根據我(wo)國(guo)的(de)能(neng)源(yuan)稟賦國(guo)情，近(jin)(jin)幾十年以煤(mei)(mei)炭為(wei)主的(de)能(neng)源(yuan)結構不會(hui)改(gai)變(bian)，在國(guo)內已成定論(lun)。近(jin)(jin)期國(guo)務(wu)院辦公(gong)廳正式印發了《能(neng)源(yuan)發展(zhan)戰略行動計劃（2014~2020年）》，把“推進煤(mei)(mei)炭清潔高效開發利用”作為(wei)能(neng)源(yuan)發展(zhan)的(de)主要任務(wu)。在近(jin)(jin)日召開的(de)中(zhong)央工作會(hui)議上(shang)，“大(da)力(li)推進煤(mei)(mei)炭清潔高效利用”被(bei)再次(ci)明確(que)。

近期，熱鬧的火電(dian)(dian)近零排(pai)放在末(mo)端治(zhi)理上下功夫，但業內人士指(zhi)出，發電(dian)(dian)技(ji)術(shu)(shu)的革新才是根本。煤電(dian)(dian)作為(wei)煤炭清潔(jie)利用的“主力軍”，目前技(ji)術(shu)(shu)發展情況如何？有什么(me)途徑和(he)方案，各自的優勢與不足是什么(me)？記者就(jiu)此采訪了中國(guo)工程院(yuan)院(yuan)士、清華大學教授(shou)倪(ni)維(wei)斗(dou)。

超超臨界仍有較大發(fa)展空間

節能(neng)、環保(bao)效果(guo)顯著，成本不算高，但在碳(tan)捕捉上(shang)有(you)缺陷

記者：當前(qian)，我國煤(mei)炭清潔高效利(li)用應采取哪些途徑？

倪維斗：我認為主(zhu)要(yao)有兩條，一是(shi)利(li)用(yong)先進的燃煤(mei)發電技術發展電力(li)。電力(li)是(shi)最好的二次能源(yuan)(yuan)，用(yong)起來最方便，效率最高，第(di)二是(shi)利(li)用(yong)煤(mei)基多(duo)聯(lian)產(chan)能源(yuan)(yuan)系(xi)統技術，建立煤(mei)基多(duo)聯(lian)產(chan)能源(yuan)(yuan)利(li)用(yong)系(xi)統。

其中在煤電(dian)技術(shu)方(fang)面，超超臨界(jie)燃煤發(fa)電(dian)技術(shu)是一種先進、高(gao)效的發(fa)電(dian)技術(shu)，節(jie)能、環保效果顯著，與常(chang)規燃煤發(fa)電(dian)機組相比(bi)優勢明(ming)顯。

記者：據了(le)解，上海外高橋(qiao)第三發電廠（以下稱“上海外三”）2008年建(jian)了(le)兩(liang)臺超(chao)超(chao)臨界燃煤機組(zu)，據你了(le)解節能、環保(bao)效果如何？

倪維(wei)斗：上(shang)海外高橋(qiao)第三發(fa)電廠兩(liang)臺100萬千(qian)瓦(wa)(wa)超超臨界(jie)機組供電煤耗達到(dao)276克/千(qian)瓦(wa)(wa)時左右（折合凈(jing)效率(lv)44.5%）。

今年年初，中(zhong)(zhong)電(dian)聯發(fa)布的年度行業報(bao)告(gao)中(zhong)(zhong)稱(cheng)“2013年，全(quan)國火電(dian)機組(zu)供電(dian)煤耗(hao)321克/千(qian)瓦時,居(ju)世(shi)界先進水平。”這就是說(shuo)，“上海(hai)外(wai)三”供電(dian)煤耗(hao)水平比(bi)居(ju)世(shi)界先進水平的全(quan)國水平足足低了45克/千(qian)瓦時。

再看看“上(shang)(shang)海外三”的(de)(de)廠用電(dian)率，廠用電(dian)率指發電(dian)廠在生產過程中自身所使用的(de)(de)電(dian)能(neng)，它一般占電(dian)廠發電(dian)量5%以上(shang)(shang)。目前“上(shang)(shang)海外三”的(de)(de)綜合(he)廠用電(dian)率是2.5%左右。據電(dian)廠工(gong)作人(ren)員介紹，有時(shi)比這個數(shu)字還(huan)要(yao)低(di)，為2%。

