近年来,经济全球化、贸易自由环境问题国际化以及化石燃料的不可再生性和引发的不断恶化的环境污染,促使各国加强能源的科技创新,努力寻求替代能源技术。世界上主要发达国家为适应其能源政策和环境政策及开拓国际市场的需要,不惜投入巨资,积极发展洁净煤技术。预计未来核能、氢能和可再生能源技术将会有突发性的进展。未来,核能、氢能、可再生能源将逐步发展并最终成为主要能源,电力将成为主要的终端能源。中国洁净能源的迅速发展和优质能源比重的提高,为提高能源利用效率和改善大气环境起了重要的作用。煤炭是中国能源的主体,在今后相当长的时期内其主导型的地位不会发生根本性的变化,但煤炭开发和加工利用对环境的压力越来越大,发展洁净煤技术是中国能源发展的必然选择。
一、国外洁净煤技术发展概况
从总的发展趋势看,美国洁净煤技术的研究开发起步早,一些项目已取得了阶段性的成果。另外,从能源战略角度看,美国已把洁净煤技术视为创新技术,并力求用先进的洁净煤技术占领国际市场。
洁净煤技术是指在煤炭从开发到利用全过程中,旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。洁净煤技术是一个包括许多先进的常规技术、高新技术,甚至某些尖端技术的涉及多层次、多学科的技术群。洁净煤技术已成为当前国际能源环境高技术竞争的重要领域。
早在20世纪80年代中期,美国就率先提出了洁净煤技术,并制定了洁净煤技术的发展计划,到20世纪90年代,由美国兴起的洁净煤技术,逐渐引起国际社会的普遍重视。世界上主要发达国家如欧共体、日本等国家为适应其能源政策和环境政策以及开拓国际市场的需要,相继成立了洁净煤技术研究机构,投入巨资积极研究开发和应用洁净煤技术,从而对世界煤炭资源开发利用的前景和全球环境的改善产生了重大影响。
(一) 美国洁净煤技术示范计划(CCTP)
美国是最早开始发展洁净煤技术,并制定了完整计划的国家。洁净煤技术的研究开发在美国能源战略与政策中占有举足轻重的地位。
1、 美国洁净煤技术示范计划(CCTP)
美国是世界上煤炭生产与消费大国,煤炭产量仅次于中国,居世界第2位,因此美国非常重视洁净煤技术的研究。从洁净煤技术的投资额和研究范围看,美国对洁净煤技术的重视程度远远高于日本和欧洲等发达国家。美国洁净煤技术示范计划的基本目标是:(1)保障能源稳定供应,降低对石油的依赖;(2)提高能源供应与消费效率;(3)以提高效率及使用清洁能源为前提,实现减少污染,保护和改善环境。美国由于使用了清洁煤燃烧技术,自1972年以来,美国人口增长了22%,经济总量增长了58%,但向空气中排放的二氧化碳减少了25%,粉尘减少了59%。美国CCTP所含45示范项目按应用领域的分布及投资情况(见表4-1)。
2、 洁净煤技术示范计划资助的重点
美国洁净煤技术示范计划自1986年3月推出以来,到1994年9月已进行5轮竞争性项目征集,共优选出了45个商业性示范项日,总投资达71.4亿美元,如此规模巨大的洁净煤示范计划被誉为是继原子弹计划、航天计划、星球大战计划后美国政府组织的又一大全国性计划。
在5轮竞争性项目征集和优选过程中,不同阶段的日标和资助重点有所不同:1986年7月到1989年12月第Ⅰ-Ⅲ轮洁净煤技术示范项日,主要针对能减缓酸雨潜在影响的技术;1990年美国通过了清洁空气行动修正案,因而第Ⅳ轮洁净煤示范计划项目的选择重点放在能进一步降低污染物释放和提高能源利用率满足新的环保法规;第Ⅴ轮洁净煤示范计划项目的选择标准是面向未来,旨在提供能满足21世纪环保要求和能源供应与需求形势的洁净煤技术。到1994年底,已有13项取得初步商业化成果(见表4-2)。