一、基本情况

　　（一）上海市燃煤电厂基本情况

　　上海市燃煤电厂的数量、发电规模及分布。上海市是长三角地区典型的传统工业中心与核心经济中心城市。近年来，风力发电和光伏发电等新型清洁能源发电形式得到了极大重视与推广，但由于上海市陆上风电可用地面积小，海上风电发电总体量比例仍然很低，而光伏发电分布分散、单体规模和容量较小，燃煤发电仍然是上海地区发电的中坚力量。目前，上海市电源总装机容量为2655万kW，其中煤电装机容量1499万kW，占比约56%。

　　截至2022年底，上海市共有41台燃煤机组。从机组用途属性而言，公用燃煤机组26台，企业自备燃煤机组15台。从机组参数而言，超临界参数及以上机组10台，超临界参数以下机组31台；30万kW以上机组14台，容量812万kW，30万kW及以下机组27台。从机组服役年限而言，2035年前到龄机组32台，装机容量836万kW，其中公用18台，装机容量680万kW，主要分布在浦东新区、宝山区、闵行区、金山区和崇明区，归属于上海外高桥发电有限责任公司、华能上海石洞口发电有限责任公司、上海吴泾发电有限责任公司、上海上电漕泾发电有限责任公司、上海电力股份有限责任公司和上海长兴岛热电有限责任公司等。

　　目前，上海市内电源已形成“5＋X”格局，即五大发电基地（外高桥地区、石洞口地区、吴泾-闵行地区、漕泾地区、临港地区）和若干个调峰与热电联产电厂。其中，石洞口地区、外高桥地区、吴泾-闵行和漕泾地区发电设备以煤机为主，临港地区发电设备以燃机为主。前四个以煤电为主的地区现有燃煤机组装机容量规模分别为502万kW、508万kW、240万kW和200万kW，共计1450万kW。

　　（二）上海市燃煤电厂燃煤来源、燃煤工艺情况

　　上海市使用的煤炭全部由外埠调入，以国内其它省市煤炭为主、国外进口煤炭为辅。2022年上海市总计调入煤炭约9000万吨，主要来自山西、内蒙古、陕西、河北、河南、山东以及东北三省等煤炭主产地，占调入煤炭总量的80%以上；来自安徽、江苏等邻近省份的煤炭约500万吨，占调入煤炭总量的5.5%；进口煤炭为600万吨，占调入煤炭总量的6.7%。

　　燃煤发电的原理是将煤炭燃烧产生的热能，加热液态水生成高温高压蒸汽，通过汽轮发电机装置将热能转换成电能。燃煤电厂装备设施包括锅炉、汽轮机、发电机以及各辅助设施。其中，最重要的燃烧系统包括燃料供应系统、锅炉燃烧系统、除尘系统和通风系统等。

　　上海市燃煤电厂十分重视燃煤发电效率以及排放量。目前，上海市火电平均供电煤耗已下降到300 g/kW·h，达到国际先进水平，并且上海市已全面完成燃煤电厂脱硝和高效除尘改造。其中，外高桥第三发电厂是中国首批国产百万千瓦火电工程之一，建设规模为2×1000 MW超超临界燃煤发电机组，分别于2008年3月和6月投产，目前已成为国家煤电节能减排示范基地，其提供1度电只需燃烧274 g煤，机组蒸气温度为600 ℃，发电效率高达45.4%。而日本排名第一的矶子电厂新1号机组，每度电仍需要燃煤304 g。

　　（三）宝山燃煤电厂CO2的排放量与CO2捕集装置

　　宝山CO2的主要产生源:电力生产、钢铁冶炼、交通运输是宝山CO2的三个主要产生源。本文主要分析电力生产行业的CO2产生源情况。

　　1.发电企业碳排放基准

　　2019年，上海市参考《常规燃煤发电机组单位产品能源消耗限额》（GB21258-2017），并综合考虑当地发电企业碳排放情况，确定了2019年度发电企业碳排放基准，如表1所示。

　　表 1   2019年度上海市发电企业碳排放基准

　　2.宝山区电厂煤机装机容量情况

　　华能上海石洞口第一电厂、第二电厂总装机容量为382万千瓦；宝钢自备电厂装机容量为120万千瓦。

　　3.宝山区电厂燃煤发电总量（理论值）（发电利用小时约5000左右）

　　（382+120）X24X365=439.752亿千瓦时（度）

　　（382+120）X5000=251亿千瓦时（度）

　　4.宝山区燃煤发电二氧化碳排放总量

　　按每发1度电二氧化碳排放量约为0.7-0.8公斤计算，439.752x（0.7-0.8）=308-352亿公斤=0.308-0.352亿吨。按目前碳交易价格为150（现在69）元/吨计算，折合碳交易总价为46.2-52.8亿元人民币。