另外，“上海外三”粉塵(chen)、二(er)氧化硫(liu)和氮氧化物排放(fang)濃度(du)分別為：11.63mg/m3、17.71mg/m3和27.25mg/m3，達(da)到氣電的排放(fang)水平。

超超臨界機(ji)組節能(neng)、環保，成本也不算(suan)高。我認為(wei)，在目(mu)前(qian)國家(jia)對二(er)氧(yang)化(hua)碳沒有強(qiang)制約束的情況下，應該是(shi)煤炭清潔高效利(li)用的一個(ge)方向，會走相(xiang)當一段(duan)時間(jian)。

記者：據悉，超超臨界技術有一個缺陷(xian)是不能有效(xiao)捕(bu)捉二氧(yang)化(hua)碳，有什么解(jie)決方案？

倪(ni)維斗：超超臨界技(ji)術(shu)的問題是二(er)氧化(hua)碳捕(bu)捉和處理問題。

中國的二氧化(hua)碳(tan)排(pai)放是個尖銳問(wen)題，到2020年單位(wei)GDP的二氧化(hua)碳(tan)排(pai)放量要比(bi)1990年減(jian)少40%~45%。在(zai)中國，如果不解決煤的清潔利用問(wen)題，所謂(wei)低碳(tan)發展都是不可能(neng)的，中國將來二氧化(hua)碳(tan)的減(jian)排(pai)主(zhu)要落在(zai)煤上(shang)。

我算了筆(bi)賬，如果從超(chao)超(chao)臨(lin)界燃(ran)煤(mei)電廠(chang)捕(bu)捉和(he)埋存CO2，，整個燃(ran)煤(mei)發(fa)電效率將降低11個百分點，投資將增(zeng)加1倍。燃(ran)煤(mei)超(chao)超(chao)臨(lin)界蒸汽發(fa)電在CO2減(jian)排上具有先天(tian)性(xing)的缺(que)陷。而(er)整體煤(mei)氣化聯合循環(huan)發(fa)電（IGCC）技(ji)術則可以解決這個問題。

IGCC減碳效果好但造價(jia)高

比較(jiao)容易(yi)進行(xing)二氧(yang)化碳分離，單位造價為1.2萬元/千瓦，只用于(yu)純粹發(fa)電在經濟上有較(jiao)大問題，在我(wo)國(guo)暫不適(shi)合推廣

記者：煤氣化聯(lian)合(he)循(xun)環(huan)發(fa)電（IGCC）技術在減碳上有什(shen)么優勢？

倪維斗：煤氣化(hua)聯合循環(huan)發(fa)電（IGCC）技(ji)術(shu)(shu)有一(yi)個最大(da)的(de)優(you)點是，比(bi)較(jiao)容易地把二氧化(hua)碳分(fen)離、取出來，使(shi)用這種技(ji)術(shu)(shu)產(chan)生(sheng)的(de)二氧化(hua)碳濃度較(jiao)高，達(da)到40%左(zuo)右(you)，壓力比(bi)較(jiao)大(da)，體積比(bi)較(jiao)小，容易取出。

IGCC源自于西方(fang)國家(jia)20世(shi)紀70年代(dai)開始研究和發(fa)(fa)展的一種(zhong)技術，通過將煤轉化為粗煤氣(qi)(qi)，然(ran)后經過除(chu)塵、脫硫等凈(jing)化工藝(yi)成(cheng)為潔凈(jing)煤氣(qi)(qi)，再(zai)供給燃氣(qi)(qi)輪(lun)機(ji)做功發(fa)(fa)電，燃氣(qi)(qi)輪(lun)機(ji)排氣(qi)(qi)給余熱鍋爐，產生的蒸汽驅(qu)動(dong)汽輪(lun)機(ji)做功發(fa)(fa)電，從而實現聯合(he)循環(huan)發(fa)(fa)電。

