摘要：煤現在是、將(jiang)(jiang)來(lai)(lai)仍是中(zhong)國(guo)(guo)的(de)主力能源(yuan)，且(qie)煤用于發電(dian)的(de)比例將(jiang)(jiang)越來(lai)(lai)越大(da)。煤的(de)直(zhi)接燃燒已引起嚴重的(de)生態(tai)和(he)環境污(wu)染，并且(qie)其直(zhi)接燃燒很難(nan)解(jie)(jie)決溫(wen)室氣體減(jian)排(pai)問題。解(jie)(jie)決煤炭的(de)清潔高效(xiao)利用問題是中(zhong)國(guo)(guo)發展低(di)碳經濟(ji)的(de)關鍵。以(yi)煤氣化為核心的(de)多(duo)聯(lian)(lian)產能源(yuan)系統(tong)是綜合解(jie)(jie)決我國(guo)(guo)面臨的(de)能源(yuan)挑戰(zhan)的(de)重要方案(an)，實施多(duo)聯(lian)(lian)產能源(yuan)戰(zhan)略刻不容緩(huan)，延誤過渡到以(yi)煤氣化為核心的(de)多(duo)聯(lian)(lian)產技術的(de)時機，將(jiang)(jiang)會顯著增(zeng)加(jia)將(jiang)(jiang)來(lai)(lai)中(zhong)國(guo)(guo)治(zhi)理空(kong)氣污(wu)染的(de)成本、難(nan)以(yi)控制未來(lai)(lai)石(shi)油進口，以(yi)及大(da)大(da)增(zeng)加(jia)減(jian)排(pai)溫(wen)室氣體的(de)成本。中(zhong)國(guo)(guo)CO2減(jian)排(pai)應從煤化工(gong)開始，積累經驗，逐步過渡到"IGCC+多(duo)聯(lian)(lian)產+CCUS"。

關鍵詞：煤(mei)(mei)的清潔(jie)高效利用(yong),煤(mei)(mei)基多聯產, CO2減排

1 前言

目前(qian)能源(yuan)及與之相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)問題成為(wei)(wei)全世界(jie)各國(guo)(guo)(guo)最為(wei)(wei)關注(zhu)的(de)(de)(de)(de)熱點，各國(guo)(guo)(guo)都(dou)(dou)在從(cong)自身國(guo)(guo)(guo)情出(chu)發來解(jie)決(jue)能源(yuan)與環(huan)境(jing)問題。對我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)來說(shuo)，由于人均資源(yuan)短缺(que)（尤其(qi)是(shi)油、氣、水(shui)），環(huan)境(jing)容量（亦(yi)是(shi)資源(yuan)）有限，西部(bu)生態脆弱(ruo)，這(zhe)些問題尤為(wei)(wei)嚴(yan)重(zhong)(zhong)，將(jiang)極大(da)(da)地(di)制約我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)可(ke)持續發展(zhan)。近年來，我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)GDP每年以(yi)(yi)近10%的(de)(de)(de)(de)速度增長，能源(yuan)消耗(hao)急(ji)驟增加，環(huan)境(jing)、生態日(ri)益惡化。這(zhe)種(zhong)對自然無序的(de)(de)(de)(de)、掠奪性索取的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)模式已(yi)難(nan)以(yi)(yi)為(wei)(wei)繼，實際上已(yi)造(zao)成當前(qian)十分嚴(yan)重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)、不(bu)可(ke)逆轉的(de)(de)(de)(de)后果，大(da)(da)自然的(de)(de)(de)(de)懲罰已(yi)經不(bu)斷(duan)地(di)凸現出(chu)來，并(bing)還(huan)要(yao)(yao)繼續加重(zhong)(zhong)。總的(de)(de)(de)(de)來說(shuo)，我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)能源(yuan)領域(yu)面臨著五大(da)(da)嚴(yan)峻挑(tiao)戰：總量需(xu)求的(de)(de)(de)(de)巨大(da)(da)壓力(li)、液體燃料短缺(que)、環(huan)境(jing)污染嚴(yan)重(zhong)(zhong)、溫室氣體排放、八(ba)億農民及城鎮(zhen)化需(xu)要(yao)(yao)清潔(jie)能源(yuan)供應。在這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)嚴(yan)峻形(xing)勢下(xia)，能源(yuan)戰略、能源(yuan)科技、能源(yuan)政策都(dou)(dou)應以(yi)(yi)解(jie)決(jue)以(yi)(yi)上五點為(wei)(wei)出(chu)發點和落腳點。煤(mei)炭仍將(jiang)長期作為(wei)(wei)我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)能源(yuan)的(de)(de)(de)(de)主力(li)，因此煤(mei)炭的(de)(de)(de)(de)高效、清潔(jie)利用對我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)具有重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)戰略意義，以(yi)(yi)煤(mei)氣化為(wei)(wei)核(he)心(xin)的(de)(de)(de)(de)多聯產能源(yuan)系(xi)統(tong)是(shi)綜合解(jie)決(jue)我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)能源(yuan)問題的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)方案。[1]

