ä¸­å›½èƒ½æºçƒ­ç‚¹ç ”ç©¶åˆ†æž - Drivers of Change

在 清 洁 煤 发 电 方 面 ,“ 十 一五 ” 期 间 , 上 海 12 万 吨 / 年 二氧 化 碳 捕 捉 项 目 投 入 运 行 ;天 津 绿 色 煤 电 的 265 兆 瓦 整体 煤 气 化 联 合 循 环 示 范 工 程(IGCC) 基 本 完 成 了 建 设 ,已 进 入 调 试 阶 段 ; 四 川 已 完成 了 600 兆 瓦 超 超 临 界 ( 在 约347 摄 氏 度 、22 兆 帕 压 力 下 ,水 蒸 气 的 密 度 会 增 大 到 与 液态 水 一 样 , 这 个 条 件 叫 做 水的 临 界 参 数 , 比 这 还 高 的 参数 叫 做 超 临 界 参 数 , 温 度 和气 压 升 高 到 600 摄 氏 度 、25-28 兆 帕 这 样 的 区 间 , 就 进 入了 超 超 临 界 的 “ 境 界 ”) 循环 流 化 床 锅 炉 的 开 发 和 正 在建 设 循 环 流 化 床 示 范 火 电 站[16]。 在 ‘ 十 二 五 ’ 规 划 内 ,国 家 将 重 点 推 动 700℃ 以 上 高参 数 超 超 临 界 发 电 技 术 、400兆 瓦 级 整 体 煤 气 化 联 合 循 环发 电 技 术 (IGCC)、 二 氧化 碳 捕 捉 、 利 用 和 封 存 技 术等 。 同 时 不 再 局 限 于 单 一 技术 的 研 究 与 应 用 , 而 重 点 开发 以 煤 气 化 为 核 心 的 多 联 产系 统 。 多 联 产 指 的 是 结 合 化工 和 发 电 两 个 过 程 , 能 量 利用 效 率 可 以 提 高 10%~15%,同 时 化 工 产 品 的 销 售 收 入 可以 降 低 发 电 的 成 本 [5]。 但 是目 前 更 为 具 体 的 细 则 却 仍 然没 有 出 台 , 况 且 这 些 清 洁 煤政 策 在 全 部 能 源 政 策 中 的 比例 与 煤 炭 在 我 国 能 源 结 构 中所 占 的 比 例 相 比 , 力 度 明 显不 足 , 其 中 有 的 在 执 行 中 还会 严 重 缩 水 , 同 时 也 会 有 新的 问 题 涌 现 , 因 此 仍 需 进 一步 加 强[14]。让 煤 炭 变 绿 是 一 个 宽 广 的 概念 , 囊 括 了 煤 炭 生 命 周 期 的每 一 个 环 节 : 开 采 、 选 洗 、运 输 、 转 化 和 利 用 , 例 如 开采 过 程 中 可 提 高 回 采 率 和 减少 植 被 破 坏 、 提 高 煤 层 气 的开 发 和 利 用 ; 资 源 加 工 过 程中 可 高 效 分 选 、 深 度 净 化 ;燃 烧 和 转 化 过 程 中 可 提 高 效率 ; 利 用 过 程 中 可 加 快 二 氧化 碳 的 捕 捉 与 封 存 。 而 清 洁煤 技 术 是 ‘ 绿 煤 ’ 产 业 链 的技 术 支 撑 , 共 计 包 括 20 多 种技 术 , 从 最 基 础 的 洗 煤 到 后面 的 CCS 等 。 但 是 技 术 的 研发 不 易 , 技 术 的 推 广 应 用 更难 。 在 我 国 , 煤 炭 的 每 一 个环 节 都 难 以 让 人 乐 观 : 受 制于 回 采 技 术 的 限 制 , 目 前 煤炭 平 均 回 采 率 仍 不 足 40%,大 大 低 于 75% 的 国 家 标 准 ,由 于 较 低 的 资 源 回 采 率 低 ,从 1980 年 到 2009 年 间 , 全 国煤 炭 资 源 浪 费 高 达 415 亿 吨 ,目 前 被 遗 弃 在 地 下 的 呆 滞 资源 在 800 亿 吨 以 上 [14] 。洗 煤 , 作 为 清 洁 煤 技 术 的 第一 环 节 , 其 重 要 性 不 言 而喻 , 但 是 在 现 实 中 , 洗 煤却 很 难 推 行 , 目 前 我 国 原 煤的 选 洗 比 例 仅 为 50%, 落 后发 达 国 家 10 多 个 百 分 点 。 