“舊煤新用”駛入低碳經濟快車道

　　在我國，一次能源依賴煤炭、電力依賴煤電的格局將長期存在，自主發展低成本、潔凈、高效煤炭綜合利用技術是能源可持續發展的重大需求。整體煤氣化聯合循環(IGCC)是集成煤氣化與燃氣輪機聯合循環的超清潔、高效發電技術，也是迄今為止邁向二氧化碳近零排放的最現實、最經濟的燃煤發電技術。

　　舊能源，新方法——

　　開啟煤氣發電新時代

　　煤不僅可以清潔發電，還可以大規模生產液體燃料和化學品？聽上去難以想象，但在2009年國家科學技術進步獎中，“高效潔凈煤制甲醇與聯合循環集成系統的研發和示范”工程將這兩方面完美地結合在了一起。這一獲獎成果是我國IGCC領域涵蓋從基礎研究、技術研發、試驗驗證到工程示范的首次完整結合，開創了國內IGCC研發與示范的先河。

　　說起IGCC,很多人非常陌生。然而在煤炭和電力領域，這已儼然是一個時髦的詞匯。IGCC的中文名是整體煤氣化聯合循環發電系統，這一先進動力系統將潔凈煤氣化技術和高效的聯合循環相結合，分為煤的氣化與凈化和燃氣—蒸汽聯合循環發電兩個部分。煤在氣化爐中氣化為煤氣，經過處理后，把粗煤氣中的灰分、含硫化合物等有害物質除凈，供到燃氣—蒸汽聯合循環中去燃燒做功，借以達到以煤發電的目的。

　　有人用“舊能源，新方法”來形容IGCC技術。同樣是傳統煤炭能源，IGCC集高發電效率和環保性能于一體，不僅彌補了煤炭利用單項技術難以同時滿足效率、成本和環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遠可持續發展目標相容，是最有效的潔凈煤利用技術途徑，也將成為未來潔凈煤利用高技術發展的主要方向。

　　“舊煤新用”讓煤化工產業駛入了低碳經濟的快車道。“其發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合循環排放水平，滿足我國目前最嚴格的環保要求，在經濟效益和社會效益上具有雙重競爭力。”中國科學院工程熱物理研究所副所長肖云漢說。數據顯示，相比同等規模的常規燃煤電站，使用IGCC技術的供電效率高6—8個百分點，污染物排放僅為十分之一，節約用水50%以上。

　　IGCC技術的高效節能引領煤氣發電進入了環保清潔的新時代，在我國掀起了一股發展IGCC項目的熱潮。據2010中國IGCC多聯產峰會官方網站的統計，目前中國在華北、華東和華南地區已經擁有12個IGCC發電及多聯產項目。2009年7月6日，中國首座自主開發、設計、制造并建設的IGCC示范工程項目華能天津IGCC示范電站在天津臨港工業區正式開工，投產之后，按年利用5000小時計算，每年發電量將達12億kwh。

　　“綠色煤電”———

　　實現近零排放夢想

　　潔凈的空氣，明朗的天空，污染物排放近乎為零，能源利用低碳環保……幾乎每一個人都曾在心中構筑過這樣一個綠色世界的夢想。然而，基礎能源能耗高、污染重是一個不爭的事實。如何將夢想變為現實，實現煤電的“綠色”發展？這不僅是電力工業面臨的重要課題，更關系到我國資源節約型和環境友好型社會的建設。從我國能源結構的理想特性出發，“綠色煤電”計劃應運而生。

　　所謂“綠色煤電”，就是以整體煤氣化聯合循環(IGCC)和碳捕集與封存(CCS)技術為基礎，以聯合循環發電為主，并對污染物進行回收，對二氧化碳進行分離、利用或封存的新型煤炭發電技術。在開發近零排放的燃煤電廠、發展中國潔凈煤技術的道路上，IGCC是決定成敗的關鍵。

　　為此，我國眾多煤電企業持續不斷地進行科技創新，華能集團在煤電技術改革中當起了排頭兵。“我們從2006年開始，就重點進行2000噸／天級兩段式干煤粉加壓氣化爐的工業化、實用化設計，驗證大型高溫煤氣凈化技術和大型電熱化多聯供的系統集成技術。”華能集團總經理蘇文斌告訴記者，去年5月，華能綠色煤電天津IGCC示范電站工程正式獲批，計劃于2011年建成，屆時，我國將出現第一臺25萬千瓦等級的整體煤氣化燃氣—蒸汽聯合循環(IGCC)發電機組。項目建成后，效率將比目前最先進的火力發電技術提高三分之一，并實現二氧化碳和污染物的近零排放。

