煤的现代化利用很迫切

2007/11/23 11:18:03

国家能源领导小组办公室副主任徐锭明曾表示，今后制约我国能源发展的瓶颈并非资金、技术、设备等，而是能源效率与环境保护。就煤炭而言，直接燃烧引起严重的环境污染，燃烧后产生的气体中７０％～８０％以上为二氧化硫、氮氧化物、汞、颗粒物、二氧化碳等。而且，煤直接燃烧很难解决温室气体减排问题。资源的短缺和环境形势的日益严峻，让人们认识有了转变，意识到对煤炭的利用也应科学化、现代化。
　　在今年举行的中国能源战略高层论坛、内蒙古经济发展论坛、节能减排与可持续发展论坛、东芝节能环保技术论坛等多个场合，中国工程院院士、教育部科学技术委员会主任、清华大学教授倪维斗呼吁，目前正是进行煤炭现代化的好时机。倪维斗指出，要对煤进行现代化应用，要把以煤的气化和化工为龙头的多联产系统看作是应对能源挑战的战略方向，目前，这种系统绝大部分技术是成熟的，只要我国各部门（煤炭、化工、电力）打破行业界线，通力合作，在三五年内就有可能建立大型的示范多联产装置，并在２０２０年前后有相当数量的推广。
　　中国能源面临五大挑战
　　 “进入２１世纪，中国能源领域面临总量需求大、液体燃料短缺、环境污染严重、温室气体排放和农村能源消耗增加五大挑战，应及早调整能源利用结构，建立完善、全面、具体的能源战略体系。”在不久前举行的内蒙古经济发展论坛上，倪维斗院士做出上述表示。
　　他说，从２０００年～２０２０年，国家规划全国ＧＤＰ增长４倍，而能源消耗增长一倍，这意味着能源弹性系数应为０．５。但是最近３年，这个系数为１．３以上，即能源需求将远远大于规划。从发展趋势来看，我国工业已进入重化阶段，按世界各国发展的历史规律来看，能耗迅速增长阶段似不可逾越。问题是这么大的一次能源需求我们是否能够供应？其所引起的污染是否有足够的环境容量？怎么解决？
　　我国石油对进口的依赖度将从４０％增加为５０％～６０％，能源安全如何考虑？如何加速石油的替代？我国的汽车工业、石化工业如何用创新的发展模式来适应这个形势？在车用替代燃料方面我国应以此为契机走出自主创新的道路。
　　我国环境污染严重，而污染物的８０％是由于化石能源的应用，尤其是煤的直接燃烧所引起。目前我国有３０％～４０％的地区（尤其是西南地区）出现酸雨现象，呼吸系统疾病不断增加。需要认真研究的是我国对这些污染物“可容忍”的环境容量究竟是多少？
　　我国已于２００２年成为“京都议定书”的第３７个签约国。总的来说，作为一个负责任的大国，我国在不远的将来必然要承担一定量、甚至大幅度温室气体的减排任务。因而，从战略高度、从现在开始就应该认真考虑我国二氧化碳如何分阶段减排的有关战略技术和政策问题，否则的话，在今后几十年我国将会为此付出更多的代价。
　　到目前为止，我国８亿农民中有相当数量没有得到良好的能源服务，他们仍依赖当地的农业废弃物（秸秆、柴草等）作为主要能源，有些地方甚至仍在砍伐森林和破坏生态。
　　难以摆脱的现实
　　在近日举行的“东芝节能环保技术论坛”上，倪维斗院士说，能源供给和需求预测显示，预计到２０５０年，煤炭将占中国能源总量的５０％～６０％，煤炭仍将起主导作用；煤炭年产能的７０％～８０％将用于发电（目前为４５％～５０％），届时煤电占电力总装机容量的四成，但仍是发电主力。而可再生能源（主要是风能、太阳能和生物质能）在２０２０年以前很难在总能源平衡中占有一定分量的比例。
　　究其原因，在于我国和欧洲国家在国情上有很大区别。一些欧洲国家，它们的总能耗已不再增长或增长很少　，可再生能源的发展逐步替代目前在用的化石能源。而我国却处于总能耗急剧增长之中，单是发电设备其中主要是燃煤的发电　每年增长的装机容量是６０ＧＷ～８０ＧＷ，超过３个长江三峡电站。在这个高速增长量中，可再生能源所起的作用是很有限的，更不用说去替代原有的化石能源消耗。譬如说，按国家规划，到２０２０年风力发电的装机容量将达３０ＧＷ是２００５年的２４倍　，考虑到每单位装机容量的满负荷工作时间平均只有２５００个小时，则３０ＧＷ的风电相当于火电１２ＧＷ左右，也就是２０２０年我国发电总装机容量９５０ＧＷ～１０００ＧＷ的１．２％左右。
