零排放

Electricity is central to the functioning of modern societies and economies – and its importance is only growing as technologies that run on electricity, such as electric vehicles and heat pumps, become increasingly popular. Power generation is currently the largest source of carbon dioxide (CO2) emissions in the world, but it is also the sector leading the transition to net zero emissions through the rapid expansion of renewable energy sources such as solar and wind power. Ensuring consumers have secure and affordable access to electricity while also reducing global carbon dioxide (CO2) emissions is one of the core challenges of the energy transition. Given these trends, the International Energy Agency’s Electricity 2024 is essential reading. It offers a deep and comprehensive analysis of recent policies and market developments, and provides forecasts through 2026 for electricity demand, supply and CO2 emissions. The IEA’s electricity sector report, which has been published regularly since 2020, provides insight into the evolving generation mix. In addition, this year’s report features in-depth analysis on the drivers of recent. 电力是现代社会和经济运行的核心——随着电动汽车和热泵等电力驱动技术越来越受欢迎，电力的重要性也与日俱增。发电目前是世界上最大的二氧化碳(CO2)排放源，但它也是通过太阳能和风能等可再生能源的快速扩张而引领向净零排放过渡的部门。确保消费者获得安全且负担得起的电力，同时减少全球二氧化碳(CO2)排放，是能源转型的核心挑战之一。 鉴于这些趋势，国际能源署的《2024年电力行业报告》是必读书。它对最近的政策和市场发展进行了深入而全面的分析，并提供了到2026年的电力需求、供应和二氧化碳排放预测。自2020年以来，国际能源署定期发布的《电力行业报告》提供了对不断发展的发电组合的洞察。此外，今年的报告对最近欧洲电力需求下降的驱动因素进行了深入分析；数据中心行业对电力消耗的影响；以及全球核能部门的最新发展。

本技术针对基于膜法的火电厂废水处理的整体解决方案开展研究，研发了全膜法火电厂废水零排放技术路线和各工艺段的核心技术及装备，提出了“预处理+膜分盐浓缩+结晶”的全膜法工艺路线，突破了零排放系统受制于烟气或蒸汽、水回收率难以提高的技术瓶颈，填补了国内废水零排放完整工艺路线的空白，实现了废水零排放和资源化利用。形成了火电厂全膜法废水零排放、资源化回收技术，解决了现有的零排放系统占地面积大、水质适应性差、自动化程度不高、水回收率低、盐离子未资源化利用、运行费用高等问题。截至目前，该技术已成功应用于国内十多个废水零排放工程。促进了电力行业的科技进步，被人民网、中国能源报、国资委官网等称为“电厂废水零排放技术的引领者”。

SFs温室效应潜在值（GWP）是CO2的23500倍，在大气中的存活寿命为3200年。到目前为止，大气中SF6气体的含量以每年8.7%的速度增长，气体占温室气体总排量已经超过15%。我国的SF6排放的主要来源来自电气设备约占总含量的70%。 1997年《京都议定书》中，明确了CO2，CH4，N2O,PFC, HF和SF6等属于温室气体的范围，并要求发达国家首先将温室气体的排放量冻结在20世纪90年代的水平，要求到2020年基本限制SF6气体的使用。 2015年中国向联合国气候变化框架公约秘书处提交了应对气候变化国家自主贡献文件，提出到2030年温室气体排放比2005年下降60%-65%。巴黎协定气候大会上指出全球将尽快实现温室气体排放达峰，本世纪下半叶实现温室气体净零排放。

