清華大學(xué)學(xué)生碳中和研究協(xié)會

2025年暑期調(diào)研

山西太原依托煤炭資源稟賦，長期面臨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一、能源依賴度高的挑戰(zhàn)。2025年，其煤炭先進(jìn)產(chǎn)能占比雖達(dá)83%，但碳排放強(qiáng)度仍高于全國平均水平，被列入首批國家碳達(dá)峰試點城市。陜西西安則以特大城市經(jīng)濟(jì)增長與減排平衡為核心任務(wù)，2024年工業(yè)增加值增速邁進(jìn)，但高耗能產(chǎn)業(yè)占比仍高，為此提出 “4 3 3 6”減污降碳協(xié)同創(chuàng)新模式。

該活動屬于內(nèi)蒙古近零排放示范工程項目，是由內(nèi)蒙古老牛慈善基金會聯(lián)合中華環(huán)保聯(lián)合會、深圳市龍崗區(qū)科創(chuàng)可持續(xù)發(fā)展研究院、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院、伊金霍洛旗減碳生態(tài)振興基金會、萬科公益基金會多方聯(lián)合發(fā)起，為加速推進(jìn)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，圍繞我國構(gòu)建綠色低碳循環(huán)的經(jīng)濟(jì)體系，有效地降低發(fā)展的資源環(huán)境代價，旨在認(rèn)真貫徹落實黨中央、國務(wù)院有關(guān)碳達(dá)峰、碳中和的決策部署，推進(jìn)降碳減排擴(kuò)綠增長，助力推進(jìn)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

聚焦#太原與西安兩地，通過組織實地參訪能源領(lǐng)域頭部企業(yè)與研究院，開展深入交流，調(diào)研風(fēng)光儲氫協(xié)同應(yīng)用與煤電一體化技術(shù)升級情況，探索能源安全與低碳目標(biāo)的動態(tài)平衡路徑；同時剖析產(chǎn)業(yè)鏈重組（如氫能-化工耦合）與空間格局優(yōu)化（如產(chǎn)城融合園區(qū)）的協(xié)同機(jī)制，見證資源型城市實現(xiàn)工業(yè)增長與碳排放強(qiáng)度同步下降的綠色轉(zhuǎn)型范式。

清潔煤技術(shù)與CCUS

清潔煤技術(shù)與CCUS在城市實現(xiàn)碳中和目標(biāo)中扮演著關(guān)鍵角色。作為當(dāng)前能源體系的"壓艙石"，煤電以不足40%的裝機(jī)占比承擔(dān)了我國70%的頂峰保供任務(wù)，但其碳排放占全國總量的40%，轉(zhuǎn)型迫在眉睫。CCUS則是解鎖煤炭"近零排放"的關(guān)鍵過濾器，通過與煤炭高效利用與燃料替代技術(shù)集成應(yīng)用，可推動煤電“近零排放”。

山西瑞光熱電有限責(zé)任公司節(jié)能減排與CCUS示范

山西瑞光熱電有限責(zé)任公司于2012年1月投產(chǎn)發(fā)電2臺300MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，年可發(fā)電30億千瓦時，年總供熱量800萬吉焦，為太原和晉中兩市2400萬平方米的區(qū)域供熱。2022年1月習(xí)近平總書記來到瑞光熱電考察調(diào)研，為積極穩(wěn)妥推動實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)作出重要指示，強(qiáng)調(diào)“富煤貧油少氣是我國國情，要夯實國內(nèi)能源生產(chǎn)基礎(chǔ)，保障煤炭供應(yīng)安全，統(tǒng)籌抓好煤炭清潔低碳發(fā)展、多元化利用、綜合儲運這篇大文章，加快綠色低碳技術(shù)攻關(guān)，持續(xù)推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級”。

