T H E R O L E O F L O W E M I S S I O N C O A LT E C H N O L O G I E S I N AN E T Z E R O A S I A N F U T U R EGREG KELSALL 和 PAUL BARUYA 2022 年 1 月 低排放煤炭的作用技术净零亚洲未来GREG KELSALL 和 PAUL BARUYA 国际可持续碳中心编辑：黛博·亚当斯–国际可持续碳中心煤炭工业咨询委员会 (CIAB) 工作组：米克·巴菲尔–嘉能可朱利安·比尔–英美资源爱德华·博塔–世界煤炭协会迈克尔·弗兰尼根–皮博迪能源马克·麦卡勒姆–让澳大利亚利亚姆·麦克休– 世界煤炭协会彼得莫里斯–澳大利亚矿产委员会 Marina Polita–让澳大利亚汉斯-威廉·希弗–RWE Pukhraj Sethiya–阿达尼拉里盛–中国能源史蒂夫风暴–EPRI肖恩·特拉马纳–莱昂纳多技术公司 Akira Yabumoto–JPower长仓健二–JPower卡尔·宾德曼–煤炭行业顾问委员会 3 国家残疾汽车中心亚洲未来净零排放对煤炭技术的作用前言本报告由国际可持续碳中心 (ICSC) 为国际能源署 (IEA) 煤炭工业顾问委员会 (CIAB) 编写。它基于对已发表文献的调查和分析，以及在与感兴趣的组织和个人的讨论中收集的信息。非常感谢他们的帮助。应该理解，本报告中表达的观点是我们自己的观点，不一定与提供信息的人或我们的成员组织共享。ICSC 成立于 1975 年，缔约方和赞助商来自：澳大利亚、中国、意大利、日本、俄罗斯、南非和美国。国际可持续碳中心的总体目标是继续为我们的成员、IEA 化石能源工作组和其他相关方提供有关各种碳基能源如何继续成为其一部分的明确和政策相关的独立信息。全球可持续能源组合。能源包括但不限于煤、生物质和有机废料。我们的工作与联合国可持续发展目标 (SDG) 保持一致，其中包括需要解决《联合国气候变化框架公约》规定的气候目标。在平衡供应安全、可负担性和环境问题的基本原理内，我们考虑了固体碳生产、运输、加工和利用的所有方面。其中包括提高效率、减少温室气体和非温室气体排放、减少水资源压力、财政资源、市场问题、技术开发和部署、通过普遍获得电力、可持续性和社会许可来确保减轻贫困。我们的运营框架旨在识别和宣传碳生产和利用链各个方面的最佳实践，从而帮助显着减少对健康、环境和气候的任何不良影响，以确保全球社会的福祉。ICSC 是在 IEA 的主持下组织的，但在功能和法律上是自治的。 ICSC 的观点、调查结果和出版物不一定代表 IEA 秘书处或其各个成员国的观点或政策。CIAB由一批来自煤炭相关企业的高层管理人员组成。它由 IEA 于 1979 年 7 月成立，旨在就与煤炭有关的广泛问题向 IEA 提供建议。 CIAB 成员目前来自 12 个国家，约占世界煤炭产量和煤炭消费量的 70-80%。成员来自主要煤炭生产商、电力生产商、其他煤炭消费行业和煤炭相关组织。 CIAB 通过其研讨会记录、会议、工作计划以及相关的出版物和论文向 IEA 提供广泛的建议。 IEACIAB 委托国际可持续碳中心 (ICSC)，前身为 IEA 清洁煤中心 (IEACCC)，对亚洲低排放煤炭技术 (LECT) 的未来作用进行这项研究。该研究利用了 CIAB 成员组织的网络和专业知识，特别是与中国和东南亚有关的组织。国际可持续碳中心、其任何雇员、任何支持国家或组织、国际可持续碳中心的任何雇员或承包商均不对准确性作出任何明示或暗示的保证，也不承担任何法律责任或义务、披露的任何信息、设备、产品或过程的完整性或有用性，或表示其使用不会侵犯私有权利。 4 国家残疾汽车中心亚洲未来净零排放对煤炭技术的作用抽象的人们普遍认为，必须停止使用煤炭才能实现净零排放 (NZE)。对于亚洲大部分地区来说，在未来几十年内逐步淘汰未减排的煤炭是不可行的，因为它仍然是主要的能源来源，因为它成本低且易于获得。