　　煤是迄今我国主要的一次能源，资源比较丰富、价格低，近年来得到迅速发展。但是，煤也带来几个令我们“无法改变的现实”：煤用于发电的比例将会越来越大。煤的开采和直接燃烧已引起严重的生态和环境污染问题，７０％～８０％以上的二氧化硫、汞、颗粒物、二氧化碳等都是由于煤炭直接燃烧所引起的。而由于石油短缺，车用液体燃料还得从煤基替代燃料上找出路。在煤的直接燃烧条件下很难解决温室气体的减排，因为从电厂的大容积流量的烟气中收集浓度在１３％～１４％左右的二氧化碳将耗费很多附加能量，使发电效率降低１０个左右的百分点。目前我国温室气体排放已居世界第２位，近年来还在不断地快速增长，如此下去在１０年或略长一些的时间内将超过美国，居世界第一。
　　那么，如何能可靠地继续发挥煤能源的作用，并且从国情出发平衡能源与环境问题，并保障能源安全呢？
　　煤的现代化利用最关键
　　倪维斗院士指出，中国能源的出路除了加快核电和可再生能源发展外，目前最迫切的是煤的现代化利用，从直接燃烧逐步过渡到煤气化多联产。所谓的多联产，即通过煤（或焦炭）气化和化工反应一次通过方式实现电力、液体燃料、化工产品、供热、合成气的联产。多联产是可持续发展的，技术上有良好的继承性和可行性，有良好的经济效益和环保性能，尤其重要的是多联产以后，为二氧化碳捕捉和埋存创造了很好的条件。
　　煤气化多联产的原理是：煤经气化后成为合成气，净化以后可用于生产化工原料、液体燃料（合成油、甲醇、二甲醚）和电力。多联产系统所生产的液体燃料，尤其是甲醇和二甲醚是绝好的煤基车用替代燃料，可以有份额地缓解我国石油的短缺。同时，甲醇还可以用来生产烯烃和丙烯，用煤化工去“替代”一部分传统的石油化工，以减少石油消耗。二甲醚是一种物理性质与液化石油气相近的化工产品，除了替代柴油外，是一种绝好的民用燃料，可以给城市和一些缺乏能源的地区提供清洁能源服务。在整个工艺过程中可以捕捉高浓度、高压的二氧化碳，为温室气体减排创造条件，所耗费的能量与成本比常规电站烟气中捕捉二氧化碳低得多。随着技术的进一步发展，例如大容量高温固体氧化物燃料电池（ＳＯＦＣ）的商业化，这类多联产系统把ＳＯＦＣ耦合进来，还有很大提高效率的潜力，使发电效率提高到６０％～６５％，这将是发电的一个新的里程碑。
　　倪维斗院士说，这种多联产系统组成部件的绝大部分技术是成熟的，只要我国各部门（煤炭、化工、电力）打破行业界线，通力合作，加上国际合作，在３～５年内就有可能建立大型的示范多联产装置，并在２０２０年前后有相当数量的推广。
　　据悉，去年发布的《国家中长期科学技术发展规划纲要（２００６～２０２０）》中，明确指出多联产是发展洁净煤技术的战略方向；科技部已经设立“以煤气化为基础的多联产示范工程”为国家８６３重点项目。为此，国家投入的资金预算为３．５亿元，企业投资将达到３００亿元。初步计划将有７个不同的多联产示范工程相继建立，例如ＩＧＣＣ连同小规模化工生产，或者甲醇生产连同小规模发电，而联产系统的类型最终都将由市场需求来决定。“很明显，多联产工程已搭上国家快车并在５年内会有显著的发展。”倪维斗院士最后强调。

来源：中国经济导报

煤炭网版权与免责声明：

凡本网注明"来源：煤炭网www.coal.com.cn "的所有文字、图片和音视频稿件，版权均为"煤炭网www.coal.com.cn "独家所有，任何媒体、网站或个人在转载使用时必须注明"来源：煤炭网www.coal.com.cn "，违反者本网将依法追究责任。

本网转载并注明其他来源的稿件，是本着为读者传递更多信息的目的，并不意味着本网赞同其观点或证实其内容的真实性。其他媒体、网站或个人从本网转载使用时，必须保留本网注明的稿件来源，禁止擅自篡改稿件来源，并自负版权等法律责任。违反者本网也将依法追究责任。如本网转载稿件涉及版权等问题，请作者在两周内尽快来电或来函联系。