多联产：最具前景的清洁煤技术

  中化新网讯  中国是煤炭大国――75%的发电装机是来自火力发电，80%的电量来自火电，80%以上的二氧化碳排放来自煤炭燃烧；作为一种高碳能源，煤的含碳量达到80%以上；未来二三十年之内，中国对煤的依赖度很难降到50%以下。

  能源专家、中国工程院院士倪维斗在接受记者正常采访时开门见山：“发展低碳经济，但我们面对的是高碳能源。”

  倪维斗指出，在未来二三十年之内化石能源作为我国主要能源的地位不可撼动，其中煤是主导，“所以未来一段时间之内煤的低碳利用就是低碳能源的核心问题。如果不在煤的清洁利用上做文章，其他一切只能是空谈，低碳只是一句口号”。

  “社会节能、总量控制、发展可再次生产的能源都是实现低碳经济的道路，但最后必须要落实到煤的清洁利用上。”根据倪维斗的划分，煤的清洁利用也属于清洁能源。

  他认为，新能源的概念因时因地而不同，各国国情不同，不能一概而论。比如在法国核能发展了很多年，称不上新能源。而太阳能、风能古人也在几千年前就已利用了。

  倪维斗表示，能源的来源、转化过程、输运过程、终端利用过程这4个环节都属于能源问题，清洁不清洁要看全生命周期。这4个环节中一个或几个有较大的变化，能够减少二氧化碳排放、提高效率就能称之为新能源。因此，可再次生产的能源、煤的清洁利用、天然气的高效利用都属于新能源。

  “眼睛光看着风电不行。”倪维斗说，风能虽然来自风，但也存在转化和输运的问题，在未来一段时间内对节能减排贡献不会太大。他认为，新能源的主要力量除了发展可再次生产的能源之外，煤的科学、合理、高效、低污染利用应作为重点，尤其对于中国这样一个煤炭大国。

  煤对我国的战略安全来说尤其重要，起了顶梁柱的作用。“煤保证了什么都有了，煤出了毛病问题就大了。”倪维斗说。目前我国有两大问题是需要重视，一是煤的清洁利用，二是天然气的高效利用。其中煤的清洁利用尤为重要。

  目前，我国80%以上的发电量来自火电。根据国际能源组织IEA2007年的统计数据，我国燃煤排放二氧化碳51.4亿吨。在我国，每发一度电要排二氧化碳0.8~0.9公斤，如果每度电的耗煤量降低1克，全国一年就能减少二氧化碳排放750万吨。最近几年，我国依靠提高燃煤发电效率每年都能减排二氧化碳几千万吨。

  专家指出，根据我们国家的战略规划，到2020年，风电、光伏、光热、生物质能源等可再次生产的能源的减排占总减排量的12%左右，而提高燃煤发电效率能实现15%的减排。

  据悉，目前提高燃煤发电率的主要方法是提高参数。如亚临界的发电效率在38%左右，而我国目前的超临界能达到44%。在欧洲，最先进的技术能把发电效率提高到50%。倪维斗表示，经过科学研究把温度和压力再提高，优化运行，中国的燃煤发电率还有潜力可挖。

  最近几年我国实行“上大压小”的政策，2009年全国平均煤耗达到342克标准煤/度电，已经低于美国350克/度电的标准。而华能、大唐等大规模的公司甚至已经降低到320多克/度电。

  根据有关规划，2020年我国的平均燃煤单位能耗计划降低到320克/度电。清华大学热能工程系教授姚强认为：“这是几年前的规划，现在我认为能够努力争取达到300克/度电左右。”

  整体煤气化联合循环（IGCC）加上多联产，被认为是目前最具发展前途的清洁煤技术，它在燃烧前先去除烟气中的污染物，常规污染少，效率高，有利于综合利用煤炭资源，能同时生产甲醇、尿素等化工产品等等。

  而煤作为一种多元素的能源，很多专家都认为将其一股脑烧掉相当可惜。倪维斗就提出把发电和化工结合起来，发展以气化为基础的IGCC多联产，对煤加以综合利用。

  多联产的原理很简单，将煤气化后先通过一个反应器做化工产品，剩下尾气再去燃烧发电。多联产相当于把化工和发电两个过程耦合起来，能量利用效率能大大的提升10%~15%，同时，化工产品增值量比较大，还可以实现调峰。据悉，煤的气化系统很贵，如果能实现化工和发电相互调整，气化系统就能始终稳定运行，降低发电成本。

  多联产的概念被很多国内外专家所认可。而对于中国这样的煤炭大国，其意义尤为特殊。最近几年，倪维斗一直在四处呼吁发展IGCC多联产。但多联产的基础――IGCC电厂却始终没有大规模地发展起来。据记者了解，我国在上世纪70年代末和90年代末曾确定过两个IGCC示范项目，但最终都无疾而终。