2 我國能源可持續發展中無法改變以煤為主的現實

1.1 可再生能源在近10至20年難以解決我國能源的主要問題

由于我(wo)國(guo)能(neng)(neng)(neng)(neng)源消費總量的(de)(de)(de)急(ji)(ji)劇增長(chang)(chang)，可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源（主(zhu)要(yao)(yao)(yao)是(shi)風能(neng)(neng)(neng)(neng)、太陽能(neng)(neng)(neng)(neng)和生(sheng)物質能(neng)(neng)(neng)(neng)）在(zai)(zai)(zai)2020年以(yi)(yi)前很難在(zai)(zai)(zai)總能(neng)(neng)(neng)(neng)源平衡中(zhong)占有一定(ding)份額的(de)(de)(de)比例，因(yin)此2020年以(yi)(yi)前可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源在(zai)(zai)(zai)份額上不能(neng)(neng)(neng)(neng)解決我(wo)國(guo)能(neng)(neng)(neng)(neng)源的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)(yao)問題，這個情況(kuang)和歐洲(zhou)的(de)(de)(de)其(qi)他國(guo)家在(zai)(zai)(zai)國(guo)情上有很大區別。一些歐洲(zhou)國(guo)家，他們總能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)已經不再增長(chang)(chang)（或增長(chang)(chang)很少(shao)），可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源的(de)(de)(de)發展逐(zhu)步替代目前在(zai)(zai)(zai)役的(de)(de)(de)化石能(neng)(neng)(neng)(neng)源。而我(wo)國(guo)卻處于總能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)急(ji)(ji)劇增長(chang)(chang)之中(zhong)，單是(shi)發電(dian)設備(bei)（其(qi)中(zhong)主(zhu)要(yao)(yao)(yao)是(shi)燃煤發電(dian)），近年來每年裝機容(rong)量增長(chang)(chang)接(jie)近1億kW。在(zai)(zai)(zai)這個高速增長(chang)(chang)量中(zhong)，可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源所能(neng)(neng)(neng)(neng)起的(de)(de)(de)作用是(shi)有限的(de)(de)(de)，下面分析(xi)其(qi)中(zhong)幾種主(zhu)要(yao)(yao)(yao)可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源的(de)(de)(de)情況(kuang)。

風(feng)電(dian)：近年來裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)容(rong)(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)每年翻一番，2009年，中國(guo)(guo)累計(ji)風(feng)電(dian)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)達2580萬kW，其中風(feng)電(dian)并網總容(rong)(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)1613萬kW，占全國(guo)(guo)發(fa)電(dian)設備容(rong)(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)1.85%（截至2009年底(di)，全國(guo)(guo)電(dian)力裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)總容(rong)(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)累計(ji)達8.74億(yi)(yi)kW）；而風(feng)力發(fa)電(dian)量(liang)(liang)(liang)(liang)269億(yi)(yi)kWh，僅占全國(guo)(guo)發(fa)電(dian)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)0.737%（2009年，全國(guo)(guo)發(fa)電(dian)量(liang)(liang)(liang)(liang)36506億(yi)(yi)kWh）[2]。若2020年風(feng)力發(fa)電(dian)的(de)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)容(rong)(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)達到1億(yi)(yi)kW，考慮(lv)到每單位裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)容(rong)(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)滿負荷年運行小時數平均為2000小時，則風(feng)力發(fa)電(dian)量(liang)(liang)(liang)(liang)為2000億(yi)(yi)kWh，估計(ji)2020年全面實現小康(kang)社(she)會總用電(dian)量(liang)(liang)(liang)(liang)將達到6.6萬億(yi)(yi)kWh，也就(jiu)是(shi)2020年在理想(xiang)情況下(xia)我(wo)國(guo)(guo)風(feng)電(dian)量(liang)(liang)(liang)(liang)約(yue)占全社(she)會總用電(dian)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)3%。這是(shi)除水(shui)電(dian)外最大(da)的(de)可再生(sheng)能源電(dian)的(de)份額。

太陽能(neng)(neng)：以光(guang)伏(fu)發電為(wei)例(li)，2020年光(guang)伏(fu)發電若按(an)照總裝機容量2000萬kW的(de)目標發展，滿負荷年運行(xing)小時(shi)數1200小時(shi)，則2020年太陽能(neng)(neng)光(guang)伏(fu)發電量為(wei)240億kWh，占全社會用電量不足0.4%。而目前實際上我國PV產(chan)品的(de)95%以上用于(yu)出口，內需由于(yu)價格問題需要一(yi)個(ge)過程。同時(shi)，生產(chan)多(duo)晶硅是一(yi)個(ge)高耗能(neng)(neng)產(chan)業，能(neng)(neng)源消耗和環境污染需認(ren)真考慮。

生物質能：估計2020年我國生物質能資源潛力約5億tce（tce：噸標準煤，1kgce=29271kJ=7000kcal），總量有限。我國生物質資源的分布絕大部分是高度分散的（中國是小農經濟）。并且由于人均耕地少，人均秸稈占有量少，生物質能主要用于解決廣大農村的用能問題。
 
根據(ju)中國可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)發展(zhan)戰略研究可知[3]，綜合考慮我國資(zi)源(yuan)潛力、環(huan)境(jing)約(yue)束、社會總(zong)成(cheng)本(ben)等因素后(hou)，樂觀地預測我國可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)發展(zhan)的潛力：2020年(nian)可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)總(zong)量(liang)約(yue)6億tce/a（圖1），其(qi)中包(bao)括水電在內(nei)。

