重新利用燃煤电厂:利益与挑战
目前全世界有8500多座燃煤电厂，发电量约为2000吉瓦[1]。在北美，有220多个燃煤电厂，其发电能力约为220吉瓦[2,3]。这约占2021年该地区总发电量的23%。
不幸的是，燃煤电厂排放了大量的颗粒物;温室气体(GHG)包括二氧化碳、二氧化硫和其他污染物对我们的健康和环境产生负面影响。尽管如此，自2000年以来，全世界的燃煤发电能力增加了1400吉瓦。这些被认为是相对较新的设施，剩余寿命很长。[4]。此外，这些都是基本负荷电厂，能够满足电力需求是一个关键的优势，而大多数商业上可用的绿色解决方案，如太阳能或风能，是间歇性的，不能满足基本负荷需求。淘汰占世界电力三分之一的相对较新的设施，或者用间歇性清洁的发电机组取而代之，被认为是不切实际的。
一个更好的解决方案是在可能的情况下重新利用这些工厂，这种方法将确保以更少的资本投资持续满足我们的能源需求，同时显著减少二氧化碳和其他有害成分。
将燃煤电厂转化为生物质燃料
生物质燃料被认为是碳中性的，是燃煤的替代方案。将燃料从煤炭转换为生物质能将允许燃煤电厂继续运行，并且需要对电厂进行最少的修改。整个燃料储存，回收，输送系统，煤仓，粉碎机和燃烧器可以重新利用，以适应生物质的小修改。这种类型的转换已经成功地在公用事业规模的发电厂实施。
转化面临的挑战包括生物质燃料的高波动性(几乎是煤炭的两倍)，充足的生物质燃料的可用性以及生物质的运输。这些挑战可以通过更新燃料储存和消防系统，使用现代测量技术进行生物质可用性调查，以及在可行的情况下使用铁路等低成本运输方式来缓解。
从功能上讲，将相对较新的燃煤电厂转换为生物质电厂是一个很有前途的解决方案，可以帮助基本负荷电厂减少温室气体排放水平。
建议内容:
转向可再生能源
这种选择最适合老旧的燃煤电厂，在那里，大多数动力岛设备已达到其经济可行寿命的终点，并计划退役。
从可再生能源工厂(如太阳能或风能)生产同等容量(以吉瓦计)所需的物理空间将比燃煤电厂大得多。如果不增加空间，改造后的设施的发电能力将大大降低。电力岛设备的拆除也是一个具有挑战性和昂贵的过程。这些挑战并不纯粹是技术上的;将老旧的燃煤电厂改造为可再生能源电厂的商业限制包括拆除所需的资金和单位电力成本的增加。
利用发电厂的可用土地，以及民用和电力传输系统，是改造这些设施的真正好处。
增加小型模块化反应堆
较新的燃煤电厂是这种转换的最合适的候选者。小型模块化反应堆(smr)被认为是一种清洁可行的化石燃料替代品。燃煤电厂和高温核电站的蒸汽循环是相似的。因此，燃煤电厂的涡轮岛可以再利用，并以smr产生的蒸汽为动力。
SMR技术的成熟是目前部署的最大挑战。目前，有许多资金充足的技术开发人员和一些公用事业和工业公司支持这些努力。核燃料的可用性、经验丰富的人员和核废料管理都是传统化石燃料电厂运营商面临的挑战。然而，这些挑战可以通过与运营核设施数十年的经验丰富的组织建立伙伴关系、培训和合作来缓解。
这种转换的主要好处是节省了电网基础设施成本和资本成本，并且开发和更新环境影响评估的工作量相对较小。
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天然气燃烧
与燃煤电厂相比，天然气电厂产生的温室气体排放量最多可减少50%。几家公用事业公司已经将其燃煤电厂转换为天然气电厂，还有许多公司正在探索这一选择。转换为天然气还可以提高工厂的净热率，因为它通过消除所有煤炭处理和烟气处理设备减少了工厂的辅助电力消耗。
然而，这种转化是昂贵的，并且依赖于天然气的可用性和供应。主要的改造包括用天然气燃烧器代替煤炭燃烧器，增加或扩大现有的天然气管道和天然气燃料列车，改造燃烧空气系统，以及增加烟气再循环。这些因素使得这个选择不那么有吸引力。
鉴于能够减少高达50%的温室气体排放，致力于低碳发电未来的运营商已经实施了煤到天然气的转换。工厂运营商正在考虑这种转换，以保持他们的工厂使用天然气，并显着减少温室气体排放，以支持他们的脱碳目标。他们正在考虑将这种转换作为一种临时解决方案，同时可再生能源、电池存储和SMR技术变得足够可靠，可以提供基本负荷电力。
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接下来是什么
使用煤炭发电可能很快就会成为历史。然而，这些发电厂很可能会继续运行，直到无温室气体能源能够提供可靠的基本负荷电力。在此期间，重新利用这些工厂使用替代燃料或用碳中和或无排放能源为工厂重新供电将有助于减少温室气体排放，并仍提供基本负荷发电。
哈奇拥有管理燃煤电厂改造为上述所有技术的经验和专业知识。我们在电力、核能、基础设施、气候变化、可再生能源、风险管理、数字和咨询服务等多个部门和业务实践之间开展合作，以创造成本效益高、安全和可持续的前所未有的成果。
我们应对能源转型通过为客户提供负责任的能源解决方案，帮助我们实现低碳的未来，塑造新的能源格局。
引用:
1.解决煤炭排放问题至关重要-分析- IEA2.加拿大的煤炭——维基百科
3.美国燃煤发电站列表-维基百科
4.汇总表-全球能源监测
Kamran Akhtar, p.p。
高级工程师，火电
Kamran是Hatch的高级热工程师，拥有超过15年的电力经验。他是一名系统设计工程师和项目经理，并在主要发电厂设备制造商担任技术专家。卡姆兰参与了全球多个热能和可再生能源项目。作为一名火电专业人士，卡姆兰一直热衷于在对社会和环境影响最小的情况下帮助解决世界的能源需求。
托德·托马斯，体育老师
美国火电区域经理
Todd是Hatch在美国的区域经理。托德拥有超过28年的发电业务经验，在发电厂生命周期的所有部分。他曾管理过美国最大的公用事业公司之一的拆除项目，并对关闭主要燃煤发电源的影响有第一手经验。燃煤发电机组退役的要求、规划和影响波及到托管和支持该资产的公司、社区和行业。Todd和Hatch团队随时准备帮助我们的客户从最初的决定到最终的项目验收。