许多亚洲国家的经济和人口增长相对较快，而且城市化程度也越来越高。因此，对能源、电力和基础设施的需求正在增长——所有这些都是碳密集型的。亚洲国家可以做很多事情来接近 NZE，首先是部署低排放煤炭技术 (LECT)。碳捕集、利用和封存 (CCUS) 是亚洲向 NZE 过渡的必要组成部分，因为煤炭对于现有工业（例如发电和难以减弱的工业过程）将在许多年内保持重要地位；以及新的产业，例如生物能源、氢气、氨和二甲醚 (DME)。亚洲，尤其是中国，应该成为推出商业 CCUS 的重点，那里正在进行大规模项目。燃煤电厂的排放可以通过将生物质与煤炭共燃并提高机组效率来减少。日本正在寻求共烧低排放氨，由化石燃料和 CCUS 或电力电解水生产。所有新建的大型燃煤机组都应采用高效、低排放 (HELE) 超超临界 (USC) 条件和最有效的污染物控制措施。替代发电系统，例如基于超临界 CO 的发电系统2也有向 NZE 过渡的潜力。将需要对工业和化工行业进行脱碳的组合方法，包括将“燃料”转换为氢和氨的低排放燃料、将生物质作为碳中和燃料、提高能源效率以及部署当前最佳和未来的创新技术，包括CCUS。 5 国家残疾汽车中心亚洲未来净零排放对煤炭技术的作用缩略语先日本先进氢能链技术开发协会空分装置ATR 自热重整器澳超先进的超超临界BECC生物质能源碳捕集与封存 BFB 鼓泡流化床高炉转炉高炉转碱性氧气炉BEIS英国商业、能源和工业战略部 CAGR 复合年增长率CCC英国气候变化委员会 CCGT 联合循环燃气轮机CCS碳捕获和储存CCUS碳捕获、利用和储存 CFB 循环流化床CfD 差价合约热电联产热电联产CIAB煤炭工业顾问委员会，IEA COP 缔约方会议DAC直接空气捕获美国能源部美国能源部直接还原铁直接还原铁EAF电弧炉提高采收率提高石油采收率碳排放交易系统排放交易计划欧盟欧洲联盟FBC流化床燃烧器FCCC气候变化框架公约，联合国 FCEV 燃料电池电动汽车FCH JU燃料电池与氢联合承担FEED前端工程与设计GCCSI全球碳捕集与封存研究所 GHG 温室气体国民总收入国民总收入H2CN中国氢能联盟人类胚胎干细胞氢能供应链 HRS加氢站国际公务员制度委员会国际可持续碳中心 IEA 国际能源署国际原子能机构IEA温室气体研发计划IGCC 一体化气化联合循环 6 国家残疾汽车中心亚洲未来净零排放对煤炭技术的作用政府间气候变化专门委员会政府间气候变化专门委员会 LECT 低排放煤炭技术LCOH 氢气的平准化成本 LHV 较低的热值液化天然气液化天然气LPG液化石油气MCFC熔融碳酸盐燃料电池日本经济产业省日本经济产业省 MHI 三菱重工NDC 国家自主贡献国家能源局中国国家能源局尼多日本新能源与工业技术开发机构 NZE 净零排放经合组织经济合作与发展组织 PC 粉煤PEM质子交换膜购买力平价购买力平价光伏光伏RAB受监管的资产基础（项目资助模式） R&D 研发可持续发展目标可持续发展目标，联合国 SMR 蒸汽甲烷重整SNG合成天然气SOFC固体氧化物燃料电池TRL技术准备水平TPES一次能源供应总量虚拟现实可变可再生能源联合国 联合国南加州大学超超临界WGS水煤气变换注意：除非另有说明，否则所有货币价值均以美元 ($) 为单位。 7 国家残疾汽车中心亚洲未来净零排放对煤炭技术的作用单位BT亿吨（109吨）EJ艾焦耳 (1018焦耳）总吨千兆吨（109吨）GW千兆瓦（109瓦）二氧化碳2克二氧化碳 GJ 千兆焦耳GtCO2千兆吨二氧化碳 m 米公吨百万吨（106 吨）甲基苯丙胺百万吨煤当量脚手架百万吨油当量 MtCO2百万吨二氧化碳 MW 兆瓦兆瓦兆瓦电兆瓦时兆瓦热吨TW太瓦TWh 太瓦时重量%重量百分比 8 国家残疾汽车中心亚洲未来净零排放对煤炭技术的作用内容前言3抽象的4首字母缩略词和缩写5内容8清单数字12清单表格15执行摘要17更高效的发电是有效的19迎接挑战亚洲221介绍232CCUS——亚洲向净零转型的关键272.1关键信息 