1.2 能源供應仍將長期以煤為主，未來40多年必然會有巨大的煤炭消耗

2009年，我國(guo)一次能(neng)源(yuan)消費(fei)總量(liang)(liang)達(da)(da)到(dao)30.5億(yi)tce，其中(zhong)煤(mei)炭占(zhan)70.1%，石(shi)(shi)油(you)占(zhan)18.7%，天然氣(qi)(qi)占(zhan)3.85%[4]。根據國(guo)家能(neng)源(yuan)發展(zhan)(zhan)規劃以(yi)及中(zhong)國(guo)工(gong)程院(yuan)中(zhong)國(guo)能(neng)源(yuan)中(zhong)長(chang)期發展(zhan)(zhan)戰(zhan)略(lve)研(yan)究對核電、天然氣(qi)(qi)等發展(zhan)(zhan)或需(xu)求(qiu)(qiu)(qiu)的(de)樂觀預測：2020年核電總裝機容量(liang)(liang)將(jiang)(jiang)達(da)(da)到(dao)7000萬kW（圖2）；2020年天然氣(qi)(qi)需(xu)求(qiu)(qiu)(qiu)將(jiang)(jiang)達(da)(da)到(dao)2900億(yi)m?/a（圖3）；2020年石(shi)(shi)油(you)需(xu)求(qiu)(qiu)(qiu)將(jiang)(jiang)達(da)(da)5.5億(yi)toe/a（圖4）（toe：噸油(you)當(dang)(dang)量(liang)(liang)，1kg油(you)當(dang)(dang)量(liang)(liang)=41816kJ=10000kcal=1.4286kgce）。

 
上述分(fen)別(bie)討論了(le)可(ke)再生能源(yuan)、核電(dian)、石油、天然氣等未(wei)來(lai)的(de)充(chong)分(fen)發展和需求趨勢，在此基礎上，進一步考慮未(wei)來(lai)我國總能源(yuan)消費(fei)情況。

目(mu)前，以美國(guo)為代(dai)表(biao)的(de)高耗(hao)(hao)能國(guo)家，人(ren)均(jun)能耗(hao)(hao)穩定(ding)(ding)在(zai)(zai)11 tce/人(ren)左右(you)(you)(you)(you)；以歐洲和日(ri)本(ben)為代(dai)表(biao)的(de)中等耗(hao)(hao)能國(guo)家，人(ren)均(jun)能耗(hao)(hao)穩定(ding)(ding)在(zai)(zai)5-6 tce/人(ren)左右(you)(you)(you)(you)。從可持續(xu)發展(zhan)的(de)角(jiao)度，以及(ji)2050年我國(guo)要達(da)到(dao)中等發達(da)國(guo)家水平的(de)目(mu)標考慮，我國(guo)人(ren)均(jun)能耗(hao)(hao)的(de)穩定(ding)(ding)值應爭取(qu)控制在(zai)(zai)更(geng)低水平以及(ji)更(geng)加節(jie)儉(jian)的(de)生(sheng)活方式，例如將人(ren)均(jun)能耗(hao)(hao)定(ding)(ding)位(wei)于4tce/人(ren)左右(you)(you)(you)(you)。在(zai)(zai)最(zui)可能情景(jing)下，2050年我國(guo)人(ren)口達(da)到(dao)15億(yi)(yi)左右(you)(you)(you)(you)，則(ze)總能耗(hao)(hao)60億(yi)(yi)tce左右(you)(you)(you)(you)，取(qu)63.5億(yi)(yi)tce作為2050年一次能源消費總量(liang)的(de)"天(tian)花板"。圖5所(suo)示為在(zai)(zai)"天(tian)花板"63.5億(yi)(yi)tce約束下，各種能源消費構成(cheng)情況。

即使考慮了各種可再生能源、核電、天然氣(qi)、石油需求等較快(kuai)發展(zhan)，并充分考慮節能的潛力和節儉的生活方式，2050年(nian)(nian)煤炭(tan)(tan)在一次能源構成中仍占35%以(yi)上，而年(nian)(nian)煤炭(tan)(tan)需求量(liang)不(bu)會低于20億(yi)(yi)tce/a，未來40年(nian)(nian)（2010~2050）累計消耗的煤炭(tan)(tan)總量(liang)將在900億(yi)(yi)tce以(yi)上（圖5）。資(zi)源和環保(bao)呼喚煤的清潔、高效、低碳利用！

3 煤的清潔高效利用是中國低碳經濟的關鍵

目前中國年(nian)CO2排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)總(zong)量約(yue)60億t/a，在哥本哈根會議(yi)上，中國承(cheng)諾2020年(nian)單(dan)位GDP的(de)(de)CO2排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)比2005年(nian)降低40~45%。中國正(zheng)處于CO2排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)的(de)(de)上升期，國際上更加感(gan)興趣(qu)的(de)(de)是(shi)：未來(lai)中國的(de)(de)CO2年(nian)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)峰值何時出現，絕對值是(shi)多少(shao)，80億t、90億t、還是(shi)100億t？什么(me)時候會開始下降？氣候變(bian)化是(shi)全世界(jie)的(de)(de)問(wen)題，更是(shi)中國可持續發展的(de)(de)大問(wen)題。若(ruo)要(yao)將(jiang)未來(lai)全球(qiu)溫升控制在2~3攝氏度，2050年(nian)全球(qiu)CO2排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)需要(yao)比1990年(nian)減(jian)少(shao)50%左(zuo)右，只(zhi)能排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)104億t（1990年(nian)208億t），這也就是(shi)屆時全球(qiu)CO2排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)的(de)(de)總(zong)空(kong)(kong)間(jian)。應對全球(qiu)氣候變(bian)化，世界(jie)留給中國的(de)(de)CO2排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)空(kong)(kong)間(jian)已經非常小，面(mian)對CO2減(jian)排(pai)(pai)(pai)問(wen)題中國應當早行動，爭取更大的(de)(de)主動。

