導讀:習近平主持召開中央財經領導小組第六次會議,發表重要講話指出要推動能源消費供給革命,大力推進煤炭清潔高效利用。行業解讀中央精神,清潔煤技術將引領中國能源的綠色浪潮。
我國能源格局,二十年內仍將以煤為主
煤炭是我國工業化進程中的基礎性能源,我國是世界上少數幾個能源以煤為主的國家之一,也是世界最大煤炭消費國。中國煤炭工業協會數據表明,2013年全國煤炭消費量36.1億噸,同比增幅由前10年年均增長9%左右下降至2.6%左右,占一次能源總消費量的60%以上。
雖然煤炭產量和消費量同比增幅均大幅收窄。但我國以煤為主的能源格局短期難變。數據顯示,2012年,煤炭提供了電力燃料的75%、鋼鐵用能的85%、建材用能的71%、化工用能的40%。從消費結構上看,電力用煤占52.9%,鋼鐵用煤占15.3%,建材用煤占16.1%,化工用煤占6.6%,其他用煤占9.1%。
國家發改委能源研究所副所長戴彥德推算,以2013年我國總的能源消耗總量37.1億噸標準煤為基準,到2050年,我國的能源消耗總量起碼要控制在65億噸標準煤以內,形成煤炭、油和氣、核電等多種能源共存的格局。即使做出很大努力,煤炭的絕對年消耗量也難以減下去。
煤炭長期大規模開發利用也帶來了一系列問題。一是煤炭資源開發條件變差。我國53%的煤炭資源埋深在1000米以下,褐煤和低變質程度煙煤占55%,優質煤炭資源逐年減少,開發重心逐步向西部轉移;二是煤炭科學產能比重較低。滿足安全、高效、綠色開采條件的科學產能僅占1/3,這也是煤礦事故頻發的主要原因;三是煤炭輸配不合理,煤炭調運形勢緊張;四是煤炭利用效率低。發電及供熱平均綜合利用效率僅為40%左右,比發達國家低10個百分點。
尤為緊迫的是,煤炭屬于高碳能源,我國又以碳排放系數最高的煤炭為主,污染十分嚴重。有統計顯示,在主要污染物排放中,燃煤排放的二氧化硫占90%,氮氧化物占75%,總懸浮顆粒物占60%。同時,每年還要排放數億噸廢渣,重金屬超過2萬噸,對人體危害很大。燃煤帶來的嚴重環境污染,必須引起重視。
厚積薄發,我國清潔煤電前沿技術的研發和應用探索
事實上,近二十年來我國一直都沒有停止對清潔煤電前沿技術的研發和應用探索。
2010年,國家能源局組織成立了“國家700℃超超臨界燃煤發電技術創新聯盟”,設立了“國家700℃超超臨界燃煤發電關鍵技術與設備研發及應用示范”項目。以華能集團清潔能源研究院牽頭,同時承擔我國首個關鍵部件驗證試驗平臺的建設及運行工作。包括中國電力工程顧問集團公司在內,項目參與單位幾乎囊括了我國發電行業、動力裝備制造行業、材料行業等多個相關基礎行業的重點單位。
據了解,700℃先進超超臨界燃煤發電技術是目前歐洲、美國、日本等發達國家積極發展的商業化規模應用清潔燃煤發電技術。該技術將目前最先進的超超臨界發電機組主蒸汽溫度從600℃提高到700℃以上,發電效率接近甚至超過50%,耗煤量及碳排放量將減少約30%,NOx、SO2、粉塵等污染物的排放大幅減少。
該聯盟試驗平臺依托華能南京電廠建設,目前已完成試驗平臺的詳細設計及施工設計,正在進行材料及閥門等鎳基高溫合金部件的生產、制造和采購工作,按計劃將于2014年下半年進行安裝,2015年6月前完成運行調試并開始相關試驗工作。該平臺建成后將成為我國首座700℃超超臨界燃煤發電關鍵部件驗證試驗平臺,達到國際領先水平,更好地推動700℃材料測試、關鍵部件開發工作,為我國爭取建造世界首臺700℃超超臨界燃煤發電機組奠定基礎。
在另一高新清潔煤電技術領域,我國自主知識產權首座250MW IGCC示范電站2012年在華能集團天津濱海建成投產,這是我國“十一五”863計劃重大項目的顯著成果之一,標志著我國已成為世界上為數不多掌握大型IGCC電站的系統設計、氣化、凈化、空分、余熱鍋爐和汽輪機發電系統關鍵技術的國家之一,這一重大突破將大大提升我國在節能減排和應對全球氣候變化問題上的國際影響力和話語權。而整體煤氣化聯合循環發電(IGCC)是世界公認的清潔、高效煤基發電主要技術途徑之一,效能與超超臨界技術不相上下。
作為天津IGCC電站核心技術之一的兩段式干煤粉加壓氣化技術,同樣達到國際先進水平,該技術采用干煤粉上下兩段進料,應用兩段分級氣化原理,其煤種適應范圍廣、氧耗低,碳轉化率大于99%,冷煤氣效率80%-85%,煤氣有效氣體成分約90%。目前已逐步應用到陜西府谷恒源、四川金象、江蘇淮河化工、青島三力、河北辛集化工等多個項目中,并出口美國,進入發達國家能源市場。