煤炭清潔高效利用有兩個(gè)途徑:一是利用先進(jìn)的燃煤發(fā)電技術(shù)發(fā)展電力，電力是最好的二次能源，用起來(lái)最方便，效率最高;第二是利用煤基

　　煤炭清潔高效利用有兩個(gè)途徑:一是利用先進(jìn)的燃煤發(fā)電技術(shù)發(fā)展電力，電力是最好的二次能源，用起來(lái)最方便，效率最高;第二是利用煤基多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)技術(shù)，建立煤基多聯(lián)產(chǎn)能源利用系統(tǒng)

　　根據(jù)我國(guó)的能源稟賦國(guó)情，近幾十年以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)不會(huì)改變，在國(guó)內(nèi)已成定論。近期國(guó)務(wù)院辦公廳正式印發(fā)了《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014~2020年)》，把“推進(jìn)煤炭清潔高效開(kāi)發(fā)利用”作為能源發(fā)展的主要任務(wù)。在近日召開(kāi)的中央工作會(huì)議上，“大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用”被再次明確。

　　近期，熱鬧的火電近零排放在末端治理上下功夫，但業(yè)內(nèi)人士指出，發(fā)電技術(shù)的革新才是根本。煤電作為煤炭清潔利用的“主力軍”，目前技術(shù)發(fā)展情況如何?有什么途徑和方案，各自的優(yōu)勢(shì)與不足是什么?記者就此采訪了中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)教授倪維斗。

　　超超臨界仍有較大發(fā)展空間

　　節(jié)能、環(huán)保效果顯著，成本不算高，但在碳捕捉上有缺陷

　　記者:當(dāng)前，我國(guó)煤炭清潔高效利用應(yīng)采取哪些途徑?

　　倪維斗:我認(rèn)為主要有兩條，一是利用先進(jìn)的燃煤發(fā)電技術(shù)發(fā)展電力。電力是最好的二次能源，用起來(lái)最方便，效率最高，第二是利用煤基多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)技術(shù)，建立煤基多聯(lián)產(chǎn)能源利用系統(tǒng)。

　　其中在煤電技術(shù)方面，超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)是一種先進(jìn)、高效的發(fā)電技術(shù)，節(jié)能、環(huán)保效果顯著，與常規(guī)燃煤發(fā)電機(jī)組相比優(yōu)勢(shì)明顯。

　　記者:據(jù)了解，上海外高橋第三發(fā)電廠(以下稱“上海外三”)2008年建了兩臺(tái)超超臨界燃煤機(jī)組，據(jù)你了解節(jié)能、環(huán)保效果如何?

　　倪維斗:上海外高橋第三發(fā)電廠兩臺(tái)100萬(wàn)千瓦超超臨界機(jī)組供電煤耗達(dá)到276克/千瓦時(shí)左右(折合凈效率44.5%)。

　　今年年初，中電聯(lián)發(fā)布的年度行業(yè)報(bào)告中稱“2013年，全國(guó)火電機(jī)組供電煤耗321克/千瓦時(shí),居世界先進(jìn)水平?！?這就是說(shuō)，“上海外三”供電煤耗水平比居世界先進(jìn)水平的全國(guó)水平足足低了45克/千瓦時(shí)。

　　再看看“上海外三”的廠用電率，廠用電率指發(fā)電廠在生產(chǎn)過(guò)程中自身所使用的電能，它一般占電廠發(fā)電量5%以上。目前“上海外三”的綜合廠用電率是2.5%左右。據(jù)電廠工作人員介紹，有時(shí)比這個(gè)數(shù)字還要低，為2%。

　　另外，“上海外三”粉塵、二氧化硫和氮氧化物排放濃度分別為:11.63mg/m3、17.71mg/m3和27.25mg/m3，達(dá)到氣電的排放水平。

　　超超臨界機(jī)組節(jié)能、環(huán)保，成本也不算高。我認(rèn)為，在目前國(guó)家對(duì)二氧化碳沒(méi)有強(qiáng)制約束的情況下，應(yīng)該是煤炭清潔高效利用的一個(gè)方向，會(huì)走相當(dāng)一段時(shí)間。

　　記者:據(jù)悉，超超臨界技術(shù)有一個(gè)缺陷是不能有效捕捉二氧化碳，有什么解決方案?