與圖5最可(ke)能(neng)發展情景對應，考慮(lv)煤、石油(you)、天然(ran)氣(qi)對我(wo)(wo)國CO2排放(fang)的貢獻（圖6）。天然(ran)氣(qi)屬于低碳的能(neng)源，排氣(qi)中(zhong)(zhong)CO2濃度(du)低，進一步收集難(nan)度(du)大。石油(you)的排放(fang)源比較(jiao)分(fen)(fen)(fen)散，難(nan)以實現(xian)大規模收集。且天然(ran)氣(qi)和(he)(he)石油(you)利用(yong)中(zhong)(zhong)的CO2排放(fang)在總的CO2排放(fang)中(zhong)(zhong)所(suo)占份額(e)較(jiao)小。所(suo)以減排CO2的重任要落(luo)在煤上。對我(wo)(wo)國CO2排放(fang)峰(feng)值出(chu)現(xian)時間和(he)(he)絕對值進行假(jia)設，譬如2030年(nian)80億t，2035年(nian)90億t，2040年(nian)100億t，圖6中(zhong)(zhong)的三條曲線分(fen)(fen)(fen)別代表了三種峰(feng)值到出(chu)現(xian)的情景，各條曲線以上的部(bu)分(fen)(fen)(fen)表示(shi)在已經大力強化節能(neng)和(he)(he)發展核(he)能(neng)和(he)(he)可(ke)再生能(neng)源的條件下，仍需要減排的部(bu)分(fen)(fen)(fen)。

從現在到2050年，中(zhong)國累計耗煤(mei)(mei)將達900多億(yi)tce，如何利用好(hao)這900 億(yi)tce是我(wo)國能源工作(zuo)者面(mian)臨的(de)(de)"大"問題(ti)。對(dui)這個問題(ti)必需要(yao)有創新的(de)(de)思路和(he)(he)詳細的(de)(de)規劃。煤(mei)(mei)炭在電(dian)力、化工、冶(ye)金、建材等行業(ye)的(de)(de)利用都需要(yao)做精(jing)細的(de)(de)分(fen)析，如未(wei)來發(fa)電(dian)所用的(de)(de)煤(mei)(mei)炭占煤(mei)(mei)炭份額不斷增加，各種發(fa)電(dian)方式如何選(xuan)擇(ze)，特別是考(kao)慮到CCS，都需要(yao)有整體的(de)(de)規劃和(he)(he)戰略布(bu)局。

4煤基多聯產是煤的清潔高效利用的重要戰略方向

4.1 煤基多聯產打破行業界限，實現能源系統的集成優化

以煤(mei)氣化(hua)(hua)(hua)(hua)為(wei)(wei)核心的(de)(de)多(duo)聯(lian)(lian)產(chan)能源系統（煤(mei)基多(duo)聯(lian)(lian)產(chan)）就是以煤(mei)、渣油(you)或石(shi)油(you)焦(jiao)為(wei)(wei)原料，經氣化(hua)(hua)(hua)(hua)后成為(wei)(wei)合(he)成氣（CO+H2），凈(jing)化(hua)(hua)(hua)(hua)以后可用于實現電力(li)、化(hua)(hua)(hua)(hua)工、熱、氣的(de)(de)聯(lian)(lian)產(chan)，即(ji)在(zai)發(fa)電的(de)(de)同時，聯(lian)(lian)產(chan)包括液體(ti)燃料在(zai)內的(de)(de)多(duo)種高附加值的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)工產(chan)品、城市煤(mei)氣等。圖7為(wei)(wei)煤(mei)基多(duo)聯(lian)(lian)產(chan)可能的(de)(de)系統之一[5]。其中的(de)(de)清潔煤(mei)發(fa)電技(ji)術被稱為(wei)(wei)整體(ti)煤(mei)氣化(hua)(hua)(hua)(hua)聯(lian)(lian)合(he)循環(huan)（簡稱IGCC）發(fa)電，是潔凈(jing)的(de)(de)煤(mei)氣化(hua)(hua)(hua)(hua)技(ji)術與高效的(de)(de)聯(lian)(lian)合(he)循環(huan)技(ji)術的(de)(de)結合(he)。

煤基多聯產(chan)打破不同行業(ye)之間的(de)(de)(de)(de)界限，按照系統最優(you)原則對如發(fa)電、化工、冶(ye)金等生產(chan)中的(de)(de)(de)(de)物質流(liu)和能(neng)量流(liu)進行充分集成與優(you)化，改變(bian)傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)工藝過程(cheng)，實現氫碳比、壓力(li)、溫度、物質、燃(ran)(ran)料(liao)";品(pin)質"等的(de)(de)(de)(de)梯級利用，從而達到系統的(de)(de)(de)(de)能(neng)源、環境、經(jing)濟效益最優(you)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。煤基多聯產(chan)是(shi)(shi)符合(he)中國國情(qing)的(de)(de)(de)(de)能(neng)源發(fa)展方向之一，是(shi)(shi)結(jie)合(he)我(wo)(wo)國以煤為主的(de)(de)(de)(de)特殊條件，是(shi)(shi)新(xin)型工業(ye)化的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要道路。其自(zi)主創新(xin)、跨(kua)越式發(fa)展的(de)(de)(de)(de)潛(qian)力(li)很大，是(shi)(shi)解決我(wo)(wo)國能(neng)源、環境、液體(ti)燃(ran)(ran)料(liao)短缺等問(wen)題(ti)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要戰略方向。