以河南大唐巩义“上大压小”新建工程数字化水岛EPC工程(以下简称:巩义水岛工程)为试点工程，创立电厂水务管理的全新模式数字化“水岛”(是通过对电厂物理和工作对象的全生命周期量化、分析、控制和决策，提高水岛价值的理论和方法。因此，数字化水岛既不是一个项目，也不是一个软件或系统，而是一种理论和方法。这一理论和方法研究的对象是电厂的物理对象和工作对象，其方法是从整个生命周期出发研究如何对其进行量化、分析、控制和决策，在工艺上对火电厂的各类供水、用水、排水进行全面规划、综合平衡和优化设计，使水资源在电厂生产和生活中得到合理充分的利用，达到一水多用，阶梯使用，提高重复用水率，降低耗水指标，减少污水排放甚至达到零排放；在控制上采用现场总线技术，通过数字化通讯方式采集工艺上的各智能仪表、设备的现场设备信息，实现系统诊断、维护及对水岛各工艺系统的监控，确保每一系统的用水排水的水质水量满足运行要求，并进行全厂的水量计算和平衡，实现在线水平衡，通过水平衡管理技术对整个水系统的水量平衡进行分析、指导控制，从而实现水系统安全稳定运行。

工业发展带来了CO2的大量排放，在实现碳达峰碳中和目标的过程中，碳捕集、利用与封存(carbon capture, utilization and storage，CCUS)技术是不可或缺的关键技术。现阶段技术成熟度较高且未来发展潜力大的碳捕集方法为燃烧后碳捕集技术，主要有吸收法、吸附法、膜法以及深冷法等。对最常用的4种碳捕集方法的发展与工业应用情况进行介绍，分析了几种方法的工业适用场景，尤其是目前正在运行的大型碳捕集项目中应用最多的化学吸收法与物理吸附法。化学吸收法、吸附法以及膜法碳捕集技术的未来发展潜力巨大，能够快速推进双碳目标的达成，助力碳的近零排放。

受SCR脱硝技术最高效率制约，低氮燃烧技术在煤电机组NOx超低或近零排放控制中需发挥更大作用，或需提升技术性能。然而，低氨燃烧所需贫氧还原性条件与防高温腐蚀和结渣所需富氧氧化性条件相矛盾，因此，低氨改造后高温腐蚀、结渣等问题普遍存在，严重影响机组安全稳定运行，也制约了炉内进一步深度降氨实施。对冲燃烧锅炉由于燃烧组织方式特殊，采用低氮燃烧方式后上述问题更为突出。统筹协调燃煤锅炉运行环保性与安全性之间矛盾，防范化解低氨燃烧给锅炉带来的潜在安全隐患，是煤电机组安全稳定实现超低和近零排放的重要前提和安全保障。 项目研究成果在7家电厂得到应用，其中福州电厂600MW超临界机组工程示范应用结果表明：侧墙贴壁氧量可提高到1.5%以上，HS和CO浓度可降低60~90%，NOx浓度可降低40~80mg/m²，技改后机组至今运行二年多，锅炉水冷壁未出现明显高温腐蚀现象。黄其励、岳光溪和段宁三位院士领衔的鉴定委员会认为：该研究成果可显著提高超低排放下对冲燃烧锅炉运行的安全性，具有良好的推广应用价值，成果总体居该领域国际领先水平。

2020年，全球约9,000万吨的氢能需求主要由化石燃料制氢满足，低碳强度氢能市场或清洁氢能市场远未达到实现2050年全球脱碳目标所需的水平。1为在2050年实现温室气体净零排放，清洁氢能市场需要在同年达到6亿吨氢当量，约目前全球氢能供应的6倍。德勤分析显示，如果条件成熟，这个目标完全可以实现。2其中最重要的条件是通过有吸引力的商业场景、清晰的工业标准和认证流程、多样化的供应链及坚定的政策支持为市场发展奠定基础，并保持长期韧性。氢能企业在市场发展的初期阶段面对多样风险，包括身处于有利政策条件地区的企业。这皆因一个直观的现实——即便我们都知晓如何生产清洁氢，但相对于其他替代性能源，它的价格还是让人望而却步。虽然生产成本应能随着氢能行业扩张而下降，但价值链上的市场参与者依然不确定从何入手产业链，拖慢了全球氢能经济的蓬勃发展。4许多潜在的氢能供应商担心需求不足，而潜在的氢能买家对具成本竞争力之供应的不确定性则表示担忧。再者，潜在投资者投资于可赋能产业及能催化氢能未来增长的基础设施也需直接面对眼前的不确定性。许多人均认为这是氢能产业的“鸡和蛋”问题：是应先有需求，供应还是赋能产业的基础设施？但这也似乎低估了我们所面临问题的复杂程度。另一种更为恰当的表达是称之为清洁氢能的“系统性先行者困局”：产业各方都担心如抢先一步，可能会就地受困；但如慢人一步，又会落后于人。德勤近期与普林斯顿大学的安德林格中心（AndlingerCenter）就此开展调研。3我们走访了氢能各价值链上的参与者，发现在氢能开发、生产和储运过程中，至少有十多个节点存在先行者困境问题。这包括，一方在投入资源之前，在观望另一方的行动，且这还不仅局限在清洁氢能供应商和承购商的这类直接的关系范畴；私人资金和政府资助应如何相辅相成为产业提供资金支持？电解槽制氢是否能在清晰供应链显现之前就开始扩大生产规模？储运设施是否能在强有力需求迹象未出现且价格持续波动的情形下先于发展？诸如此类。

