

他预计,中国西北和东部的电厂将是最后关闭的,原因是这两个地区有大量的燃煤机组库存,以及风力发电和太阳能输出的“不稳定和不确定性”。

下图显示“持续使用”(黄色条)和“保证使用寿命”(蓝色条)下燃煤机组的运行寿命分布,目标分别为1.5摄氏度(上图)和2C摄氏度(下图)。

持续利用方案和吉尔安丹德寿命情景中国煤炭厂
在“持续利用”方案(黄条)下,工厂按其总体得分从低到高的顺序关闭,但被允许以当前的运行水平运行。相比之下,“保证寿命”方案(蓝色条)保证核电站有20年或30年的最低寿命,但要求它们逐渐减少工作时间。资料来源:Cui等人(2021).

潜在的挑战

这项研究的出发点是,中国应该停止建设新的燃煤电厂。作者在论文中解释说:“中国的脱碳路径表明,任何新增燃煤电厂都不符合巴黎气候目标。”

但这一规定在现实中可能具有挑战性。最近的一篇报道路透社说中国现在有247GW的开发煤炭力量 - 比整个美国煤炭舰队更多。

此外,必威手机官网碳的简要分析报道称,中国主要电力公司正在游说,希望达成允许“数百个”新建电厂的目标燃煤电厂建造。一种单独的研究从去年开始,中国在2020年1月至6月之间批准了20GW的安装煤炭能力 - 比前四年中任何一年的年度装机容量更高。

洪苗,可持续投资项目主任和高级能源专家必威体育在线注册世界资源研究所中国的WRI(没有参与这项研究)告诉碳简报,中国逐步淘汰煤炭面临着挑战。必威手机官网苗说有一些关键因素推动中国煤炭力量的持续增长。

一是经济增长带动的电力需求增加。“出于经济上的考虑,人们达成了一种共识,即电力需求将继续增长,”缪思解释说。她以高速铁路网等基础设施建设为例:

“只要你想建设城际轨道交通,电力需求肯定会上升,因为这两者是齐头并进的。”

高速子弹头列车正在北京
高速子弹头列车正在北京。资料来源:楼林伟/ Alamy Stock Photo。

另一个因素是,中国投资煤电可以获得传统的经济回报。“通常情况下,对煤电的投资可以在未来两年为GDP带来好处。而且它的建设周期是稳定的。她补充称,除了财政优势之外,中国在基础设施方面的投资依然强劲。

苗族说:第三个决定因素是缺乏相关政策:

“目前还不清楚向低碳转型的人会得到什么奖励,高碳企业会面临什么限制,不过这样的奖惩体系正在制定中。”

此外,中国以煤炭为基础的电力行业的“发展目的”也增加了这些困难。苗明说:“在过去的几十年里,这个行业的诞生和发展,是为了适应(中国)煤炭的丰富和天然气和石油的缺乏。”她继续:

“在过去几十年中,一些中国省份的煤炭产业链促成了地方经济增长和创造就业机会。在替代技术应用程序之前,仍然需要缩短和变得具有成本效益的,仍然需要支持高渗透可再生能源的灵活服务。必威体育在线注册目前,煤炭力量是从经济角度提供灵活服务的第一个选择。“

他说,逐步淘汰燃煤电厂是中国电力系统低碳转型的“必然要求”,而这又是中国实现碳排放峰值和碳中和的关键。他解释说:

“为了协调碳中立的长期目标以及确保电力安全的短期目标,煤炭的退休必须持有电力系统的整体安全和减少作为主要目标的碳排放。”

然而,他补充道,“必须维持有序的淘汰”:

“如果它太慢,将会错过转换的时间,并且碳中性会变得更加困难。如果它太快,电力可能会变得不可靠,电力价格可能会激增,并且可以滞留大量资产。“

在谈到这项新研究时,自然资源保护委员会的Alvin Lin认为,这项研究为理解燃煤电厂在未来几十年应该如何逐步淘汰做出了“重要贡献”。

然而,他补充说,“正如研究的作者承认的那样,在未来的研究中,还需要对逐步淘汰燃煤电厂对电网稳定意味着什么进行分析。”

LIN注意到两种可能的区域进行进一步调查。一个是“如何拥有更灵活的网格,允许可再生能源,在中国,核电,以可靠的方式取代煤炭力量并满足不断增长的电力需求”。

他说,另一个问题是“如何应对从煤炭开采和煤炭发电向零碳能源转型带来的社会和经济影响,这需要在地方和行业层面进行进一步的讨论、达成协议和政策”。必威体育在线注册

崔荣勇等人(2021),《中国燃煤电厂逐步淘汰战略》,《自然通讯》,doi: 10.1038 / s41467 - 021 - 21786 - 0

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