煤(mei)基多(duo)(duo)聯(lian)產(chan)生(sheng)產(chan)過(guo)程的(de)(de)能量流、物質流、火用流（Exergy）按(an)最(zui)優(you)原則耦合在(zai)一起，比(bi)分別生(sheng)產(chan)相關產(chan)品(pin)在(zai)基本投(tou)資(zi)、單位(wei)產(chan)品(pin)成本，污染物的(de)(de)排(pai)放（硫、汞(gong)、顆粒物）、環境等方面都有顯著的(de)(de)效(xiao)益(yi)。這種多(duo)(duo)聯(lian)產(chan)系統在(zai)化(hua)工產(chan)品(pin)、液體燃料和電(dian)(dian)力之間(jian)可(ke)以按(an)市(shi)場需求或是(shi)發電(dian)(dian)的(de)(de)"峰－谷(gu)"差(cha)進行適當調(diao)節，有很(hen)好(hao)(hao)的(de)(de)靈活性。目前(qian)純用于發電(dian)(dian)的(de)(de)IGCC單位(wei)投(tou)資(zi)較高，與煤(mei)基多(duo)(duo)聯(lian)產(chan)結合生(sheng)產(chan)電(dian)(dian)力、化(hua)工兩種產(chan)品(pin)，可(ke)以帶(dai)來(lai)較好(hao)(hao)的(de)(de)經(jing)濟效(xiao)益(yi)。

煤基多聯產是可(ke)持續發(fa)展的(de)(de)、技術(shu)上有良好繼(ji)承性和(he)可(ke)行性，具(ju)有良好的(de)(de)經濟效益和(he)環保(bao)性能，是實現未來CO2捕(bu)捉和(he)埋存的(de)(de)途(tu)徑，它對于中(zhong)國(guo)乃(nai)至世界(jie)都具(ju)有非(fei)常重要的(de)(de)戰(zhan)略意義。

4.2 中國減排CO2應從煤化工開始逐步過渡到"IGCC+多聯產+CCUS"

如果煤(mei)(mei)直接燃(ran)燒(shao)，從(cong)煙(yan)氣(qi)里(li)收集CO2很困難，因為(wei)煙(yan)氣(qi)中(zhong)CO2濃度低(di)(di)（煙(yan)囪里(li)CO2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃度大(da)約13~14%，70~80%都(dou)是(shi)(shi)氮氣(qi)）、壓(ya)力低(di)(di)、處理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)煙(yan)氣(qi)體積流(liu)量(liang)大(da)，能(neng)(neng)耗大(da)（分離過(guo)(guo)程(cheng)是(shi)(shi)耗能(neng)(neng)過(guo)(guo)程(cheng)）。依靠目前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)，將發電(dian)(dian)廠煙(yan)囪里(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CO2分離出(chu)來，處理后埋入地下(xia)，整個燃(ran)煤(mei)(mei)發電(dian)(dian)效率會降(jiang)低(di)(di)11個百(bai)分點，如原(yuan)來發電(dian)(dian)效率是(shi)(shi)45%，則加上CO2捕(bu)捉環節(jie)會降(jiang)為(wei)34%。由于發電(dian)(dian)效率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)低(di)(di)，要得(de)到(dao)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)量(liang)就需要消耗更多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)煤(mei)(mei)。在IGCC多(duo)聯(lian)產系(xi)統中(zhong)，從(cong)煤(mei)(mei)氣(qi)化后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)成(cheng)氣(qi)中(zhong)捕(bu)捉（Capture）高濃度、高壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CO2，為(wei)減(jian)排(pai)CO2創造條件，雖(sui)然也要耗能(neng)(neng)，但是(shi)(shi)效率降(jiang)低(di)(di)大(da)概(gai)為(wei)6~7個百(bai)分點。所耗費的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)與成(cheng)本(ben)比常(chang)規電(dian)(dian)站煙(yan)氣(qi)中(zhong)捕(bu)捉CO2低(di)(di)得(de)多(duo)，且IGCC多(duo)聯(lian)產系(xi)統有(you)多(duo)種(zhong)產品(pin)，在成(cheng)本(ben)方面(mian)可(ke)以(yi)實現互補，能(neng)(neng)量(liang)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)綜合(he)(he)利(li)用，又能(neng)(neng)夠提(ti)供較(jiao)低(di)(di)成(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CO2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除辦法。因此"IGCC+多(duo)聯(lian)產+CCUS"是(shi)(shi)中(zhong)國CO2減(jian)排(pai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)戰略方向(xiang)。

