現(xiàn)在中國是世界上最大的二氧化碳排放國， 其二氧化碳排放量占全球總排放量的近三分之一。而中國擁有世界最大的煤電裝機容量，煤電也是中國最大的碳排放源。雖然2020年煤電10.81億千瓦總裝機容量的占比已降至49.11%，但其發(fā)電量的占比仍然高達(dá)65%。在煤電總裝機容量中，單機容量為30萬千瓦及以上的大機組占煤電總裝機容量的82.4%。其中，超臨界和超超臨界機組為5.35億千瓦，占比49.5%?，F(xiàn)在中國已經(jīng)建成世界上容量最大，機組技術(shù)最先進(jìn)，效率最高，煤耗最低，實現(xiàn)了超低排放的煤電機組。然而30萬千瓦及以上的亞臨界機組仍有3.56億千瓦，占比32.9%。因此，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)除了大力發(fā)展風(fēng)光電外，同時要大力推進(jìn)煤電本身的低碳發(fā)展。

改造現(xiàn)有在役的煤電機組。首先需淘汰落后低效率高煤耗的機組，其余的所有機組， 通過政策驅(qū)動，制定對不同容量機組， 如亞臨界、超臨界和超超臨界具體的碳排放強度標(biāo)準(zhǔn)和靈活性低負(fù)荷性能達(dá)標(biāo)的要求，并按照這一要求對機組進(jìn)行升級改造，以大幅度降低供電煤耗和改善靈活性，力爭在“十四五”期內(nèi)完成。實現(xiàn)在役的煤電機組的高效和低煤耗發(fā)展，實現(xiàn)煤電的低碳發(fā)展，實際上是實現(xiàn)煤電與生物質(zhì)耦合發(fā)電的基礎(chǔ)和前提。

按照國家發(fā)改委和國家能源局2021年10月29日發(fā)布的《全國煤電機組改造升級實施方案》的要求進(jìn)行改造升級，對現(xiàn)役機組改造的要求：對供電煤耗在 300 克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時以上的煤電機組，應(yīng)加快創(chuàng)造條件實施節(jié)能改造，對無法改造的機組逐步淘汰關(guān)停，并視情況將具備條件的轉(zhuǎn)為應(yīng)急備用電源。發(fā)改委《實施方案》對現(xiàn)役機組改造容量的目標(biāo)要求：“十四五”期間改造規(guī)模不低于3.5 億千瓦”，這一改造升級的重點顯然應(yīng)當(dāng)是占我國煤電總?cè)萘咳种?，其裝機容量達(dá)3.56億千瓦的亞臨界機組。 對按照特定要求新建的煤電機組：除特定需求外，新建煤電機組原則上采用超超臨界，其供電煤耗須低于270克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時。對煤電靈活性改造要求：《實施方案》還要求，存量煤電機組靈活性改造應(yīng)改盡改?！笆奈濉逼陂g完成 2 億千瓦，增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力 3000—4000 萬千瓦，促進(jìn)清潔能源消納?！笆奈濉逼陂g，實現(xiàn)煤電機組靈活制造規(guī)模1.5 億千瓦。顯然，應(yīng)該同時實施的靈活性改造的重點也應(yīng)該是亞臨界機組。

國家發(fā)改委和能源局這次煤電機組的改造升級的部署和要求，實際上是國家對煤電機組改造升級下達(dá)的動員令，要求統(tǒng)籌考慮節(jié)能降耗、供熱改造和靈活性改造制造，實現(xiàn)“三改”聯(lián)動。這也是推動煤電向電力基礎(chǔ)保障型和系統(tǒng)調(diào)節(jié)型兩者并重的轉(zhuǎn)型。

2019年9月，國家能源局在給全國政協(xié)1910號提案的答復(fù)函中，明確提出了我國2030年煤電低碳化發(fā)展的3個目標(biāo)：(1)實現(xiàn)燃煤發(fā)電凈效率突破50%，每年累計節(jié)煤8億噸標(biāo)煤、 減排 CO2約20億噸；(2)燃煤發(fā)電機組實現(xiàn)20%-100%調(diào)峰，對可再生能源并網(wǎng)消納支撐能力顯著提升；(3)掌握百萬噸碳捕集利用與封存成套技術(shù)。

以上要求的累計8億噸節(jié)煤目標(biāo)，主要應(yīng)由上述對現(xiàn)役煤電機組通過改造、提效、降耗和提高靈活性來完成。從而進(jìn)一步大力推動光伏、風(fēng)電發(fā)展，并解決風(fēng)光電的間歇、不穩(wěn)定的問題，以保障電網(wǎng)的穩(wěn)定和安全運行。

為了貫徹發(fā)改委和能源局改造升級中國煤電的要求，上海申能電力科技公司所研發(fā)的一系列先進(jìn)煤電創(chuàng)新技術(shù)，全覆蓋了超超臨界、超臨界和亞臨界的各種煤電機組，可大幅度降低煤耗和提高其靈活性，這些創(chuàng)新技術(shù)所實施和應(yīng)用的樣板和示范工程有：

1、上海申能外高橋第三發(fā)電廠 2臺100萬千瓦一次再熱超超臨界機組：其設(shè)計供煤耗為291.5 克標(biāo)煤/千瓦時，設(shè)計供電效率為42.1%。經(jīng)過不斷的采用創(chuàng)新技術(shù)改造后，該2臺機組的全年平均實際供電耗達(dá) 276克標(biāo)煤/千瓦時，全年平均實際供電效率達(dá)44.5%，為當(dāng)時的世界最先進(jìn)水平，同時實現(xiàn)了20%負(fù)荷的深度調(diào)峰，被國家能源局授予“國家煤電節(jié)能減排示基地”稱號”。

2、華潤曹妃甸電廠2臺100萬千瓦一次再熱超超臨界機組新建機組: 由上海申能電力科技公司按照“復(fù)制外三，超過外三”的要求提供全套創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行設(shè)計和建設(shè)，于2019年建成投產(chǎn)，其機組性能為：額定工況供電煤耗：262.75克標(biāo)煤/千瓦時，額定工況供電效率46.5% ，其性能超過常規(guī)設(shè)計的現(xiàn)有100萬千瓦二次再熱超超臨界機組。

3、安徽淮北平山電廠二期135萬千瓦高低位雙軸布置二次再熱超超臨界機組：其設(shè)計的供電煤耗值為251克標(biāo)煤/千瓦時，是世界容量最大、效率最高、供電煤耗最低的煤電機組。同時實現(xiàn)在20%的超低負(fù)荷下深度調(diào)峰。

4、華潤江蘇徐州電廠32萬千瓦亞臨界升級改造：改造后供電煤耗從318克標(biāo)煤/千瓦時降低到282/克標(biāo)煤/千瓦時，降低供電煤耗36克標(biāo)煤/千瓦時，達(dá)到超超臨界機組煤耗水平，同時實現(xiàn)20%負(fù)荷的深度調(diào)峰，并在20%超低負(fù)荷時實現(xiàn)了全部污染物的超低排放。