*旧煤新用驶入低碳快车道
开启煤气发电新时代
在我国,一次能源依赖煤炭、电力依赖煤电的格局将长期存在,自主发展低成本、洁净、高效煤炭综合利用技术是能源可持续发展的重大需求。整体煤气化联合循环(IGCC)是集成煤气化与燃气轮机联合循环的超清洁、高效发电技术,也是迄今为止迈向二氧化碳近零排放的最现实、最经济的燃煤发电技术。
旧能源,新方法——
开启煤气发电新时代
煤不仅可以清洁发电,还可以大规模生产液体燃料和化学品？听上去难以想象,但在2009年国家科学技术进步奖中,“高效洁净煤制甲醇与联合循环集成系统的研发和示范”工程将这两方面xx地结合在了一起。这一获奖成果是我国IGCC领域涵盖从基础研究、技术研发、试验验证到工程示范的首次完整结合,开创了国内IGCC研发与示范的先河。
说起IGCC,很多人非常陌生。然而在煤炭和电力领域,这已俨然是一个时髦的词汇。IGCC的中文名是整体煤气化联合循环发电系统,这一先进动力系统将洁净煤气化技术和高效的联合循环相结合,分为煤的气化与净化和燃气—蒸汽联合循环发电两个部分。煤在气化炉中气化为煤气,经过处理后,把粗煤气中的灰分、含硫化合物等有害物质除净,供到燃气—蒸汽联合循环中去燃烧做功,借以达到以煤发电的目的。
有人用“旧能源,新方法”来形容IGCC技术。同样是传统煤炭能源,IGCC集高发电效率和环保性能于一体,不仅弥补了煤炭利用单项技术难以同时满足效率、成本和环境等多方面要求的不足,而且与氢能利用、削减二氧化碳排放的长远可持续发展目标相容,是xxx的洁净煤利用技术途径,也将成为未来洁净煤利用高技术发展的主要方向。
“旧煤新用”让煤化工产业驶入了低碳经济的快车道。“其发电成本接近带脱硫脱硝装置的燃煤蒸汽电站,污染物排放水平却接近天然气联合循环排放水平,满足我国目前最严格的环保要求,在经济效益和社会效益上具有双重竞争力。”中国科学院工程热物理研究所副所长肖云汉说。数据显示,相比同等规模的常规燃煤电站,使用IGCC技术的供电效率高6—8个百分点,污染物排放仅为十分之一,节约用水50%以上。
IGCC技术的高效节能xx煤气发电进入了环保清洁的新时代,在我国掀起了一股发展IGCC项目的热潮。据2010中国IGCC多联产峰会官方网站的统计,目前中国在华北、华东和华南地区已经拥有12个IGCC发电及多联产项目。2009年7月6日,中国首座自主开发、设计、制造并建设的IGCC示范工程项目华能天津IGCC示范电站在天津临港工业区正式开工,投产之后,按年利用5000小时计算,每年发电量将达12亿kwh。
“绿色煤电”———
实现近零排放梦想
洁净的空气,明朗的天空,污染物排放近乎为零,能源利用低碳环保……几乎每一个人都曾在心中构筑过这样一个绿色世界的梦想。然而,基础能源能耗高、污染重是一个不争的事实。如何将梦想变为现实,实现煤电的“绿色”发展？这不仅是电力工业面临的重要课题,更关系到我国资源节约型和环境友好型社会的建设。从我国能源结构的理想特性出发,“绿色煤电”计划应运而生。
所谓“绿色煤电”,就是以整体煤气化联合循环(IGCC)和碳捕集与封存(CCS)技术为基础,以联合循环发电为主,并对污染物进行回收,对二氧化碳进行分离、利用或封存的新型煤炭发电技术。在开发近零排放的燃煤电厂、发展中国洁净煤技术的道路上,IGCC是决定成败的关键。
为此,我国众多煤电企业持续不断地进行科技创新,华能集团在煤电技术改革中当起了排头兵。“我们从2006年开始,就重点进行2000吨/天级两段式干煤粉加压气化炉的工业化、实用化设计,验证大型高温煤气净化技术和大型电热化多联供的系统集成技术。”华能集团总经理苏文斌告诉记者,去年5月,华能绿色煤电天津IGCC示范电站工程正式获批,计划于2011年建成,届时,我国将出现{dy}台25万千瓦等级的整体煤气化燃气—蒸汽联合循环(IGCC)发电机组。项目建成后,效率将比目前{zxj}的火力发电技术提高三分之一,并实现二氧化碳和污染物的近零排放。