中國(guo)(guo)應(ying)當按照國(guo)(guo)情走自己的(de)(de)(de)路，從(cong)(cong)現(xian)在開始考慮(lv)分階(jie)段(duan)減排CO2的(de)(de)(de)問題，我(wo)(wo)國(guo)(guo)CO2的(de)(de)(de)捕(bu)集、利用(yong)和(he)(he)埋存(cun)應(ying)從(cong)(cong)易到(dao)難(nan)，逐步(bu)推進。目前(qian)我(wo)(wo)國(guo)(guo)正大力發展(zhan)煤(mei)(mei)化(hua)(hua)(hua)工(gong)（甲(jia)醇、二甲(jia)醚(mi)、直(zhi)(zhi)接煤(mei)(mei)變油(you)、間接煤(mei)(mei)變油(you)等(deng)(deng)(deng)），在煤(mei)(mei)化(hua)(hua)(hua)工(gong)過(guo)程中排放(fang)(fang)的(de)(de)(de)CO2已經具有較高的(de)(de)(de)濃度和(he)(he)壓(ya)力，而(er)實(shi)際(ji)的(de)(de)(de)情況是這(zhe)(zhe)些"現(xian)成"的(de)(de)(de)CO2都直(zhi)(zhi)接排放(fang)(fang)到(dao)大氣中。因此我(wo)(wo)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)CO2減排應(ying)從(cong)(cong)煤(mei)(mei)化(hua)(hua)(hua)工(gong)做起，國(guo)(guo)家應(ying)予(yu)以(yi)政策支持，如碳稅(shui)、補貼等(deng)(deng)(deng)，在此過(guo)程中，對CO2的(de)(de)(de)處理（化(hua)(hua)(hua)學(xue)、物理應(ying)用(yong)，輸運、埋存(cun)等(deng)(deng)(deng)）積(ji)累經驗，就可以(yi)馬上付諸實(shi)施。考慮(lv)未來(lai)清潔煤(mei)(mei)發電，"IGCC+多聯產(chan)(chan)"應(ying)盡快地示范(fan)，逐步(bu)走向大規(gui)模(mo)(mo)發展(zhan)，按CO2減排需要(yao)逐步(bu)過(guo)渡到(dao)"IGCC+多聯產(chan)(chan)+CCUS"。從(cong)(cong)直(zhi)(zhi)接燃煤(mei)(mei)電廠煙氣中捕(bu)捉(zhuo)CO2，在目前(qian)技術(shu)條件下需要(yao)耗費(fei)大量的(de)(de)(de)能源資源和(he)(he)投資，在這(zhe)(zhe)方(fang)面我(wo)(wo)們也(ye)需要(yao)做研究和(he)(he)小規(gui)模(mo)(mo)示范(fan)，但(dan)是大規(gui)模(mo)(mo)的(de)(de)(de)商(shang)業實(shi)施還需要(yao)觀察一段(duan)時期(qi)。總之，減排CO2應(ying)從(cong)(cong)易到(dao)難(nan)，積(ji)累經驗，逐步(bu)推進，而(er)不(bu)是一蹴而(er)就。

4.3 實施"IGCC+多聯產"能源戰略刻不容緩

盡管目前(qian)IGCC發電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)價成(cheng)本(ben)較高，但是(shi)考(kao)慮到將來(lai)對污染物二氧(yang)化(hua)(hua)硫(liu)、氮氧(yang)化(hua)(hua)物、顆粒物、汞的(de)控制要(yao)(yao)求，以(yi)及(ji)下(xia)一(yi)(yi)步要(yao)(yao)進行CO2的(de)捕捉(zhuo)與埋存（CCS），加上可以(yi)通過多(duo)聯產(chan)(chan)化(hua)(hua)工產(chan)(chan)品來(lai)降低成(cheng)本(ben)，所以(yi)煤(mei)基多(duo)聯產(chan)(chan)很重要(yao)(yao)。近年來(lai)，新(xin)建(jian)的(de)幾億kW的(de)火電(dian)(dian)(dian)裝機采用的(de)基本(ben)上是(shi)超(chao)臨(lin)(lin)界、超(chao)超(chao)臨(lin)(lin)界發電(dian)(dian)(dian)機組(zu)。如不(bu)(bu)及(ji)時考(kao)慮IGCC+多(duo)聯產(chan)(chan)的(de)發展，從某種意(yi)義(yi)上來(lai)說(shuo)，這就意(yi)味著(zhu)今后(hou)一(yi)(yi)段(duan)時期內我國(guo)電(dian)(dian)(dian)力發展的(de)技術路徑被鎖定在(zai)煤(mei)直接燃燒發電(dian)(dian)(dian)的(de)模式上，一(yi)(yi)個能源(yuan)系統的(de)發展與成(cheng)熟(shu)需要(yao)(yao)多(duo)年時間，現在(zai)不(bu)(bu)推(tui)進IGCC多(duo)聯產(chan)(chan)示范(fan)就會延誤時機，將來(lai)再(zai)做(zuo)要(yao)(yao)付出更(geng)大(da)的(de)代價。

