美国抢占能源技术制高点

记者最近在北达科他大学能源与环境研究中心(EERC)采访时，该中心主任格罗纽沃尔德兴致勃勃地向记者介绍了美国发电行业利用净煤技术提高能源利用率和降低污染排放物的情况。

    洁净煤发电高效环保

    格罗纽沃尔德告诉记者，长期以来，EERC下属的煤炭利用技术中心一直在从事净煤技术的研究，并且取得了一些重大突破，其中许多技术已被广泛地应用于煤炭发电行业。净煤技术的发展始于上世纪80年代，是新一代煤炭处理方法，可在提高能源效率、降低空气污染的情况下，充分利用世界丰富的煤炭资源。为了更好地开发净煤技术，美国能源部于2003年提出了“未来电厂”(FUTUREGEN)计划，即由政府部门与私营机构及国际组织共同投资10亿美元，设计、建造和运行一座零排放的煤基发电厂。根据该计划，“未来电厂”将在5年内完成设计和建造，10年内开始运作。与传统燃煤电厂不同，“未来电厂”将首先利用最新技术把煤炭变为富氢煤气，其产品可以用于清洁发电，也可供给炼油厂提升石油产品标号。格罗纽沃尔德认为，“未来电厂”将使煤炭从有损环境的能源变为有益环境的能源，是美国朝着无污染能源迈出的重要一步。在“未来电厂”中实验的这项技术可以使得未来的燃煤电厂获得前所未有的高效率，将电厂效率提高到60%或更高，差不多是目前传统燃煤电厂效率的2倍。目前，美国已经研究开发出了零污染排放的煤炭发电厂模型，这种模型在技术上是可行的，但在商业上是否可行仍有待进一步验证。目前，EERC正在努力与美国政府合作，计划参与在北达科他州修建一座零污染排放的煤基发电厂，以探讨这种模型的商业可行性。

    EERC所从事的净煤技术研究与开发只不过是美国重视净煤技术应用的一个缩影。作为煤炭生产和消费大国，美国煤炭产量的90%都用于发电，约有55%以上的电力来自煤炭发电。因此，美国政府高度重视净煤技术的开发和应用，布什政府承诺在10年内拨款20亿美元用于推动净煤技术的发展。为此，布什政府制定了“美国净煤发电计划”，目的是到2018年使燃煤发电厂排放的硫、氮和汞减少近70%。2002年8月，美国能源部公布了“美国净煤发电计划”第一轮36个建议项目；2003年初，能源部在公议后选定了8个项目作为第一阶段项目，能源部提供3.16亿美元，私营机构提供超过10亿美元。目前，该计划正在紧锣密鼓地进行之中。世界能源委员会前不久发表的研究报告认为，对于主要煤炭消费国来说，今后几十年内，从煤炭中提取的合成气体、液体和氢将是重要的长期能源供应来源。到2030年，全球约有72%的发电将使用净煤技术。

    煤炭气化促循环生产

    世界大型能源公司目前最感兴趣的领域之一是煤炭气化技术。专家认为，煤炭气化技术特别是“集成气化联合循环”(IGCC)技术今后肯定会在美国得到广泛应用。“集成气化联合循环”技术是把煤炭转化为燃气并经过去污设备过滤后再使用，从而提高燃气的能效并减少氮氧化物、二氧化硫和汞的排放量。据报道，美国目前已有7个大规模的煤炭气化项目在运营之中。记者最近在北达科他州采访时了解到，该州拥有美国唯一一家大型煤炭气化厂，每年的燃气产量为540亿立方英尺。美国康菲石油公司和另一家公司最近宣布投资12亿美元在明尼苏达州建造一座531MW、使用“集成气化联合循环”技术的发电厂。与其他煤转电技术相比，“集成气化联合循环”技术可以节省40%的水。美国能源部披露，美国正在研究将煤炭气化成含有大量氢气和二氧化碳的气体，然后将其中的氢气分离出来，供发电和其他方面使用；同时将其中的二氧化碳和氧化氮分离，用以生产肥料；剩下的二氧化碳则打进地洞，以防止其污染自然环境。

    氢能源开发前途无量

    有关能源专家认为，煤炭气化技术的不断完善将会拉开“氢能源”和“氢经济”的序幕。氢气是煤炭气化过程中的副产品。如果美国“未来电厂”研发工作获得成功，燃料电池汽车、氢能生产和加油基础设施的商业化可在2015年之前实现，用氢能作动力的样品汽车将在2020年前问世。为实现这个目标，首先必须找到性价比合适的制氢方法。现在的制氢费用是常规能源的4倍，美国提出的目标是到2010年将能量相当于每加仑汽油的氢气降至1.5美元。

    目前，氢能源技术已引起汽车行业的极大兴趣。氢动力汽车似乎不再是可望而不可即的梦想。布什总统已预言：“今天出生的婴儿将会驾驶第一部氢动力和零污染汽车。”但是，在氢动力汽车问世之前，国际汽车行业目前正在热衷于油电混合动力汽车，各大汽车公司争相投资开发混合动力汽车。混合动力汽车采取油电混用方式，燃油消耗可降低30%以上，不需要改变现有的能源结构、基础设施和产业结构，因此在美国市场上表现得非常抢手。混合动力汽车的价格虽比普通汽车要高，但许多美国消费者都愿意提前一年就排队订购。有关机构预测，混合动力汽车在未来3年中可迅速增加到100万辆的规模。不过，业内人士指出，油电混合动力汽车只能作为未来清洁能源技术的过渡阶段，未来的解决办法仍然取决于完全没有污染的氢燃料电池汽车。美国政府已经提出了“自由汽车和氢燃料倡议”，并且计划在今后5年内耗资17亿美元，用于克服发展和扩大氢能、燃料电池和先进汽车技术的若干重大技术和经济障碍。据报道，福特汽车目前正在同时对油电混合动力、清洁柴油、氢燃料内燃机和氢燃料电池4项节能技术进行研发；通用汽车已经研发出氢燃料电池概念车，并表示今后将会加快氢燃料电池概念车商品化的步伐。

看来，美国汽车公司已经吸取了过去在混合动力汽车方面落后于日本的教训，这次要抢在日本人之前占领氢燃料电池汽车竞争的起跑线。