　　倪維斗:超超臨界技術(shù)的問(wèn)題是二氧化碳捕捉和處理問(wèn)題。

　　中國(guó)的二氧化碳排放是個(gè)尖銳問(wèn)題，到2020年單位GDP的二氧化碳排放量要比1990年減少40%~45%。在中國(guó)，如果不解決煤的清潔利用問(wèn)題，所謂低碳發(fā)展都是不可能的，中國(guó)將來(lái)二氧化碳的減排主要落在煤上。

　　我算了筆賬，如果從超超臨界燃煤電廠捕捉和埋存CO2，，整個(gè)燃煤發(fā)電效率將降低11個(gè)百分點(diǎn)，投資將增加1倍。燃煤超超臨界蒸汽發(fā)電在CO2減排上具有先天性的缺陷。而整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)技術(shù)則可以解決這個(gè)問(wèn)題。

　　IGCC減碳效果好但造價(jià)高

　　比較容易進(jìn)行二氧化碳分離，單位造價(jià)為1.2萬(wàn)元/千瓦，只用于純粹發(fā)電在經(jīng)濟(jì)上有較大問(wèn)題，在我國(guó)暫不適合推廣

　　記者:煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)技術(shù)在減碳上有什么優(yōu)勢(shì)?

　　倪維斗:煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)技術(shù)有一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)是，比較容易地把二氧化碳分離、取出來(lái)，使用這種技術(shù)產(chǎn)生的二氧化碳濃度較高，達(dá)到40%左右，壓力比較大，體積比較小，容易取出。

　　IGCC源自于西方國(guó)家20世紀(jì)70年代開(kāi)始研究和發(fā)展的一種技術(shù)，通過(guò)將煤轉(zhuǎn)化為粗煤氣，然后經(jīng)過(guò)除塵、脫硫等凈化工藝成為潔凈煤氣，再供給燃?xì)廨啓C(jī)做功發(fā)電，燃?xì)廨啓C(jī)排氣給余熱鍋爐，產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。

　　記者:IGCC在常規(guī)指標(biāo)上的節(jié)能、環(huán)保效果如何?何時(shí)走向商業(yè)化?現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展的狀況如何?

　　倪維斗:由于其特殊的處理過(guò)程， IGCC具有很多優(yōu)點(diǎn)，排放低，脫硫效率達(dá)到98%，脫氮效率達(dá)到90%，粉塵排放接近于零，碳排放可減少1/4;效率高，其示范電站效率42%~46%;耗水量比常規(guī)蒸汽循環(huán)電站節(jié)水30%~50%;燃煤后廢物處理量少，脫硫后還可副產(chǎn)元素硫或硫酸;可進(jìn)行煤炭資源綜合利用，并能夠捕獲碳，實(shí)現(xiàn)近零排放等。

　　上世紀(jì)70年代~90年代經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)調(diào)試，技術(shù)攻關(guān)，IGCC開(kāi)始從商業(yè)示范走向商業(yè)應(yīng)用階段。

　　第三代IGCC技術(shù)將采用先進(jìn)干粉煤氣化技術(shù)(輸運(yùn)床，流化床)和高級(jí)別燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，其性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都大大提高。采用GE公司9H型燃?xì)廨啓C(jī)和經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的IGCC方案，其凈效率預(yù)期可以達(dá)到51%。

　　記者:據(jù)了解，IGCC造價(jià)成本比較高，與常規(guī)技術(shù)的燃煤機(jī)組造價(jià)相比，成本怎樣?具備推廣行性嗎?

　　倪維斗:由于IGCC電站造價(jià)高昂，如華能公司在天津建成一套26.6萬(wàn)千瓦的IGCC電站，首套單位造價(jià)為1.2萬(wàn)元/千瓦，而常規(guī)超超臨界機(jī)組的造價(jià)僅為0.4萬(wàn)元/千瓦左右。

　　以煤氣化為基礎(chǔ)的IGCC節(jié)能、環(huán)保，能有效捕捉二氧化碳，可是只用于純粹發(fā)電在經(jīng)濟(jì)上有較大問(wèn)題，在我國(guó)暫不適合推廣，但是可以考慮煤氣化多聯(lián)產(chǎn)方案。

　　煤氣化多聯(lián)產(chǎn)方案最佳?