272.2CCUS 技术 282.2.1CCUS 组件就绪级别 292.2.2CCUS 研发重点 302.3CCUS 技术现状 312.3.1CCUS 项目越来越广泛和多样化 322.3.2从 CCUS 项目中吸取的经验教训 322.3.3降低成本 322.3.4捕获等级 352.3.5集线器和集群方法 363共烧煤炭383.1关键信息 383.2生物质燃料 393.3氨水 403.4共烧技术 413.4.1生物质和废弃燃料 413.4.2氨 473.4.3技术现状 473.5CCS 生物能源 (BECCS) 483.6共烧的必要性 503.6.1中国503.6.2日本 513.6.3印度尼西亚 523.6.4印度 533.6.5越南 534力量一代544.1关键信息 544.2低排放煤技术发电厂 554.2.1超临界 554.2.2超超临界 564.2.3提升现有工厂效率 574.2.4整体气化联合循环 (IGCC) 57 9 国家残疾汽车中心亚洲未来净零排放对煤炭技术的作用4.2.5先进的超超临界 584.3一氧化碳2减排 594.4煤炭 CCUS 电厂示例 604.4.1边界大坝 CCUS 项目 604.4.2金杰CCUS项目 624.4.3华能10吉瓦多能源项目 634.5超临界二氧化碳2电源循环 654.5.1阿拉姆-费特维特循环 654.5.2回声2循环 674.6燃料电池 674.7数字化 695低排放技术在平衡中的作用和价值这网格715.1关键信息 715.2煤电厂的灵活性 735.3亚洲局势 756工业的应用776.1关键信息 776.2区域影响 786.3钢铁806.3.1亚洲钢铁产量 826.3.2钢铁脱碳的技术选择 836.4水泥 876.4.1亚洲水泥产量 906.4.2水泥脱碳的 CCUS 相关技术选择 916.5铝926.5.1生产过程和二氧化碳2排放量 936.5.2亚洲的氧化铝和铝产量 956.5.3铝脱碳技术选择 957煤气化到化学品967.1关键信息 967.2煤气化工艺 967.2.1新煤化工设施——气化和液化 987.3合成天然气和氢气 1007.4中国以外的煤制化学品和燃料 1017.5来自煤焦油馏分和沥青 102 的化学品7.6煤气化脱碳的技术选择 1038氢气和其他一些低排放生产化学品1048.1关键信息 1048.2当前的氢需求 1048.3未来的氢需求 1058.4制氢 1078.4.1煤气化 1088.5制氢成本 1108.5.1煤制氢成本 1138.5.2水电解 1138.6制氢产生的排放 1158.7选择制氢技术的其他考虑因素 117 10 国家残疾汽车中心亚洲未来净零排放对煤炭技术的作用8.8利用 CCUS 118 从煤/石油焦中生产氢气的示例8.8.1中石化齐鲁1188.8.2氢能供应链 (HESC) 1198.9其他氢载体燃料 1198.9.1氨水 1208.9.2甲醇 1208.9.3甲基旋风己烷 1208.9.4二甲醚 1219面临的挑战亚洲1229.1关键信息 1229.2经济展望 1229.3人口增长 1259.4能源三难困境 1279.5亚洲当前的能源趋势 1299.6一氧化碳排放21319.7亚洲能源展望 1339.8净零排放情景 1369.9钢铁展望 1379.10亚洲净零排放的后果 13910案子学习14110.1关键信息 14110.2中国14310.2.1达到 NZE 143 的挑战10.2.2排放、政策和目标 14410.2.3升级现有机队 14610.2.4CCUS 148 的现状10.2.5氢15010.3印度 15110.3.1满足 NZE 151 的挑战10.3.2排放、政策和目标 15410.3.3升级现有煤炭船队 15710.3.4CCUS 158 的现状10.4印度尼西亚 15810.4.1满足 NZE 158 的挑战10.4.