“舊煤新用”駛入低碳經(jīng)濟快車道

　　在我國，一次能源依賴煤炭、電力依賴煤電的格局將長期存在，自主發(fā)展低成本、潔凈、高效煤炭綜合利用技術是能源可持續(xù)發(fā)展的重大需求。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)是集成煤氣化與燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)的超清潔、高效發(fā)電技術，也是迄今為止邁向二氧化碳近零排放的最現(xiàn)實、最經(jīng)濟的燃煤發(fā)電技術。

　　舊能源，新方法——

　　開啟煤氣發(fā)電新時代

　　煤不僅可以清潔發(fā)電，還可以大規(guī)模生產(chǎn)液體燃料和化學品？聽上去難以想象，但在2009年國家科學技術進步獎中，“高效潔凈煤制甲醇與聯(lián)合循環(huán)集成系統(tǒng)的研發(fā)和示范”工程將這兩方面完美地結合在了一起。這一獲獎成果是我國IGCC領域涵蓋從基礎研究、技術研發(fā)、試驗驗證到工程示范的首次完整結合，開創(chuàng)了國內IGCC研發(fā)與示范的先河。

　　說起IGCC,很多人非常陌生。然而在煤炭和電力領域，這已儼然是一個時髦的詞匯。IGCC的中文名是整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，這一先進動力系統(tǒng)將潔凈煤氣化技術和高效的聯(lián)合循環(huán)相結合，分為煤的氣化與凈化和燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電兩個部分。煤在氣化爐中氣化為煤氣，經(jīng)過處理后，把粗煤氣中的灰分、含硫化合物等有害物質除凈，供到燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)中去燃燒做功，借以達到以煤發(fā)電的目的。

　　有人用“舊能源，新方法”來形容IGCC技術。同樣是傳統(tǒng)煤炭能源，IGCC集高發(fā)電效率和環(huán)保性能于一體，不僅彌補了煤炭利用單項技術難以同時滿足效率、成本和環(huán)境等多方面要求的不足，而且與氫能利用、削減二氧化碳排放的長遠可持續(xù)發(fā)展目標相容，是最有效的潔凈煤利用技術途徑，也將成為未來潔凈煤利用高技術發(fā)展的主要方向。

　　“舊煤新用”讓煤化工產(chǎn)業(yè)駛入了低碳經(jīng)濟的快車道。“其發(fā)電成本接近帶脫硫脫硝裝置的燃煤蒸汽電站，污染物排放水平卻接近天然氣聯(lián)合循環(huán)排放水平，滿足我國目前最嚴格的環(huán)保要求，在經(jīng)濟效益和社會效益上具有雙重競爭力�！敝袊�科學院工程熱物理研究所副所長肖云漢說。數(shù)據(jù)顯示，相比同等規(guī)模的常規(guī)燃煤電站，使用IGCC技術的供電效率高6—8個百分點，污染物排放僅為十分之一，節(jié)約用水50%以上。

　　IGCC技術的高效節(jié)能引領煤氣發(fā)電進入了環(huán)保清潔的新時代，在我國掀起了一股發(fā)展IGCC項目的熱潮。據(jù)2010中國IGCC多聯(lián)產(chǎn)峰會官方網(wǎng)站的統(tǒng)計，目前中國在華北、華東和華南地區(qū)已經(jīng)擁有12個IGCC發(fā)電及多聯(lián)產(chǎn)項目。2009年7月6日，中國首座自主開發(fā)、設計、制造并建設的IGCC示范工程項目華能天津IGCC示范電站在天津臨港工業(yè)區(qū)正式開工，投產(chǎn)之后，按年利用5000小時計算，每年發(fā)電量將達12億kwh。

　　“綠色煤電”———

　　實現(xiàn)近零排放夢想

　　潔凈的空氣，明朗的天空，污染物排放近乎為零，能源利用低碳環(huán)�！�…幾乎每一個人都曾在心中構筑過這樣一個綠色世界的夢想。然而，基礎能源能耗高、污染重是一個不爭的事實。如何將夢想變?yōu)楝F(xiàn)實，實現(xiàn)煤電的“綠色”發(fā)展？這不僅是電力工業(yè)面臨的重要課題，更關系到我國資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的建設。從我國能源結構的理想特性出發(fā)，“綠色煤電”計劃應運而生。

　　所謂“綠色煤電”，就是以整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)和碳捕集與封存(CCS)技術為基礎，以聯(lián)合循環(huán)發(fā)電為主，并對污染物進行回收，對二氧化碳進行分離、利用或封存的新型煤炭發(fā)電技術。在開發(fā)近零排放的燃煤電廠、發(fā)展中國潔凈煤技術的道路上，IGCC是決定成敗的關鍵。

　　為此，我國眾多煤電企業(yè)持續(xù)不斷地進行科技創(chuàng)新，華能集團在煤電技術改革中當起了排頭兵�！拔覀儚�2006年開始，就重點進行2000噸／天級兩段式干煤粉加壓氣化爐的工業(yè)化、實用化設計，驗證大型高溫煤氣凈化技術和大型電熱化多聯(lián)供的系統(tǒng)集成技術。”華能集團總經(jīng)理蘇文斌告訴記者，去年5月，華能綠色煤電天津IGCC示范電站工程正式獲批，計劃于2011年建成，屆時，我國將出現(xiàn)第一臺25萬千瓦等級的整體煤氣化燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電機組。項目建成后，效率將比目前最先進的火力發(fā)電技術提高三分之一，并實現(xiàn)二氧化碳和污染物的近零排放。