記者：IGCC在常規指標上的節(jie)能、環保(bao)效果如(ru)何？何時走向商業(ye)化(hua)？現在技(ji)術發展的狀況如(ru)何？

倪維(wei)斗(dou)：由于其特殊的處理過程，IGCC具有很(hen)多(duo)優點，排放低(di)，脫硫(liu)(liu)效(xiao)率達到(dao)(dao)98%，脫氮效(xiao)率達到(dao)(dao)90%，粉塵(chen)排放接近于零，碳(tan)排放可減少1/4；效(xiao)率高，其示范電(dian)站效(xiao)率42%~46%；耗水(shui)量比常(chang)規蒸汽循環電(dian)站節(jie)水(shui)30%~50%；燃煤后(hou)廢物處理量少，脫硫(liu)(liu)后(hou)還可副產元素硫(liu)(liu)或硫(liu)(liu)酸；可進行煤炭資源(yuan)綜合(he)利用，并能夠捕獲碳(tan)，實現近零排放等(deng)。

上世紀70年代~90年代經過不斷(duan)的試驗調試，技術攻(gong)關，IGCC開(kai)始從商(shang)(shang)業示范走向(xiang)商(shang)(shang)業應用階(jie)段。

第三代(dai)IGCC技術將(jiang)采(cai)(cai)用先(xian)進干粉煤氣(qi)化技術（輸運床，流化床）和(he)(he)高級別燃(ran)(ran)氣(qi)輪機(ji)技術，其(qi)性能(neng)和(he)(he)經濟指標都大大提高。采(cai)(cai)用GE公司9H型燃(ran)(ran)氣(qi)輪機(ji)和(he)(he)經過優(you)化設計的IGCC方(fang)案，其(qi)凈(jing)效率預(yu)期可以達到(dao)51%。

記者：據了(le)解，IGCC造價成(cheng)本比(bi)較高(gao)，與常規技(ji)術的燃煤機組造價相比(bi)，成(cheng)本怎樣？具備推廣行性嗎？

倪維斗：由于IGCC電站造價高昂，如華能公司在天(tian)津建成(cheng)一套(tao)26.6萬(wan)(wan)千瓦的IGCC電站，首套(tao)單位造價為(wei)1.2萬(wan)(wan)元(yuan)/千瓦，而常規(gui)超(chao)超(chao)臨界機組的造價僅為(wei)0.4萬(wan)(wan)元(yuan)/千瓦左右。

以煤(mei)氣化(hua)為基礎的IGCC節能、環保，能有效捕捉二氧化(hua)碳，可是只用于純粹發電在經濟(ji)上(shang)有較大問題(ti)，在我國暫(zan)不適(shi)合推廣，但(dan)是可以考(kao)慮煤(mei)氣化(hua)多聯產(chan)方案(an)。

煤氣化多聯(lian)產方(fang)案最佳？

技術上有(you)良好繼承性和可行性，既(ji)可以發電又能生產煤化工(gong)，具有(you)捕(bu)碳的天然優勢(shi)，是煤炭清潔(jie)高效利用的重要發展方向(xiang)

記者(zhe)：以煤氣(qi)(qi)化技術(shu)為核心的(de)煤氣(qi)(qi)化多聯(lian)產(chan)同時(shi)發(fa)電(dian)和(he)生(sheng)產(chan)煤化工(gong)，實(shi)現煤炭物質和(he)能(neng)量的(de)充(chong)分利用，克服了IGCC純粹發(fa)電(dian)成本較高的(de)不(bu)足。煤氣(qi)(qi)化多聯(lian)產(chan)使用的(de)技術(shu)是否(fou)難以攻關？捕捉二(er)氧(yang)化碳效果(guo)、系統效率怎樣？

倪維斗：煤(mei)氣(qi)化(hua)多聯產以煤(mei)氣(qi)化(hua)技術為(wei)核心，在煤(mei)氣(qi)化(hua)以后，既可(ke)以發電又能(neng)生產煤(mei)化(hua)工，實現煤(mei)炭物質和能(neng)量梯級轉(zhuan)化(hua)與(yu)利用多聯產。

