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煤电机组的低碳化（“换燃料”）改造要做到足够低碳、经济、可持续，难度很大。
对于整个世界来说，实现气候安全一个显而易见的解决方案是让能源行业迅速脱碳，力争在本世纪中叶左右实现碳中和，并且逐步实现负排放。这与《巴黎协定》通过并广泛认可的 2 摄氏度和 1.5 摄氏度的温升控制目标基本一致。有些部门，如建筑和化工、水泥和钢铁的减排难度高，必须从头讨论技术可行性。相反地，也有一些部门的减排，不仅不会增加成本，还可以带来商业收益。如电力部门，风电光伏的长期度电成本已经降到传统燃煤燃气发电的一半甚至更低。在一些地区光伏加上储能的成本也已经具有明显的竞争力。另外一个例子是交通部门的电动汽车，受益于特斯拉以及中国的低成本规模化制造与再创新，电动汽车在价格、续航以及性能配置上已经与传统燃油车不相上下，甚至在部分市场更具有性价比。在挪威、中国等市场，电动汽车在新的注册车辆比重已经达到50%。从技术经济视角，即市场竞争视角来看问题时，成本更低的方案会占据更大市场份额，同时能实现减排。但是，现实世界复杂得多。最近，中国和德国有两个燃料转化案例：煤电要灵活掺烧其他低碳燃料，从煤炭换到生物质乃至绿氨；而德国内燃机汽车将来要烧氢能。它们都充分揭示了一个道理：现实世界中，组织化程度更高的传统企业不会坐等淘汰，而往往通过影响政策来延缓转型的速度。![]()
中国煤电换燃料7月中旬，中国发改委发布了《煤电低碳化改造建设行动方案 (2024—2027 年)》（下简称《方案》），宣布了针对煤电机组的低碳化改造的措施。方案旨在2024年至2027年间，通过改造煤电机组，利用生物质、绿氨等替代燃料以及碳捕集利用与封存技术，降低煤电的碳排放强度，助力实现碳达峰碳中和目标。这个方案对具体项目提出了明确要求。到2025年：启动首批煤电低碳化改造建设项目，推广一批低碳发电技术。相关项目的度电碳排放较2023年同类煤电机组平均水平降低20%左右。到2027年：扩大低碳发电技术路线，降低建造和运行成本，使得度电碳排放较2023年同类煤电机组平均水平降低50%左右，接近天然气发电机组的碳排放水平。这一改造方案技术上的确有降低碳排放强度的潜力，但需要进一步探讨成本以及规模化的可行性性。煤电厂通过燃烧煤产生的热能来加热水，使其变成高温高压水蒸气，推动汽轮机将热能转化为机械能，再在发电机中进一步转换为电能。关键的问题在于，相比其他减排方案（比如可再生能源完全替代煤电），其减排成本和可规模化的程度是否更有优势。![]()
▲2023年7月，中国大唐集团公司员工在西北地区开采的煤炭。技术经济层面，生物质资源的供应、运输和储存需要一个稳定而高效的物流体系，而其成本往往跟距离是指数增加的关系，总量不足、收集困难一直是困扰中国生物质电厂的现实问题，生物质掺烧对煤电机组的运行安全和效率提出了更高要求；碳移除技术（carbon removal technologies，CRT），特别是捕获之后的地质存储，一直处在潜力巨大，而实践有限的境地。项目层面，《方案》提到的新项目可以解决增量成本融资问题吗？相比中国目前具有的接近12亿千瓦、超过1000多座的煤电厂，最终项目规模会有多大？当然，后续的项目遴选以及具体技术配置，会在很大程度上影响这一政策的结果。目前的设想是：利用超长期特别国债等资金渠道支持符合条件的改造项目，探索政府、企业、用户三方共担的分摊机制，给予阶段性支持政策。然而，排放低的燃料，边际成本不一定低。《方案》中提出要制定碳减排量核算方法，对掺烧生物质/绿氨发电单独计量，并调整电力运行调度方案，优先支持碳减排效果突出的项目接入电网。这里的“低碳优先调度”机制并不符合经济逻辑，即边际成本低的优先调度。另一个重要的操作性问题，就是如何监督煤电厂的燃料使用。在能源从业者的视角，宣称使用“清洁燃料”，而实际上使用既有燃料的诱惑是非常大的，而核查往往困难。曾经，掺烧煤炭是部分生物质电厂公开的秘密。白天烧秸秆，晚上偷烧煤，目的是套取政府特定的电价补贴。
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德国汽车长远保有内燃机笔者认为，保留化石燃料的设施本身没有问题，关键是能否做到低碳、经济可持续。2023年初，欧盟讨论到2035年禁售燃油车的法案：汽车的寿命一般在15年左右，要到2050年实现碳中和，2035年之后就不能再有新的化石燃油的车辆上路。然而，3月份的最后一刻，德国否决了这一提案，并开了一个口子：豁免完全使用电力燃料（e-fuels）的车辆。电力燃料车辆的发动机与传统内燃机车相似，只不过使用的是由可再生能源合成的燃料，比如绿氨，而非化石燃料。因此，它适配现有的内燃机技术，可以在各种车辆和设备中使用，不一定需要淘汰内燃机和与之配套的基础设施。这一设想无疑是美好的，也符合零碳交通的未来，但是它也存在无数的操作性问题。电力燃料涉及的电解水制氢，以及建设合成燃料的物流体系，均属于新兴技术，具有研究开发示范上的必要性。但是，考虑到汽车燃料转化的环节众多，这些新的燃料首先用于高耗能工业与电力部门往往是更优的选择。和煤电掺烧生物质/绿氨一样，电力燃料也面临同样的问题：一个生产、运输、消费的物流体系如何能够建立？最初的市场如何突破“先有鸡还是先有蛋”的问题，逐步发育？而谁去消化承担可以预见的初期高成本？此外，内燃机的物理转化效率有约束，使用氢燃料汽车的效率可能比直接电力驱动的低5倍，如何具有竞争力？内燃机车2035年之后就不能使用汽油柴油了，那么操作层面如何实现这种禁止？还是使用特殊的加油嘴，重新建一套新的零碳交通燃料的物流体系？无论哪一种方式，都让人有种“为了保留内燃机，不惜代价”的意思。![]()
在技术经济之外中国的煤电，德国的内燃机都要换燃料，从技术经济视角，无疑是费解的。两者的共同点是：通过换燃料，现有的基础设施可以在很大程度上保留。这对于煤电和内燃机汽车来说，是一个重要的考量因素，因为它们都已经拥有庞大的基础设施网络，具有广泛的社会、经济与政策政治影响力，乃至某种事业的荣光与心理上的寄托。在德国宝马公司，仅发动机研发部门就有超过3万5千人，他们为具有上万个零件组合在一起高效工作的发动机而骄傲。“创造性的毁灭”，彻底换一种技术路线，无疑是难以想象的。煤电机组的低碳化改造，背后的考量可能是避免既有存量资产的过快淘汰带来的社会转型跟不上等问题，但其实际效果往往是忽略市场规律的作用，延缓转型的步伐。笔者认为，对于未来的低碳转型，技术进步固然重要，但同样需要有效的权力平衡机制，以应对传统企业的阻力，确保转型目标的实现。中国的煤电和德国内燃机的燃料转换，看似是应对气候变化和实现低碳目标的积极步骤，但在实际操作中却充满了技术、经济、政治和市场的复杂性与变数。↙ 英文版正在翻译中，点击“阅读原文”订阅提醒