在節(jié)能減排示范方面，瑞光熱電積極開展蒸汽余熱利用、提供供電供熱協(xié)調(diào)性、煙氣余熱利用，大幅提高機(jī)組的熱效率，全年平均供電煤耗降至281g/kWh以下。瑞光熱電積極開展鍋爐智慧燃燒及能效提升技術(shù)改造，充分利用公司現(xiàn)有場地以部署分布式光伏發(fā)電與小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，并規(guī)劃建設(shè)“釩液流電池 蓄熱儲罐”熱電解耦項目，進(jìn)一步提高安全低碳保供與靈活調(diào)節(jié)能力。此外，瑞光熱電還建設(shè)了煙氣二氧化碳捕集系統(tǒng)，全年可生產(chǎn)食品級二氧化碳3000噸，為規(guī)?；_展CCUS應(yīng)用提供了重要的項目示范。瑞光電站榮獲了“國家煤電節(jié)能減排示范電站”等榮譽(yù)稱號，在綠色發(fā)展、數(shù)智賦能等方面扛起時代使命，持續(xù)走在前列。

瑞光熱電廠業(yè)務(wù)宣傳片

支隊成員參觀電廠儲煤場

熱電廠煙氣凈化、脫硝、提純與CO2捕集工藝路線

園區(qū)內(nèi)

CO2吸收塔

懷柔實驗室山西研究院煤層氣提純技術(shù)與碳捕集裝備研發(fā)

懷柔實驗室山西研究院的煤化工研究任務(wù)包括煤炭燃燒、氣化、熱解和直接液化，其承擔(dān)的“循環(huán)流化床復(fù)合燃燒快速調(diào)峰關(guān)鍵技術(shù)“創(chuàng)下全球最快循環(huán)流化床機(jī)組升負(fù)荷速率新紀(jì)錄，單臺350MW調(diào)峰系統(tǒng)初投資僅占機(jī)組初投資的0.2%，但年減排CO2約33萬噸。

我國淺層煤層氣資源豐富，但因技術(shù)限制利用率較低，針對濃度≤5%的極低濃度淺層煤層氣，研究院研發(fā)了分子篩吸附體提濃裝置，將瓦斯?jié)舛忍岣咧?%~16%，解決了中小煤礦氣源的移動化處理難題，實現(xiàn)了含水瓦斯的高效富集。在CCUS方面，研究院開發(fā)聚合物氣體分離膜，針對煤化工尾氣中CO2和N2混合氣體的分離需求，捕集成本降至160元/噸以下，顯著低于主流胺吸收法。

支隊成員與研究院領(lǐng)導(dǎo)座談交流

清華大學(xué)山西清潔能源研究院晉華爐技術(shù)改造與煤氣化低碳突破

針對中國儲量豐富的高灰熔點煤（灰熔點＞1500°C），基于清華爐升級的晉華爐，通過膜式水冷壁結(jié)構(gòu)實現(xiàn)爐內(nèi)溫度分區(qū)調(diào)控，突破氣化爐“結(jié)渣”瓶頸，使此類煤種無需摻配低灰熔點煤即可直接高效氣化，在降低原料成本的同時避免因摻混導(dǎo)致的額外碳排放。結(jié)合水煤漿氣化與蒸汽循環(huán)技術(shù)，晉華爐將副產(chǎn)高壓蒸汽用于驅(qū)動空分裝置或發(fā)電，形成“氣化-發(fā)電-蒸汽”三聯(lián)供體系，全系統(tǒng)能量回收效率達(dá)國際領(lǐng)先水平。此外，山西清潔能源研究院正開展污泥協(xié)同氣化等固廢協(xié)同資源化、生物質(zhì)共氣化等煤化工向綠色燃料轉(zhuǎn)型的技術(shù)研究，為中國實現(xiàn)“煤化工不增碳”目標(biāo)提供了可復(fù)用的技術(shù)范本。

研究院展廳內(nèi)水煤漿水冷壁輻射廢鍋氣化爐流程模型

研究院展廳內(nèi)

新能源業(yè)務(wù)宣傳片

清華大學(xué)學(xué)生碳中和研究協(xié)會

支隊與調(diào)研單位合影

實踐支隊人員 | 夏成琪 董玥岑 馮健恒 安康欣 樊景月

供稿 | 清華大學(xué)學(xué)生碳中和研究協(xié)會

編輯 | 董玥岑

審核 | 王小剛 邱渝