煤氣(qi)化多聯產(chan)一方面在技術上(shang)有(you)良好繼承(cheng)性(xing)(xing)和(he)可行性(xing)(xing)，有(you)良好經(jing)濟(ji)效益和(he)環(huan)保性(xing)(xing)能，另(ling)一方面，其具有(you)捕(bu)碳的天性(xing)(xing)，是(shi)實(shi)現(xian)未來碳捕(bu)捉和(he)埋(mai)存的途徑(jing)。

采用煤(mei)氣(qi)化(hua)(hua)多(duo)聯產方(fang)案，無需特殊的技術突(tu)破，易與天然氣(qi)化(hua)(hua)工過程銜接，富集(ji)的二氧化(hua)(hua)碳容(rong)易捕捉和分離，這是(shi)中(zhong)國碳減排的戰略方(fang)向。

煤氣化多聯產(chan)過程相互耦合，實現能量流(liu)、物質流(liu)等總體優(you)化，電力與化工在運行中可起(qi)到相互調峰的(de)作用。

如采用化(hua)工(gong)生產與(yu)動力(li)過程的(de)串(chuan)聯(lian)耦合無(wu)水煤氣(qi)變換(huan)的(de)方式，再配以1700攝氏度燃(ran)氣(qi)輪(lun)機等技(ji)術，可以將(jiang)系統效率(lv)提高到57.3%。

記者：煤氣(qi)化多聯產技術有很多優點(dian)，節(jie)能、環保(bao)，還能解決污染、小城鎮能源供給等(deng)問(wen)題(ti)，具體情況怎樣？你對發展煤氣(qi)化多聯產有什(shen)么建議(yi)？

倪維斗(dou)：煤氣化多聯產(chan)技(ji)術具(ju)有(you)諸多優點，可(ke)(ke)生產(chan)多種產(chan)品(pin)；能(neng)源(yuan)利(li)用(yong)效率提高有(you)助于緩(huan)(huan)解(jie)能(neng)源(yuan)總量要(yao)求；可(ke)(ke)采用(yong)高硫煤，拓展煤炭資源(yuan)利(li)用(yong)；還可(ke)(ke)以大規模地生產(chan)甲(jia)醇、二甲(jia)醚、F-T合(he)成油(you)和氫等替(ti)代燃料(liao)，緩(huan)(huan)解(jie)石油(you)進口壓力。

煤氣化(hua)(hua)多(duo)聯產技(ji)術(shu)還可極大(da)解決燃煤污染問題，消除常規(gui)燃煤污染物排放，重金(jin)屬脫除更經濟；有助于解決快速城(cheng)市化(hua)(hua)引(yin)起(qi)的小城(cheng)鎮和農村(cun)潔凈能源問題；滿足(zu)未來碳減排的需要，成本較低。

煤氣(qi)化多聯產技(ji)術在煤炭清(qing)潔高效利用方面有(you)很大潛(qian)力，應該作為煤炭的重要發展方向(xiang)。

記者：目前是(shi)電(dian)廠改造(zao)和建設的(de)高(gao)峰期，前面提(ti)到的(de)3種技術應該怎樣(yang)配合使用？

倪維斗：從當前(qian)國情看，我國實施煤炭(tan)現代化戰略(lve)刻(ke)不容(rong)緩，建設一個電廠可(ke)以(yi)使用(yong)40年~50年，目前(qian)正(zheng)值(zhi)新(xin)一輪電力建設高(gao)潮，如果錯過(guo)這一時期，繼續按照傳統模式發(fa)展，將導致環境、能源(yuan)安全、溫室氣體排(pai)放(fang)等一系列問題。

以上3種煤(mei)碳高效清(qing)潔(jie)利用(yong)的技術途徑各有(you)千秋(qiu)，建議國家層面(mian)應該(gai)通過頂層計和總體規(gui)劃，因時(shi)、因地制(zhi)宜，選擇利用(yong)先進的煤(mei)炭(tan)發展技術，真正實現(xian)煤(mei)炭(tan)清(qing)潔(jie)高效利用(yong)。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章