对于 煤 炭 企 业 , 通 过 洗 煤 做 到煤 清 洁 化 不 是 难 事 , 但 是 下游 的 发 电 企 业 认 为 增 加 了 成本 而 不 愿 意 买 洗 精 煤 ( 指 经洗 煤 厂 机 械 加 工 后 , 降 低 了灰 分 、 硫 分 , 去 掉 了 一 些 杂质 , 适 合 一 些 专 门 用 途 的 优质 煤 ), 岂 不 知 洗 精 煤 + 超临 界 发 电 技 术 所 产 生 的 效 率提 高 完 全 可 以 冲 抵 这 部 分 成本 。 目 前 600℃ 超 超 临 界 燃煤 机 组 已 经 研 发 成 功 , 即 将开 始 投 入 使 用 , 其 发 电 效 率约 为 45.4%, 其 设 计 发 电 标煤 耗 约 为 271 克 / 千 瓦 时 , 而计 划 进 一 步 研 发 的 700℃ 超 超临 界 发 电 机 组 发 电 效 率 将 超过 51%, 单 位 标 煤 耗 则 可 以降 低 到 241 克 / 千 瓦 时 , 二 氧化 碳 排 放 将 比 600℃ 机 组 减 少11% [16] , 这 将 进 一 步 提 高 燃 煤效 率 , 减 少 发 电 煤 耗 , 提 升发 电 企 业 的 经 济 效 益 。 所 以进 一 步 推 广 清 洁 煤 技 术 显 然意 义 重 大 , 从 而 国 家 的 强 制性 推 广 和 相 应 的 激 励 机 制 、鼓 励 政 策 和 金 融 、 税 收 优 惠政 策 的 出 台 更 是 尤 为 必 要 。在 现 有 的 清 洁 煤 技 术 中 , 因能 直 接 、 深 度 实 现 煤 的 清 洁利 用 , 当 前 煤 气 化 和 液 化 技术 吸 引 了 很 多 的 关 注 , 随 着科 研 攻 关 力 度 的 加 大 和 外 部市 场 的 逐 渐 成 熟 , 其 商 业 化之 路 也 在 慢 慢 展 开 。C: 煤 炭 气 化是 指 将 固 体 煤 转 化 为 含 有CO、H2、CH4 等 可 燃 气 体和 CO2、N2 等 非 可 燃 气 体 的过 程 , 气 化 过 程 需 要 三 个 条件 , 即 气 化 炉 、 气 化 剂 、 供给 热 量 , 缺 一 不 可 。 在 气 化炉 内 , 通 过 适 当 的 加 温 、 加压 , 煤 中 有 机 质 与 气 化 剂 (如 蒸 汽 / 空 气 或 氧 气 等 ) 就会 发 生 一 系 列 化 学 反 应 生 成混 和 气 。 气 化 过 程 发 生 的 反应 包 括 煤 的 热 解 、 气 化 和 燃烧 反 应 , 而 煤 炭 的 气 化 工 艺则 主 要 分 为 固 定 床 气 化 , 流化 床 气 化 , 气 流 床 气 化 和 熔浴 床 气 化 。 不 同 的 气 化 工 艺对 原 料 的 性 质 要 求 不 同 , 因此 在 选 择 煤 气 化 工 艺 时 , 考虑 气 化 用 煤 的 特 性 及 其 影 响极 为 重 要 。 气 化 用 煤 的 性 质主 要 包 括 煤 的 反 应 性 、 粘 结性 、 结 渣 性 、 热 稳 定 性 、 机械 强 度 、 粒 度 组 成 以 及 水分 、 灰 分 和 硫 分 含 量 等 。 在这 些 气 化 技 术 中 , 粉 煤 加 压气 化 技 术 是 适 合 我 国 国 情 的煤 洁 净 、 高 效 利 用 技 术 , 与水 煤 浆 气 化 技 术 比 , 粉 煤 加压 气 化 具 有 比 较 明 显 的 节氧 、 节 煤 、 有 效 气 成 分 高 等优 势[11]。 华 东 理 工 大 学 的 科研 队 经 过 十 多 年 努 力 , 在 此方 面 获 得 重 大 突 破 , 他 们 的技 术 广 泛 应 用 于 化 工 产 品 的生 产 、 煤 间 接 液 化 、 氢 能源 、 燃 料 电 池 等 领 域 。 在 ‘煤 制 气 ’ 的 实 际 产 业 中 , 甘肃 已 经 发 布 了 大 型 煤 制 气 项目 可 行 性 报 告 , 计 划 建 设 年产 40 亿 立 方 米 的 煤 制 天 然 气项 目 , 有 望 在 “ 十 二 五 ”期 间 变 为 现 实[15]。 该 报 告 显示 , 甘 肃 将 利 用 本 地 及 新 疆的 煤 炭 资 源 , 形 成 完 整 的 煤化 工 产 业 链 , 同 时 也 提 到 了发 展 煤 制 气 所 面 临 的 风 险 以及 对 环 境 的 潜 在 威 胁 。2 3