　　技術(shù)上有良好繼承性和可行性，既可以發(fā)電又能生產(chǎn)煤化工，具有捕碳的天然優(yōu)勢(shì)，是煤炭清潔高效利用的重要發(fā)展方向

　　記者:以煤氣化技術(shù)為核心的煤氣化多聯(lián)產(chǎn)同時(shí)發(fā)電和生產(chǎn)煤化工，實(shí)現(xiàn)煤炭物質(zhì)和能量的充分利用，克服了IGCC純粹發(fā)電成本較高的不足。煤氣化多聯(lián)產(chǎn)使用的技術(shù)是否難以攻關(guān)?捕捉二氧化碳效果、系統(tǒng)效率怎樣?

　　倪維斗:煤氣化多聯(lián)產(chǎn)以煤氣化技術(shù)為核心，在煤氣化以后，既可以發(fā)電又能生產(chǎn)煤化工，實(shí)現(xiàn)煤炭物質(zhì)和能量梯級(jí)轉(zhuǎn)化與利用多聯(lián)產(chǎn)。

　　煤氣化多聯(lián)產(chǎn)一方面在技術(shù)上有良好繼承性和可行性，有良好經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保性能，另一方面，其具有捕碳的天性，是實(shí)現(xiàn)未來(lái)碳捕捉和埋存的途徑。

　　采用煤氣化多聯(lián)產(chǎn)方案，無(wú)需特殊的技術(shù)突破，易與天然氣化工過(guò)程銜接，富集的二氧化碳容易捕捉和分離，這是中國(guó)碳減排的戰(zhàn)略方向。

　　煤氣化多聯(lián)產(chǎn)過(guò)程相互耦合，實(shí)現(xiàn)能量流、物質(zhì)流等總體優(yōu)化，電力與化工在運(yùn)行中可起到相互調(diào)峰的作用。

　　如采用化工生產(chǎn)與動(dòng)力過(guò)程的串聯(lián)耦合無(wú)水煤氣變換的方式，再配以1700攝氏度燃?xì)廨啓C(jī)等技術(shù)，可以將系統(tǒng)效率提高到57.3%。

　　記者:煤氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，節(jié)能、環(huán)保，還能解決污染、小城鎮(zhèn)能源供給等問(wèn)題，具體情況怎樣?你對(duì)發(fā)展煤氣化多聯(lián)產(chǎn)有什么建議?

　　倪維斗:煤氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，可生產(chǎn)多種產(chǎn)品;能源利用效率提高有助于緩解能源總量要求;可采用高硫煤，拓展煤炭資源利用;還可以大規(guī)模地生產(chǎn)甲醇、二甲醚、F-T合成油和氫等替代燃料，緩解石油進(jìn)口壓力。

　　煤氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)還可極大解決燃煤污染問(wèn)題，消除常規(guī)燃煤污染物排放，重金屬脫除更經(jīng)濟(jì);有助于解決快速城市化引起的小城鎮(zhèn)和農(nóng)村潔凈能源問(wèn)題;滿足未來(lái)碳減排的需要，成本較低。

　　煤氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在煤炭清潔高效利用方面有很大潛力，應(yīng)該作為煤炭的重要發(fā)展方向。

　　記者:目前是電廠改造和建設(shè)的高峰期，前面提到的3種技術(shù)應(yīng)該怎樣配合使用?

　　倪維斗:從當(dāng)前國(guó)情看，我國(guó)實(shí)施煤炭現(xiàn)代化戰(zhàn)略刻不容緩，建設(shè)一個(gè)電廠可以使用40年~50年，目前正值新一輪電力建設(shè)高潮，如果錯(cuò)過(guò)這一時(shí)期，繼續(xù)按照傳統(tǒng)模式發(fā)展，將導(dǎo)致環(huán)境、能源安全、溫室氣體排放等一系列問(wèn)題。

　　以上3種煤碳高效清潔利用的技術(shù)途徑各有千秋，建議國(guó)家層面應(yīng)該通過(guò)頂層計(jì)和總體規(guī)劃，因時(shí)、因地制宜，選擇利用先進(jìn)的煤炭發(fā)展技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用。環(huán)?？萍嫉倪M(jìn)步，推動(dòng)了每個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相信科技的技術(shù)會(huì)越來(lái)越好。

更多資訊關(guān)注中國(guó)環(huán)?？萍肌?/p>

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