建设具有自主知识产权的IGCC电站只是实现“绿色煤电”计划的{dy}步。专家告诉记者,技术的成熟必将带动产业的规模化发展,实施“绿色煤电”示范项目便成了题中之义。
苏文斌说:“我们计划于2016年左右建成的400MW级'绿色煤电’示范工程,将集成大规模煤制氢和氢能发电、二氧化碳捕集和封存等关键技术,实现煤炭的高效利用,以及污染物和二氧化碳的近零排放,同时不断提高'绿色煤电’系统的技术可靠性和经济可行性,为大规模商业化做好准备。”
如今,在浙江半山、广东东莞、深圳等地,IGCC煤电化多联产示范工程如雨后春笋般建立起来,大唐、华电、国电、中电投、神华、国家开发投资公司和中煤能源(8.52,0.17,2.04%，股吧)集团等一大批企业纷纷投身到“绿色煤电”计划中。在绿色环保生活的美好图景上,IGCC技术必将添上浓墨重彩的一笔。
煤基多联产———
促进不同产业融合发展
在中科院工程热物理所的走廊里,挂着大大小小的IGCC设备装置的图片,一幅IGCC联产路线图更是吸引了记者注意。肖云汉副所长向记者介绍:“今年要自主研发、示范一座油电联产示范系统;2011年至少新建成一座200MW级IGCC示范系统,示范改造一座燃油联合循环机组为IGCC电厂;2015年至少建成三座不同类型的规模为400MW级的IGCC联产典型商业示范系统,实现近零排放氢电联产系统的中试;到2020年形成完整的IGCC联产重大技术装备和成套,实现联产系统的推广和近零排放氢电联产系统的工业示范。”
事实上,自主发展IGCC作为我国发展洁净煤技术的重要选择,早在2006年就被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》、《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》、《我国应掌握自主知识产权的关键技术和产品目录》等。“十一五”规划纲要明确提出,要优化发展能源工业,积极发展电力,启动整体煤气化燃气—蒸汽联合循环电站工程。
基于国家政策的大力扶持、目标路线的明确建立,IGCC技术在我国很多领域已经开花结果。我国目前已经自主研发并首次建成了高效洁净煤基甲醇联产电示范系统,业已形成煤炭联产系统集成与优化设计平台;突破了天然气改烧煤制气和化工驰放气40MW级燃气轮机发电技术,成功实现了验证与工程化应用;煤炭联产系统首次完成了工业化设计与运行,可用率和可靠性超过同类工业生产系统。
专家指出,IGCC的全面多联产意义非凡。作为一项运用范围广、涉及产业多的高新科技,IGCC可以方便地实现电能和清洁燃料、氢、化工品、钢铁等能源及材料产品的联合生产,完成煤炭的高效、洁净、经济的综合利用。在带动电力、化工、钢铁、煤炭等行业的节能减排和优化升级的过程中,IGCC将会促进不同产业间的融合,形成持续竞争力。
肖云汉认为,要实现IGCC全面多联产,我们依然任重而道远。面对IGCC的未来,肖云汉和众多科研专家一起,提出了“六个一”计划。一是建设一座电站:建成我国{dy}座250MW等级的IGCC示范电站,成为国内最清洁环保的煤基电站;二是成熟一项技术:不断探索、总结、完善IGCC技术,总结出一套建设、管理、运营IGCC电厂的经验,努力实现大规模商业化推广;三是提升一个行业:促进发电行业技术升级和产业升级,实现煤电的绿色发展;四是催生一个产业:带动清洁电力行业发展的同时,促进相关制造产业发展,实现气化炉、空分装置、余热锅炉和蒸汽轮发电机组四大主机实现{bfb}国产化;五是培养一批人才:培养我国本土的IGCC建设、运营人才,为未来的进一步发展做好人才储备;六是打造一个亮点:站在低碳清洁高效能源的制高点,IGCC作为排头兵,将使我国在清洁能源的发展上拥有更大话语权和竞争力。
IGCC未来的发展方向已经明确,专家们相信,它一定能够担负起“运用高科技,联合多产业,开辟新道路”的使命,推动我国能源利用实现可持续发展。
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