　　建設具有自主知識產權的IGCC電站只是實現“綠色煤電”計劃的第一步。專家告訴記者，技術的成熟必將帶動產業的規模化發展，實施“綠色煤電”示范項目便成了題中之義。

　　蘇文斌說：“我們計劃于2016年左右建成的400MW級‘綠色煤電’示范工程，將集成大規模煤制氫和氫能發電、二氧化碳捕集和封存等關鍵技術，實現煤炭的高效利用，以及污染物和二氧化碳的近零排放，同時不斷提高‘綠色煤電’系統的技術可靠性和經濟可行性，為大規模商業化做好準備。”

　　如今，在浙江半山、廣東東莞、深圳等地，IGCC煤電化多聯產示范工程如雨后春筍般建立起來，大唐、華電、國電、中電投、神華、國家開發投資公司和中煤能源集團等一大批企業紛紛投身到“綠色煤電”計劃中。在綠色環保生活的美好圖景上，IGCC技術必將添上濃墨重彩的一筆。

　　煤基多聯產———

　　促進不同產業融合發展

　　在中科院工程熱物理所的走廊里，掛著大大小小的IGCC設備裝置的圖片，一幅IGCC聯產路線圖更是吸引了記者注意。肖云漢副所長向記者介紹：“今年要自主研發、示范一座油電聯產示范系統；2011年至少新建成一座200MW級IGCC示范系統，示范改造一座燃油聯合循環機組為IGCC電廠；2015年至少建成三座不同類型的規模為400MW級的IGCC聯產典型商業示范系統，實現近零排放氫電聯產系統的中試；到2020年形成完整的IGCC聯產重大技術裝備和成套，實現聯產系統的推廣和近零排放氫電聯產系統的工業示范。”

　　事實上，自主發展IGCC作為我國發展潔凈煤技術的重要選擇，早在2006年就被列入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》、《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》、《我國應掌握自主知識產權的關鍵技術和產品目錄》等。“十一五”規劃綱要明確提出，要優化發展能源工業，積極發展電力，啟動整體煤氣化燃氣—蒸汽聯合循環電站工程。

　　基于國家政策的大力扶持、目標路線的明確建立，IGCC技術在我國很多領域已經開花結果。我國目前已經自主研發并首次建成了高效潔凈煤基甲醇聯產電示范系統，業已形成煤炭聯產系統集成與優化設計平臺；突破了天然氣改燒煤制氣和化工馳放氣40MW級燃氣輪機發電技術，成功實現了驗證與工程化應用；煤炭聯產系統首次完成了工業化設計與運行，可用率和可靠性超過同類工業生產系統。

　　專家指出，IGCC的全面多聯產意義非凡。作為一項運用范圍廣、涉及產業多的高新科技，IGCC可以方便地實現電能和清潔燃料、氫、化工品、鋼鐵等能源及材料產品的聯合生產，完成煤炭的高效、潔凈、經濟的綜合利用。在帶動電力、化工、鋼鐵、煤炭等行業的節能減排和優化升級的過程中，IGCC將會促進不同產業間的融合，形成持續競爭力。

　　肖云漢認為，要實現IGCC全面多聯產，我們依然任重而道遠。面對IGCC的未來，肖云漢和眾多科研專家一起，提出了“六個一”計劃。一是建設一座電站：建成我國第一座250MW等級的IGCC示范電站，成為國內最清潔環保的煤基電站；二是成熟一項技術：不斷探索、總結、完善IGCC技術，總結出一套建設、管理、運營IGCC電廠的經驗，努力實現大規模商業化推廣；三是提升一個行業：促進發電行業技術升級和產業升級，實現煤電的綠色發展；四是催生一個產業：帶動清潔電力行業發展的同時，促進相關制造產業發展，實現氣化爐、空分裝置、余熱鍋爐和蒸汽輪發電機組四大主機實現100%國產化；五是培養一批人才：培養我國本土的IGCC建設、運營人才，為未來的進一步發展做好人才儲備；六是打造一個亮點：站在低碳清潔高效能源的制高點，IGCC作為排頭兵，將使我國在清潔能源的發展上擁有更大話語權和競爭力。

　　IGCC未來的發展方向已經明確，專家們相信，它一定能夠擔負起“運用高科技，聯合多產業，開辟新道路”的使命，推動我國能源利用實現可持續發展。本報記者　鄭　楊　實習生　曾　妮