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          讓煤由“黑”變“綠” 潔凈煤技術(shù)的中國速度

          煤炭資訊網(wǎng) 2012-5-28 22:15:52    頭條

            潔凈煤技術(shù)科技發(fā)展基本原則

            一、 國家需求、服務(wù)產(chǎn)業(yè)

            二、 世界一流、國際領(lǐng)先

            三、 承先啟后、統(tǒng)籌發(fā)展

            四、 強化管理、培養(yǎng)能力

            技術(shù)賽跑中的中國速度

            讓煤由“黑”變“綠”,對于世界第一大煤炭生產(chǎn)與消費國——中國而言,意義非常。在未來幾十年內(nèi),我國以煤為主的能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)很難改變。伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變與環(huán)境保護(hù)需求及壓力的增強,我國逐漸開辟出了一條極具特色的潔凈煤技術(shù)發(fā)展之路?!稘崈裘杭夹g(shù)科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》的出臺,對于我國潔凈煤技術(shù)而言,無疑既是一次成就和經(jīng)驗的總結(jié),也是對未來發(fā)展趨向的科學(xué)謀劃。

            潔凈煤技術(shù)是指煤炭在開發(fā)和利用過程中旨在減少污染與提高利用效率的加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及污染控制等技術(shù)。這項技術(shù)既是我國能源可持續(xù)發(fā)展的重要領(lǐng)域,更是世界各國解決環(huán)境問題的一種主導(dǎo)性技術(shù)。

            《“十二五”規(guī)劃綱要》提出,“培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”,“推動能源生產(chǎn)和利用方式變革,構(gòu)建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系。加快新能源開發(fā),推進(jìn)傳統(tǒng)能源清潔高效利用”,“積極應(yīng)對全球氣候變化。把大幅降低能源消耗強度和二氧化碳排放強度作為約束性指標(biāo),有效控制溫室氣體排放”。這些賦予了我國潔凈煤技術(shù)發(fā)展的新目標(biāo)和新要求。

            清華大學(xué)低碳能源實驗室常務(wù)副主任姚強介紹,我國的潔凈煤技術(shù)主要包括:先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)、煤基清潔燃料技術(shù)、燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)、燃煤污染物控制和治理技術(shù)、高效燃煤與工業(yè)節(jié)能、二氧化碳分離、儲存及利用等。“我國是在上世紀(jì)70年代末開始潔凈煤技術(shù)的相關(guān)探索的。通過多年的積累尤其是近十年比較快的發(fā)展,目前我國潔凈煤技術(shù)整體上已達(dá)到國際先進(jìn)水平,少量甚至處于領(lǐng)先地位。比如煤的直接液化技術(shù)等。”姚強說。

            在代表著先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)的“超超臨界發(fā)電”方面,國內(nèi)目前已經(jīng)具備了制造1000MW、25MPa、600℃等級發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)和能力,預(yù)測到2020年,新建機(jī)組市場容量將達(dá)500GW。在“大型循環(huán)流化床”方面,“十一五”科技支撐計劃項目“600MWe超臨界循環(huán)流化床”已完成設(shè)計、制造技術(shù)研究,有待于通過工業(yè)示范集成單項成果,完成工業(yè)裝備技術(shù)和運行考核;另外,針對燃用劣質(zhì)燃料、大型超臨界循環(huán)流化床鍋爐系列、節(jié)能型循環(huán)流化床鍋爐也在開展大量新技術(shù)研發(fā)。而在燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)上,“十一五”863計劃重點項目中“100KW級微型燃?xì)廨啓C(jī)及其供能系統(tǒng)”課題已完成總體方案設(shè)計,開始核心部件的設(shè)計與制造,并完成微型燃機(jī)整機(jī)、燃燒室和永磁電機(jī)等工程設(shè)計。

            當(dāng)然,還有一些技術(shù)仍需進(jìn)一步加強攻關(guān)。例如,在“十一五”期間,國家以“專題”給予支持的污染物控制技術(shù)還較難形成大規(guī)模開發(fā)和工程應(yīng)用示范。因此,急需開發(fā)結(jié)合過程控制與末端治理、可以實現(xiàn)污染物資源化利用和多種污染物聯(lián)合脫除的先進(jìn)技術(shù)。再如,目前煤氣化技術(shù)在某些核心技術(shù)及裝備制造方面與發(fā)達(dá)國家相比仍然存在一定差距,尚有大量基礎(chǔ)理論和科學(xué)問題有待深入研究,自主開發(fā)和優(yōu)化提高的潛力很大。

            能源結(jié)構(gòu)下的現(xiàn)實思考

            “在潔凈煤技術(shù)研究上,企業(yè)的動力非常大。這是因為他們越來越清晰地認(rèn)識到,掌握了技術(shù)也就掌握了先機(jī),解決了技術(shù)問題也就解決了市場問題。”姚強說,“我國潔凈煤技術(shù)的大型重點項目都是由企業(yè)牽頭的。”

