“舊煤新用”駛?cè)氲吞冀?jīng)濟(jì)快車道

　　在我國(guó)，一次能源依賴煤炭、電力依賴煤電的格局將長(zhǎng)期存在，自主發(fā)展低成本、潔凈、高效煤炭綜合利用技術(shù)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?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)的超清潔、高效發(fā)電技術(shù)，也是迄今為止邁向二氧化碳近零排放的最現(xiàn)實(shí)、最經(jīng)濟(jì)的燃煤發(fā)電技術(shù)。

　　舊能源，新方法——

　　開啟煤氣發(fā)電新時(shí)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(xué)品？聽上去難以想象，但在2009年國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)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(jié)合在了一起。這一獲獎(jiǎng)成果是我國(guó)IGCC領(lǐng)域涵蓋從基礎(chǔ)研究、技術(shù)研發(fā)、試驗(yàn)驗(yàn)證到工程示范的首次完整結(jié)合，開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)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(lǐng)域，這已儼然是一個(gè)時(shí)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(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)將潔凈煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合，分為煤的氣化與凈化和燃?xì)狻�蒸汽�?lián)合循環(huán)發(fā)電兩個(gè)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(zhì)除凈，供到燃?xì)狻�蒸汽�?lián)合循環(huán)中去燃燒做功，借以達(dá)到以煤發(fā)電的目的。

　　有人用“舊能源，新方法”來形容IGCC技術(shù)。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(bǔ)了煤炭利用單項(xiàng)技術(shù)難以同時(shí)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(zhǎng)遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)相容，是最有效的潔凈煤利用技術(shù)途徑，也將成為未來潔凈煤利用高技術(shù)發(fā)展的主要方向。

　　“舊煤新用”讓煤化工產(chǎn)業(yè)駛?cè)肓说吞冀?jīng)濟(jì)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(guó)目前最嚴(yán)格的環(huán)保要求，在經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益上具有雙重競(jìng)爭(zhēng)力。”中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所副所長(zhǎng)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(shù)的供電效率高6—8個(gè)百分點(diǎn)，污染物排放僅為十分之一，節(jié)約用水50%以上。

　　IGCC技術(shù)的高效節(jié)能引領(lǐng)煤氣發(fā)電進(jìn)入了環(huán)保清潔的新時(shí)代，在我國(guó)掀起了一股發(fā)展IGCC項(xiàng)目的熱潮。據(jù)2010中國(guó)IGCC多聯(lián)產(chǎn)峰會(huì)官方網(wǎng)站的統(tǒng)計(jì)，目前中國(guó)在華北、華東和華南地區(qū)已經(jīng)擁有12個(gè)IGCC發(fā)電及多聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。2009年7月6日，中國(guó)首座自主開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造并建設(shè)的IGCC示范工程項(xiàng)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(shí)計(jì)算，每年發(fā)電量將達(dá)12億kwh。

　　“綠色煤電”———

　　實(shí)現(xiàn)近零排放夢(mèng)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)保……幾乎每一個(gè)人都曾在心中構(gòu)筑過這樣一個(gè)綠色世界的夢(mèng)想。然而，基礎(chǔ)能源能耗高、污染重是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。如何將夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，實(shí)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(guān)系到我國(guó)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的建設(shè)。從我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的理想特性出發(fā)，“綠色煤電”計(jì)劃應(yīng)運(yùn)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(shù)為基礎(chǔ)，以聯(lián)合循環(huán)發(fā)電為主，并對(duì)污染物進(jìn)行回收，對(duì)二氧化碳進(jìn)行分離、利用或封存的新型煤炭發(fā)電技術(shù)。在開發(fā)近零排放的燃煤電廠、發(fā)展中國(guó)潔凈煤技術(shù)的道路上，IGCC是決定成敗的關(guān)鍵。

　　為此，我國(guó)眾多煤電企業(yè)持續(xù)不斷地進(jìn)行科技創(chuàng)新，華能集團(tuán)在煤電技術(shù)改革中當(dāng)起了排頭兵。“我們從2006年開始，就重點(diǎn)進(jìn)行2000噸／天級(jí)兩段式干煤粉加壓氣化爐的工業(yè)化、實(shí)用化設(shè)計(jì)，驗(yàn)證大型高溫煤氣凈化技術(shù)和大型電熱化多聯(lián)供的系統(tǒng)集成技術(shù)。”華能集團(tuán)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(jì)劃于2011年建成，屆時(shí)，我國(guó)將出現(xiàn)第一臺(tái)25萬(wàn)千瓦等級(jí)的整體煤氣化燃?xì)狻�蒸汽�?lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電機(jī)組。項(xiàng)目建成后，效率將比目前最先進(jìn)的火力發(fā)電技術(shù)提高三分之一，并實(shí)現(xiàn)二氧化碳和污染物的近零排放。