六氟化硫（SF6）气体是高压电气设备中性能最优且暂不可替代的绝缘灭弧介质，但也是目前温室效应最强的工业气体（其温室效应系数是CO2的23900倍），是《京都议定书》禁止排放的六种气体之一。我国电力行业SF6气体用量占SF6气体产量的80%，面临巨大的环保压力，如何实现SF6高效循环利用成为行业重大课题。 为控制和减少电网企业六氟化硫气体的排放，国家电网有限公司从2006年起，按照“科技先行、试点应用、统一标准、全面推广”的管理思路，组织开展了六氟化硫回收处理循环再利用的管理创新。该项目历时10余年，分为五个阶段：一是组织科研攻关，开展六氟化硫气体现场回收、回充和净化处理等技术的研发，开发出具有自主知识产权的净化处理成套装置。二是开展试点应用，组织8家单位开展试点应用，积累项目建设和运行管理经验，提出了“分散回收、集中处理、统一检测、循环利用”的工作模式。三是推动成果转化，促成国网安徽电力与平高集团有限公司开展成果转让和技术合作，实现了产品规模化生产。四是统一建设方案，实现全面推广应用，明确了省级六氟化硫处理中心建设的总体思路、建设目标、组织分工、进度安排和工作要求，统一建设方案、设备采购和竣工验收。五是实施精细化管理，建立运转高效的工作机制，健全相关技术标准和管理制度，构建科学规范的检测体系，开发信息化管理平台。 项目研制了SF6气体快速回收/净化/回充全套装备，建立了SF6气体循环再利用体系，提出了SF6处理工作的管理模式，实现了SF6全寿命周期管理和近零排放；应用该成果成功在联合国注册清洁发展机制（CDM）项目，成为世界首个电网领域的SF6减排CDM项目。截至2019年底，公司系统26个省公司（除西藏外）全部建成六氟化硫气体回收处理中心，累计回收六氟化硫气体631.9吨，相当于减排二氧化碳1510.2万吨；在公司系统率先实现科研成果转化，累计实现工业产值4.5亿元、利润7400万元。 项目形成了一系列国家、行业标准9项，授权发明专利13项、实用新型专利49项，发表论文20多篇。由院士组成的鉴定委员会对项目成果进行鉴定，结论为：该项目循环再利用技术等方面达到国际领先水平。 该项目成果环境效益、社会效益和经济效益十分显著，具有较强的创新性、前瞻性、科学性及示范性。项目成果有效促进了绿色可靠电力和经济社会低碳发展，推动了电力行业的科技进步，对实现温室气体减排、提高国有资产利用效益、保障人民身体健康和电网安全供电均具有重要作用，为我国落实《巴黎气候协定》应对气候变化做出积极贡献。

燃煤电厂在生产过程中会产生大量含SO2的烟气，一般情况下采用湿法脱硫来处理，湿法脱硫需从烟气脱硫系统中外排部分废水以保证FGD(FlueGasDesulfurization)的安全性和可靠性。由于脱硫废水属于燃煤电厂的末端废水，具有高含盐量、高腐蚀性等特性，对其进行安全、稳定处理十分必要。