煤(mei)基多聯(lian)產(chan)(chan)所生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)液體燃(ran)料(liao)，尤其是(shi)(shi)甲醇和(he)(he)(he)二(er)甲醚(mi)是(shi)(shi)絕好的(de)(de)煤(mei)基車(che)用(yong)(yong)(yong)替(ti)(ti)代燃(ran)料(liao)，可(ke)以(yi)(yi)有份額地緩解我國(guo)石油(you)(you)(you)(you)的(de)(de)短缺。同(tong)時(shi)，甲醇還(huan)可(ke)以(yi)(yi)用(yong)(yong)(yong)來生(sheng)產(chan)(chan)烯烴和(he)(he)(he)丙(bing)烯，用(yong)(yong)(yong)煤(mei)化(hua)工(gong)(gong)去"替(ti)(ti)代"一(yi)部分傳統(tong)的(de)(de)石油(you)(you)(you)(you)化(hua)工(gong)(gong)，以(yi)(yi)減少石油(you)(you)(you)(you)消耗(hao)。二(er)甲醚(mi)是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)物理性質與液化(hua)石油(you)(you)(you)(you)氣（LPG）相(xiang)近的(de)(de)化(hua)工(gong)(gong)產(chan)(chan)品(pin)，除了(le)替(ti)(ti)代柴油(you)(you)(you)(you)外，是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)絕好的(de)(de)民用(yong)(yong)(yong)燃(ran)料(liao)，可(ke)以(yi)(yi)給(gei)城(cheng)市和(he)(he)(he)一(yi)些(xie)缺乏能源的(de)(de)地區(qu)提供清(qing)潔(jie)的(de)(de)能源服務(wu)。2009年4月8日(ri)(ri)和(he)(he)(he)5月18日(ri)(ri)國(guo)家(jia)標準委相(xiang)繼頒布了(le)《車(che)用(yong)(yong)(yong)燃(ran)料(liao)甲醇》和(he)(he)(he)《車(che)用(yong)(yong)(yong)甲醇汽油(you)(you)(you)(you)（M85）》國(guo)家(jia)標準，并分別(bie)于2009年11月1日(ri)(ri)和(he)(he)(he)12月1日(ri)(ri)正(zheng)式(shi)實(shi)施，對醇醚(mi)燃(ran)料(liao)的(de)(de)推廣和(he)(he)(he)應用(yong)(yong)(yong)將起到一(yi)定的(de)(de)推動(dong)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。

煤(mei)基多聯(lian)(lian)產系(xi)(xi)統(tong)組成(cheng)部件的(de)(de)(de)絕大部分技(ji)術(shu)是成(cheng)熟的(de)(de)(de)，如(ru)大型煤(mei)氣(qi)(qi)化裝(zhuang)置、各(ge)種(zhong)化學反應(ying)器和相應(ying)的(de)(de)(de)催化劑、燃(ran)(ran)用(yong)合成(cheng)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)/蒸(zheng)汽聯(lian)(lian)合循環(huan)等。中國已掌(zhang)握多聯(lian)(lian)產的(de)(de)(de)"龍頭(tou)"技(ji)術(shu)--大型煤(mei)氣(qi)(qi)化技(ji)術(shu)，并(bing)且已有成(cheng)功的(de)(de)(de)工業化示范：兗礦(kuang)集團在(zai)(zai)山東的(de)(de)(de)IGCC發電(dian)與(yu)甲醇聯(lian)(lian)產裝(zhuang)置屬于世界首創，已實(shi)現(xian)長周(zhou)期穩定運行，并(bing)實(shi)現(xian)了(le)連(lian)續盈利(li)。煤(mei)基甲醇聯(lian)(lian)產電(dian)系(xi)(xi)統(tong)總(zong)能利(li)用(yong)效(xiao)率達到了(le)57.16%，較同比甲醇、電(dian)獨立生產系(xi)(xi)統(tong)提(ti)(ti)高了(le)3.14個百分點，供電(dian)效(xiao)率折算達39.5%（同比自備電(dian)廠為29%）。[6]只要我(wo)國各(ge)部門（煤(mei)炭、化工、電(dian)力）打破行業界線，通力合作，加上(shang)國際合作，推廣在(zai)(zai)中國的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)可以深入(ru)挖掘提(ti)(ti)高能源利(li)用(yong)效(xiao)率、減少環(huan)境污(wu)染的(de)(de)(de)潛力。

以煤氣(qi)化(hua)為(wei)核心的多聯產能源系(xi)統是一(yi)條符合我國實際的新型(xing)工業化(hua)道路，需要在國家有(you)關部門的統一(yi)協調(diao)下，全局一(yi)盤棋(qi)，打(da)破部門、行(xing)業界限(xian)，分階段、按步驟予以實施(shi)。