　　建設(shè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IGCC電站只是實(shí)現(xiàn)“綠色煤電”計(jì)劃的第一步。專家告訴記者，技術(shù)的成熟必將帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展，實(shí)施“綠色煤電”示范項(xiàng)目便成了題中之義。

　　蘇文斌說：“我們計(jì)劃于2016年左右建成的400MW級(jí)‘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(guān)鍵技術(shù)，實(shí)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(shí)不斷提高‘綠色煤電’系統(tǒng)的技術(shù)可靠性和經(jīng)濟(jì)可行性，為大規(guī)模商業(yè)化做好準(zhǔn)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(guó)電、中電投、神華、國(guó)家開發(fā)投資公司和中煤能源集團(tuán)等一大批企業(yè)紛紛投身到“綠色煤電”計(jì)劃中。在綠色環(huán)保生活的美好圖景上，IGCC技術(shù)必將添上濃墨重彩的一筆。

　　煤基多聯(lián)產(chǎn)———

　　促進(jìn)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(shè)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(zhǎng)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(jí)IGCC示范系統(tǒng)，示范改造一座燃油聯(lián)合循環(huán)機(jī)組為IGCC電廠；2015年至少建成三座不同類型的規(guī)模為400MW級(jí)的IGCC聯(lián)產(chǎn)典型商業(yè)示范系統(tǒng)，實(shí)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(shù)裝備和成套，實(shí)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(shí)上，自主發(fā)展IGCC作為我國(guó)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的重要選擇，早在2006年就被列入《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》、《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》、《我國(guó)應(yīng)掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品目錄》等。“十一五”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(dòng)整體煤氣化燃?xì)狻�蒸汽�?lián)合循環(huán)電站工程。

　　基于國(guó)家政策的大力扶持、目標(biāo)路線的明確建立，IGCC技術(shù)在我國(guó)很多領(lǐng)域已經(jīng)開花結(jié)果。我國(guó)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(shè)計(jì)平臺(tái)；突破了天然氣改燒煤制氣和化工馳放氣40MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了驗(yàn)證與工程化應(yīng)用；煤炭聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)首次完成了工業(yè)化設(shè)計(jì)與運(yùn)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(xiàng)運(yùn)用范圍廣、涉及產(chǎn)業(yè)多的高新科技，IGCC可以方便地實(shí)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(jì)的綜合利用。在帶動(dòng)電力、化工、鋼鐵、煤炭等行業(yè)的節(jié)能減排和優(yōu)化升級(jí)的過程中，IGCC將會(huì)促進(jìn)不同產(chǎn)業(yè)間的融合，形成持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　肖云漢認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)IGCC全面多聯(lián)產(chǎn)，我們依然任重而道遠(yuǎn)。面對(duì)IGCC的未來，肖云漢和眾多科研專家一起，提出了“六個(gè)一”計(jì)劃。一是建設(shè)一座電站：建成我國(guó)第一座250MW等級(jí)的IGCC示范電站，成為國(guó)內(nèi)最清潔環(huán)保的煤基電站；二是成熟一項(xiàng)技術(shù)：不斷探索、總結(jié)、完善IGCC技術(shù)，總結(jié)出一套建設(shè)、管理、運(yùn)營(yíng)IGCC電廠的經(jīng)驗(yàn)，努力實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化推廣；三是提升一個(gè)行業(yè)：促進(jìn)發(fā)電行業(yè)技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)煤電的綠色發(fā)展；四是催生一個(gè)產(chǎn)業(yè)：帶動(dòng)清潔電力行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，促進(jìn)相關(guān)制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)氣化爐、空分裝置、余熱鍋爐和蒸汽輪發(fā)電機(jī)組四大主機(jī)實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化；五是培養(yǎng)一批人才：培養(yǎng)我國(guó)本土的IGCC建設(shè)、運(yùn)營(yíng)人才，為未來的進(jìn)一步發(fā)展做好人才儲(chǔ)備；六是打造一個(gè)亮點(diǎn)：站在低碳清潔高效能源的制高點(diǎn)，IGCC作為排頭兵，將使我國(guó)在清潔能源的發(fā)展上擁有更大話語(yǔ)權(quán)和競(jìng)爭(zhēng)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(dān)負(fù)起“運(yùn)用高科技，聯(lián)合多產(chǎn)業(yè)，開辟新道路”的使命，推動(dòng)我國(guó)能源利用實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。本報(bào)記者　鄭　楊　實(shí)習(xí)生　曾　妮