　　建設具有自主知識產(chǎn)權的IGCC電站只是實現(xiàn)“綠色煤電”計劃的第一步。專家告訴記者，技術的成熟必將帶動產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展，實施“綠色煤電”示范項目便成了題中之義。

　　蘇文斌說：“我們計劃于2016年左右建成的400MW級‘綠色煤電’示范工程，將集成大規(guī)模煤制氫和氫能發(fā)電、二氧化碳捕集和封存等關鍵技術，實現(xiàn)煤炭的高效利用，以及污染物和二氧化碳的近零排放，同時不斷提高‘綠色煤電’系統(tǒng)的技術可靠性和經(jīng)濟可行性，為大規(guī)模商業(yè)化做好準備。”

　　如今，在浙江半山、廣東東莞、深圳等地，IGCC煤電化多聯(lián)產(chǎn)示范工程如雨后春筍般建立起來，大唐、華電、國電、中電投、神華、國家開發(fā)投資公司和中煤能源集團等一大批企業(yè)紛紛投身到“綠色煤電”計劃中。在綠色環(huán)保生活的美好圖景上，IGCC技術必將添上濃墨重彩的一筆。

　　煤基多聯(lián)產(chǎn)———

　　促進不同產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展

　　在中科院工程熱物理所的走廊里，掛著大大小小的IGCC設備裝置的圖片，一幅IGCC聯(lián)產(chǎn)路線圖更是吸引了記者注意。肖云漢副所長向記者介紹：“今年要自主研發(fā)、示范一座油電聯(lián)產(chǎn)示范系統(tǒng)；2011年至少新建成一座200MW級IGCC示范系統(tǒng)，示范改造一座燃油聯(lián)合循環(huán)機組為IGCC電廠；2015年至少建成三座不同類型的規(guī)模為400MW級的IGCC聯(lián)產(chǎn)典型商業(yè)示范系統(tǒng)，實現(xiàn)近零排放氫電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的中試；到2020年形成完整的IGCC聯(lián)產(chǎn)重大技術裝備和成套，實現(xiàn)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的推廣和近零排放氫電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的工業(yè)示范。”

　　事實上，自主發(fā)展IGCC作為我國發(fā)展?jié)崈裘杭夹g的重要選擇，早在2006年就被列入《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》、《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》、《我國應掌握自主知識產(chǎn)權的關鍵技術和產(chǎn)品目錄》等�！笆�一五”規(guī)劃綱要明確提出，要優(yōu)化發(fā)展能源工業(yè)，積極發(fā)展電力，啟動整體煤氣化燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站工程。

　　基于國家政策的大力扶持、目標路線的明確建立，IGCC技術在我國很多領域已經(jīng)開花結果。我國目前已經(jīng)自主研發(fā)并首次建成了高效潔凈煤基甲醇聯(lián)產(chǎn)電示范系統(tǒng)，業(yè)已形成煤炭聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)集成與優(yōu)化設計平臺；突破了天然氣改燒煤制氣和化工馳放氣40MW級燃氣輪機發(fā)電技術，成功實現(xiàn)了驗證與工程化應用；煤炭聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)首次完成了工業(yè)化設計與運行，可用率和可靠性超過同類工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。

　　專家指出，IGCC的全面多聯(lián)產(chǎn)意義非凡。作為一項運用范圍廣、涉及產(chǎn)業(yè)多的高新科技，IGCC可以方便地實現(xiàn)電能和清潔燃料、氫、化工品、鋼鐵等能源及材料產(chǎn)品的聯(lián)合生產(chǎn)，完成煤炭的高效、潔凈、經(jīng)濟的綜合利用。在帶動電力、化工、鋼鐵、煤炭等行業(yè)的節(jié)能減排和優(yōu)化升級的過程中，IGCC將會促進不同產(chǎn)業(yè)間的融合，形成持續(xù)競爭力。

　　肖云漢認為，要實現(xiàn)IGCC全面多聯(lián)產(chǎn)，我們依然任重而道遠。面對IGCC的未來，肖云漢和眾多科研專家一起，提出了“六個一”計劃。一是建設一座電站：建成我國第一座250MW等級的IGCC示范電站，成為國內最清潔環(huán)保的煤基電站；二是成熟一項技術：不斷探索、總結、完善IGCC技術，總結出一套建設、管理、運營IGCC電廠的經(jīng)驗，努力實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化推廣；三是提升一個行業(yè)：促進發(fā)電行業(yè)技術升級和產(chǎn)業(yè)升級，實現(xiàn)煤電的綠色發(fā)展；四是催生一個產(chǎn)業(yè)：帶動清潔電力行業(yè)發(fā)展的同時，促進相關制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)氣化爐、空分裝置、余熱鍋爐和蒸汽輪發(fā)電機組四大主機實現(xiàn)100%國產(chǎn)化；五是培養(yǎng)一批人才：培養(yǎng)我國本土的IGCC建設、運營人才，為未來的進一步發(fā)展做好人才儲備；六是打造一個亮點：站在低碳清潔高效能源的制高點，IGCC作為排頭兵，將使我國在清潔能源的發(fā)展上擁有更大話語權和競爭力。

　　IGCC未來的發(fā)展方向已經(jīng)明確，專家們相信，它一定能夠擔負起“運用高科技，聯(lián)合多產(chǎn)業(yè)，開辟新道路”的使命，推動我國能源利用實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。本報記者　鄭　楊　實習生　曾　妮