5 新能源的定義包括煤的清潔高效利用

能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的概念不僅(jin)僅(jin)是(shi)(shi)資(zi)源(yuan)(yuan)分類，而是(shi)(shi)一(yi)個(ge)廣泛的概念，一(yi)般(ban)可以分為(wei)(wei)四(si)個(ge)環(huan)節(jie)：第(di)一(yi)個(ge)環(huan)節(jie)是(shi)(shi)資(zi)源(yuan)(yuan)本(ben)身，如煤(mei)、氣、石油(you)和(he)可再生能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)等(deng)；第(di)二個(ge)環(huan)節(jie)是(shi)(shi)轉(zhuan)化，如煤(mei)轉(zhuan)化為(wei)(wei)電，煤(mei)轉(zhuan)化為(wei)(wei)熱，或煤(mei)變成油(you)等(deng)，如何(he)高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)、低污染地轉(zhuan)化是(shi)(shi)一(yi)個(ge)關鍵(jian)的問題(ti)；第(di)三個(ge)環(huan)節(jie)是(shi)(shi)輸(shu)運和(he)存儲，能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)產地和(he)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)使用地是(shi)(shi)不完全匹配(pei)的，我國用能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)負荷中心在(zai)東南(nan)沿海(hai)，而能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)大部(bu)分集中在(zai)西(xi)北(bei)，這就存在(zai)遠距離、高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)輸(shu)運問題(ti)，此外，能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)有(you)季節(jie)性（夏、冬季）和(he)每天24小時內用能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的差(cha)別，所(suo)以存儲也是(shi)(shi)十分重要的；第(di)四(si)個(ge)環(huan)節(jie)是(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的終(zhong)(zhong)端(duan)應(ying)用，終(zhong)(zhong)端(duan)提(ti)高(gao)(gao)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)效(xiao)(xiao)對(dui)節(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)具(ju)有(you)放大效(xiao)(xiao)應(ying)，終(zhong)(zhong)端(duan)設備提(ti)高(gao)(gao)1%的相對(dui)效(xiao)(xiao)率(lv)就相當于(yu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)源(yuan)(yuan)頭提(ti)高(gao)(gao)4~5%的相對(dui)效(xiao)(xiao)率(lv)。

我(wo)國對新能源的定義應符(fu)合中國國情。在(zai)我(wo)國，除了核電和(he)(he)可再生能源之外，凡是(shi)相(xiang)(xiang)對于當前(qian)(qian)主力在(zai)役能源（指目(mu)前(qian)(qian)主要(yao)使用的、滿足社(she)會經濟發(fa)展(zhan)對能源產(chan)品和(he)(he)服(fu)務需求(qiu)的一(yi)次能源和(he)(he)相(xiang)(xiang)關利用和(he)(he)轉化技術）在(zai)上(shang)述(shu)四個(ge)環節上(shang)有(you)大(da)(da)的變革，能大(da)(da)幅度提高效(xiao)率、減少污染、降(jiang)低CO2排放(fang)，都應該叫新能源。按此定義現代化的煤炭清潔高效(xiao)利用（如IGCC+多聯產(chan)+CCUS）就是(shi)新能源之一(yi)。

結論

（1）考慮未(wei)來我國(guo)核能(neng)(neng)(neng)和可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)均得到(dao)極大發展，以及采取(qu)嚴格的(de)節能(neng)(neng)(neng)措施(shi)，煤炭(tan)仍將(jiang)在我國(guo)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)供應中(zhong)起(qi)主導作用(yong)。2050年煤炭(tan)在一次能(neng)(neng)(neng)源(yuan)構成中(zhong)占35%以上(shang)，而(er)年煤炭(tan)需求量高于20億tce/a，未(wei)來40多(duo)年累計消耗的(de)煤炭(tan)總量將(jiang)在900億tce以上(shang)。

（2）煤的低碳利用是實(shi)現中國低碳能(neng)(neng)源(yuan)的核心(xin)問(wen)題，盡管社會節能(neng)(neng)、總(zong)量控制、發展可再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)源(yuan)都是實(shi)現低碳經濟的道(dao)路，但(dan)最后低碳經濟必須要(yao)落實(shi)到煤的清潔利用上。

（3）煤基多聯產(chan)能(neng)源系統是符合(he)中國(guo)國(guo)情的煤炭清潔(jie)高(gao)效利(li)用(yong)的重(zhong)要(yao)方案，是解決中國(guo)面臨(lin)的能(neng)源挑戰的重(zhong)要(yao)解決途徑，"IGCC+多聯產(chan)+CCUS"是中國(guo)CO2的重(zhong)要(yao)路徑，因此，實施煤基多聯產(chan)戰略刻(ke)不(bu)容緩。

（4）煤基多聯產符合(he)新能源(yuan)定義的范疇，能夠實現大幅度的節約能源(yuan)資源(yuan)、保護(hu)環(huan)境和(he)CO2減排。

參考文獻

1. 倪維斗, 鄭(zheng)洪弢, 李(li)政等. 多聯產系統: 綜合解決(jue)我國能(neng)源領域五大問題的重要(yao)途徑[J]. 動(dong)力工(gong)程, 2003. 23(2): 2245-2251.

2. 中國(guo)電(dian)(dian)力企(qi)業(ye)聯合(he)會. 全國(guo)電(dian)(dian)力工業(ye)統計快(kuai)報（2009）. 北京: 中國(guo)電(dian)(dian)力企(qi)業(ye)聯合(he)會，2010

3. 中(zhong)(zhong)國可再生(sheng)能源發(fa)(fa)展戰略研(yan)究叢書. 綜合卷/中(zhong)(zhong)國可再生(sheng)能源發(fa)(fa)展戰略研(yan)究項目組編[M]. 北(bei)京: 中(zhong)(zhong)國電力出版社, 2008.

4. 張洪濤：中國(guo)能源結構(gou)調整--少用煤，發展氣，

5. Ni Weidou. China’s energy - challenges and strategies[J]. Frontiers of Energy and Power Engineering in China, 2007, 1(1): 1-8

6. 工(gong)(gong)(gong)藝可行 效益可觀(guan)--兗(yan)礦集團有(you)限公(gong)司副總(zong)經理張(zhang)鳴林談煤基(ji)多聯產示范工(gong)(gong)(gong)程. 中國化(hua)工(gong)(gong)(gong)報(bao), 2009年(nian)5月13日, 第(di)7版(ban)

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章