煤炭是我國的主題能源，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，逐步降低煤炭等化石能源消費比重，退出落后產(chǎn)能是合理的，但煤炭是中國能源安全的基礎(chǔ)，但因煤炭燃燒產(chǎn)生的碳排放占我國總碳排放的75%以上，其中燃煤發(fā)電產(chǎn)生的碳排放約占總碳排放的40%，是我國最大的碳排放來源。

要落實雙碳政策，不能簡單地提出“去煤化”，而是要考慮如何實現(xiàn)煤炭的清潔利用。在雙碳政策下，推進火電機組摻氨或純氨燃燒是發(fā)電領(lǐng)域碳減排的重要技術(shù)方向，可以彌補可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性、保障電力安全，是我國實現(xiàn)“雙碳”的有效途徑。

氨是以氫氣和氮氣為原料生產(chǎn)的，可只依靠水、空氣和電，這意味著理論上有和氫氣一樣的清潔制備方法，實現(xiàn)零碳排放的綠氨是可行的。除作為化工原料，氨還可以作為能源使用，在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下，氨燃燒的產(chǎn)物為氮氣和水，清潔無碳，將氨與火電廠的燃煤一起摻燒，可以降低火電廠的碳排放。

煤氨混燃優(yōu)勢

1.環(huán)保減排。燃煤鍋爐混氨燃燒技術(shù)可以有效地減少燃煤鍋爐的二氧化硫、氮氧化物等污染物排放，達到環(huán)保減排的目的。
2.提高燃燒效率。燃煤鍋爐混氨燃燒技術(shù)可以使燃燒過程更加充分，燃燒溫度更高，從而提高燃燒效率，降低能源消耗。
3.降低運行成本。燃煤鍋爐混氨燃燒技術(shù)可以減少燃燒產(chǎn)生的污染物排放，降低環(huán)保治理成本，同時還可以提高燃燒效率，降低能源消耗，從而降低運行成本。
4.適用范圍廣。燃煤鍋爐混氨燃燒技術(shù)可以適用于各種類型的燃煤鍋爐，無論是小型燃煤鍋爐還是大型燃煤鍋爐都可以采用這種技術(shù)。

煤氨混燃經(jīng)濟性

氨燃料是一種可以從天然氣或其他可再生能源中制備出來的清潔能源。由于其可再生性質(zhì)和無毒無害的特點,氨燃料在可再生能源領(lǐng)域越來越受到關(guān)注。

氨燃料的價格受原材料成本和生產(chǎn)工藝影響，研究表明，電價是影響綠氨價格的主要因素，隨著電價增加，綠氨的燃料成本迅速增加，當(dāng)電價低于0.102元/(kW·h)時，綠氨的成本會低于天然氣和灰氫，從經(jīng)濟性角度證明了氨氣替代天然氣的可行性。但只有當(dāng)電價為0元/(kW·h)，即使用棄電制氨時，綠氨成本才能與煤炭燃料一較高下。下圖為綠氨、煤、天然氣、灰氫的燃料成本隨電價和碳價的變化趨勢?？梢姰?dāng)使用電網(wǎng)電力制備綠氨時，在成本上無論如何都無法對煤炭、天然氣等進行替代，因此要充分利用棄電，實現(xiàn)部分煤炭替代。

今年，合肥對300兆瓦燃煤機組進行了高比例摻氨混燃實驗，成功實現(xiàn)了最高摻氨35％的平穩(wěn)運行。試驗團隊還自主研發(fā)了長距離供氨氣化控制系統(tǒng)、集成等離子體的燃燒器控制系統(tǒng)、爐膛溫度場和氣體成分在線檢測系統(tǒng)等“三套控制系統(tǒng)”，彌補了多個技術(shù)領(lǐng)域的不足。

12月，我國600兆瓦燃煤發(fā)電機組上成功實施煤炭摻氨燃燒試驗，這是當(dāng)前國內(nèi)外完成摻氨燃燒試驗驗證的容量最大機組。試驗主要采用氨煤預(yù)混燃燒技術(shù)，按照第一階段試驗計劃，實現(xiàn)了500兆瓦、300兆瓦等多個負荷工況下燃煤鍋爐摻氨燃燒平穩(wěn)運行。

在國際上，煤摻氨混合燃燒技術(shù)仍處于起步階段，尚未實現(xiàn)廣泛地工業(yè)化應(yīng)用。在國外，研究前沿國家的目標仍為實現(xiàn)摻氨比為20%的混合燃料穩(wěn)定燃燒。

隨著清潔能源的需求不斷增長,含碳摻氨燃料的研究也會繼續(xù)發(fā)展。未來的研究重點主要集中于以下幾個方面:
1、燃燒特性的深入研究,例如燃料的組分、燃燒參數(shù)等因素的影響。
2、發(fā)電效率的提高,例如控制氨氣的配比和添加化學(xué)助劑等方法的研究。.
3、應(yīng)用示范的擴大,例如將含碳摻氨燃料的應(yīng)用范圍從發(fā)電擴展到熱力供暖、工業(yè)制氫等領(lǐng)域。
4、研究氮氧化物和其他有害排放物的控制技術(shù),完善含碳摻氨燃料的燃燒控制和尾氣治理技術(shù)。

綠氨燃料作為一種清潔、可再生的能源,具有很多優(yōu)點，但成本受電價的影響較大，使用棄電制綠氨更具經(jīng)濟優(yōu)勢，可以進一步實現(xiàn)煤炭替代。未來,氨燃料和煤氨混燃技術(shù)將呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿?為社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供更多可能性。