  国际上，美国还只有IGCC和制氢的联产，真正用煤制化工产品，并且实现IGCC发电的，山东兖矿集团算全球第一个。据悉，该装置是一台小规模的多联产示范装置，以甲醇为主发电为辅――20万吨甲醇辅以8万千瓦的发电，已经稳定运行了3年，经济性和二氧化碳减排效果都很好，目前正在准备发展第二代装置，进一步提升效率。

  倪维斗指出，目前发展IGCC多联产的阻力大多数来源于两个方面，一是发电和化工行业结合思想阻力较大。他表示，实际上中国五大电力公司现在也在做化工产品，仅仅是分开做，资源匹配程度低。

  另外，国家能源局对IGCC持过度谨慎态度，目前为止只批了一个示范电厂。2009年7月，我国首座自主设计、制造并建设的IGCC电站――华能天津IGCC电站示范工程在天津开工，计划建设1台25万千瓦级发电机组。

  倪维斗表示，单纯用于发电的IGCC电厂的主体问题是基础投资较贵，是一般的超临界电厂的1.5倍以上，可能要达到每千瓦上万元人民币。然而，虽然投资比较高，但是很多电力公司都有积极性，并且多联产是降低IGCC成本的方式之一。在技术层面，大部分技术都能实现自主化。“燃气轮机的核心技术我们正在攻关，总归是要国产化的。IGCC和多联产为啥不开展示范呢？”倪维斗不解。

  碳捕集与封存（CCS）中二氧化碳的捕捉是最昂贵的环节。但在我国，煤化工中已经存在大量容易收集的纯二氧化碳，如我国目前甲醇用量1200万吨，年排放二氧化碳3000万吨。甲醇是一种重要的化工中间体，将来可以用作燃料，需求量很大，所排放的二氧化碳还将增加。“这些二氧化碳是最容易收集的，基本上已经捕获，但现在都没有利用起来而放空了。”倪维斗说。

  倪维斗表示，虽然二氧化碳排放总量是几十亿吨的数量级，但在未来，如果加强二氧化碳利用系统的科研工作，发明新型的二氧化碳化工利用体系和高的附加价值的产品，将会增加二氧化碳减排量。

  例如，我国现在的化肥系统40年如一日没有变化，主要就是尿素加合成氨，导致田间的过度施肥成为中国一大污染源，同时耗费了大量能源。倪维斗指出，如果发展新的肥料体系，如草酸铵等都含大量的二氧化碳，可以更多地利用二氧化碳。

  这样上游发电和化工结合，下游用高的附加价值的产品利用二氧化碳，便能提高系统的能源利用率和减排二氧化碳。

  有人认为，到2020年，中国的工业化过程将会结束。届时，通过经济结构的调整就能自然地降低二氧化碳排放量。

  对此，倪维斗认为，不管工业化进程何时结束，人均用能量总有一个定值。他指出，目前我国人均用能为2吨多标煤/年，美国为11吨标煤/年，英法德是6吨标煤/年。到2020年，我国的居民生活水平还将大幅度的提升，人均用能量至少会达到3吨标煤/年，按照15亿人口计算全国用能量就将达到45亿吨标煤。保守估计2050年至少也要60亿吨标煤的能量，比现在翻一番，其中煤至少占40%~50%。“这么大量的煤一定要考虑如何低碳。”倪维斗说，“我们每块煤都必须在二氧化碳减排上精打细算。”

  1月14～15日，抚顺高新区党工委副书记、管委会主任张春民带队，马不停蹄地深入上海市、无锡市多家锅炉、汽轮机、发电机等三大主机生产厂商考察，以“等不得”的责任感、“拖不得”的紧迫感推进热电联产项...

  湖北宜化1月2日公告，其年产55万吨氨醇项目已打通全部流程，生产出合格产品，进入生产阶段。该项目全称为洁净煤加压气化多联产技改搬迁升级项目，实施主体为全资子公司湖北新宜化工有限公司，将位于宜昌市猇亭....

  将睿智和自信隐藏在低调言行中，在抚顺石化公司“油蜡联产”转型升级重点项目中，用技术专长，解决了多个技术难题，取得了多项成果，为企业节约了大量投资成本。

  近日，中国科学院过程工程研究所与中石化宁波技术研究院有限公司合作完成的“千吨级煤气化渣铝硅分质制备高模数水玻璃多联产技术”，通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价。

  12月28日，由中国化学五环公司总承包建设的新宜化工洁净煤加压气化多联产技改搬迁升级55万吨/年氨醇项目气化装置气化炉吊装成功，标志着项目重大里程碑节点顺利完成，项目正式转向设施安装阶段，为工程按...

  日前，东方锅炉股份有限公司与业主单位成功签订合盛硅业新疆鄯善硅基新材料生产基地8×795吨/小时亚临界带再热循环流化床(CFB)锅炉耦合多联产工程项目——低阶煤CFB热解燃烧分级转化一体化设备合同...

  地址：北京市西城区六铺炕北小街甲2号《中国化工报》社有限公司邮编：100120