　　5.宝山燃煤电厂二氧化碳捕集装置情况

　　早在2009年，华能上海石洞口第二电厂二期×660 MW超临界机组就已同步建设10万吨级CO2捕集装置。

　　华能上海石洞口第二电厂二期采用的CO2捕集技术采用华能所属西安华能清洁能源研究院自主研发设计的捕集技术。华能上海石洞口第二电厂二期建设的CO2捕集装置，为当时世界规模最大的燃煤电厂CO2捕集工程。该项目总投资1.5亿元，系统设备全部国产化，处理锅炉烟气量66000 Nm3/h，约占单台机组额定工况下烟气总量的4%，设计年运行时间为8000 h，年产食品级CO2气体10万吨。该系统设备运行过程中的消耗主要是再生蒸汽、电、吸收液和冷却水等，捕集系统主要运行参数如表2所示，每捕集1吨CO2所消耗的蒸汽量和电量分别为2.0 GJ和350kW·h，CO2捕集成本约为400元/吨。

　　该厂将收集的二氧化碳主要提供给江南、外高桥造船厂，用于气体保护焊。提纯后(99.999%)也可以作为食品添加剂，如：生产可乐、气泡水等。

　　表2 华能上海石洞口第二电厂CO2捕集系统主要运行参数

　　二、面临问题

　　目前，一方面，电厂的CO2捕集系统仍然存在设备造价高、蒸汽耗量大、电耗量大，而烟气处理量较低等问题。另一方面,捕集的CO2下游应用少，消化不了所捕集的CO2。

　　三、对策措施

　　推动CCUS技术发展，不仅是我区落实减排承诺、积极参与应对气候变化要求，也是建设生态文明、实现可持续发展的内在需求，有利于我区绿色低碳产业发展、升级和创新。

　　（一）摸清燃煤电厂CO2的产生量

　　按照现有能耗管理，华能石洞口电厂、宝钢股份等能耗、产生的CO2量由市发改委直接管理、纳统，建议区发改委与市发改委进一步加强对接，从2023年起，请市发改委将上述企业的年能耗及CO2排放总量反馈给区发改委，建立宝山区电力生产行业的碳配额与碳排放的实时数据监控，建立碳减排核查机制，利用好CCER市场打通碳指标交易，以做到底数清、情况明。

　　（二）加快燃煤电厂碳捕集设施部署步伐

　　目前，我区除了华能石洞口第二电厂安装了每年10万吨的CO2捕集装置外，回收了产生总量约10%的CO2，其他燃煤电厂没有安装CO2捕集装置。在此背景下，对我区已建成的燃煤电厂进行改造，加设燃烧后捕集装置是最为方便的捕碳途径。值得注意的是，燃烧后捕集技术的捕碳成本相对较高，能耗也较大。另外，第一代碳捕集技术逐渐成熟，但捕碳成本和能耗仍然较高，而随着第二代碳捕集技术的发展，捕碳成本和能耗均显著降低，在部署碳捕集工作方面应注意技术的代际更替。

　　（三）挖掘碳利用与封存的商业化应用潜力

　　促进企业合作。建议由区经委牵头，会同区发改委、区规资局、华能石洞口第二电厂、宝武碳业等，探索将收集的CO2作为原材料，制作碳纤维、碳纳米管、碳极芯片、烯烃、甲醇以及建筑材料等工业制品。

　　（四）探索农业固碳

　　建议由区农业和农村委牵头，会同月浦镇、罗泾镇、石洞口电厂等共同探索农业种植固碳路径，将电厂捕集的CO2用于种植番茄、草莓等农产品，同时可深入研究微藻养殖技术，示范生产藻蓝蛋白、虾青素等产品，挂钩大健康产业。在发展富碳农业技术的同时，可打造游学教育基地，能让学生品尝到CO2“味道”的同时，也能深刻的了解到发展双碳的意义。

　　（五）重视“双碳”金融市场，实现二次收益增长。

　　在当前的全国CCER市场中，应更加重视“双碳”金融市场的发展，并寻求实现二次收益增长的机会。2023年10月19日，生态环境部正式发布了《温室气体自愿减排交易管理办法（试行）》（以下简称《办法》），为全国温室气体自愿减排交易提供了更加规范的管理和指导。《办法》明确提出，将建立全国统一的温室气体自愿减排交易机构和交易系统，为核证自愿减排量（CCER）的集中统一交易与结算提供平台。借此机会，应深入研究CCUS全过程碳减排指标的方法学。通过此碳汇交易成果，在我区电力行业进行推广，可以进一步鼓励布局碳金融市场，实现收益的二次增长。

　　（六）制定鼓励政策

　　借鉴国家对太阳能、风能和生物质能等清洁能源技术发展的支持方式，由区发改委牵头，会同区经委、建管委等，给企业介绍国家及上海市节能减排补助政策，引导协助企业申请国家级或上海市补助，同时制定适合我区区情、面向“双碳”目标的CO2捕集技术产业激励政策，设立CO2捕集、利用和封存技术的专项扶持资金等。例如，为支持电力领域的低碳发展转型，鼓励加快碳减排步伐，建议由区发改委牵头，联合区环保、区工信、区市场监管局等部门共同研究对CO2捕集、封存环节，分别给予200元/吨和100元/吨补贴。