            在這方面,大型國企承擔(dān)了重要的責(zé)任。以神華集團(tuán)為例,其承擔(dān)的“綠色高效新型煤基能源系統(tǒng)”重大項目,研發(fā)和示范以煤為基礎(chǔ)、符合現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境要求、可實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)化和獲得高等級二次能源和含碳材料的新型工業(yè)技術(shù)系統(tǒng),突破近零排放先進(jìn)煤電、煤制氣體燃料、煤油共煉制特種油品、煤炭開采的水資源和生態(tài)保護(hù)、二氧化碳捕集、利用與封存等七大工業(yè)化技術(shù),并建立綜合集成示范系統(tǒng),為保障我國能源安全和可持續(xù)發(fā)展、推動煤炭清潔高效利用技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。項目預(yù)計總投資將超過500億元。

            民營企業(yè)的積極性和作用也日益凸顯。作為一家致力于清潔能源創(chuàng)新的民營企業(yè),新奧集團(tuán)的“潔凈煤氣化技術(shù)在玻璃熔窯行業(yè)應(yīng)用”技術(shù),被專家評價為“將對沙河千億元玻璃產(chǎn)業(yè)基地建設(shè),乃至全國玻璃產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式產(chǎn)生重要影響”。新奧集團(tuán)目前正在大力探索煤催化氣化、煤超臨界氣化等多項能夠顯著提高煤炭利用效率的潔凈煤技術(shù)。該企業(yè)對于潔凈煤技術(shù)的“熱忱”源自于對于清潔能源概念的認(rèn)知。正如新奧集團(tuán)董事局主席王玉鎖所認(rèn)為,在中國如果說到清潔能源,如果忽略了對煤的清潔利用,就會脫離國情,這樣的清潔能源概念也是有缺陷和不完整的。

            我國的潔凈煤技術(shù)之所以能夠取得快速發(fā)展,很大程度上取決于各研發(fā)主體對潔凈煤技術(shù)發(fā)展趨勢的深刻判斷,以及在此基礎(chǔ)上形成的集體共識。“有賴于企業(yè)界、科技界和政府管理人員對國家發(fā)展、企業(yè)需求和科技規(guī)律所達(dá)成的共識,所以有如此之大的投入和如此之快的進(jìn)步。當(dāng)然,這也有賴于我們國家近年來經(jīng)濟(jì)和社會快速發(fā)展所提供的良好環(huán)境和條件,大環(huán)境的不斷優(yōu)化是一個很重要的因素。”“863計劃”專家委員會專家杜銘華說。

            讓杜銘華感動是,在他參與的潔凈煤相關(guān)技術(shù)的研發(fā)過程中,科研人員全身心投入于研發(fā)的精神狀態(tài)。“可以說是一種亢奮的狀態(tài)。”杜銘華說,“潔凈煤技術(shù)大工程的組織工作也非常不易,背后需要有一個甘于奉獻(xiàn)的、強有力的組織團(tuán)隊。”

            姚強認(rèn)為,通過國家相關(guān)扶持、激勵政策的進(jìn)一步落實,以及繼續(xù)加強潔凈煤技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù),相關(guān)技術(shù)將會取得進(jìn)一步突破,各創(chuàng)新主體的熱情也將被充分調(diào)動,從而形成不可估量的創(chuàng)新合力,具有我國特色的潔凈煤技術(shù)發(fā)展之路將會形成獨特優(yōu)勢。

              煤基清潔燃料技術(shù):看煤如何“變身”

              我國能源結(jié)構(gòu)的特征為“富煤、貧油、少氣”。既然三者從本質(zhì)上講都屬于碳?xì)浠衔铮尾粚⒚恨D(zhuǎn)化成油和氣?這一科學(xué)思路,無疑既富有創(chuàng)意,又合乎邏輯。

              “十二五”863計劃專家委員會專家杜銘華介紹,煤基清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)作為潔凈煤技術(shù)的重要組成,主要包括煤制油(直接液化、煤基費托合成、煤基甲醇轉(zhuǎn)制汽油)、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇、大型煤制醇醚等。

              我國煤基清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)的探索之路起于上世紀(jì)70年代,“十五”期間,得到國家973、863、科技支撐等科技發(fā)展計劃專門立項支持,得到快速發(fā)展,于“十一五”期間普遍進(jìn)入工業(yè)示范階段,建成一批示范工廠,進(jìn)行了示范運行。

              目前,國內(nèi)已投入示范運行的煤制油總規(guī)模達(dá)到188萬噸油當(dāng)量/年、煤制烯烴115萬噸/年、煤制乙二醇20萬噸/年;大型氣流床煤氣化、漿態(tài)床費托合成、煤加氫液化、甲醇制烯烴等一批工業(yè)技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先或先進(jìn)水平。“在國家支持和科研人員的努力下,經(jīng)過大約10年時間,我國煤基清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)就從以跟蹤國外為主,發(fā)展到整體進(jìn)入工業(yè)示范、部分技術(shù)國際領(lǐng)先,這一成績使世人刮目,也使國人為之振奮。”杜銘華說。

              在工業(yè)示范方面,我國煤基清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)發(fā)展的特點是:核心技術(shù)以自主創(chuàng)新為主、建設(shè)規(guī)模大、技術(shù)集成度高、發(fā)展跨度大。杜銘華認(rèn)為:該類技術(shù)之所以在我國取得快速發(fā)展,在于人們對中國能源資源稟賦和消費現(xiàn)實,以及未來市場需求所做的分析和判斷。“這是一個實實在在的、尊重客觀現(xiàn)實的分析和判斷。”杜銘華說。

              很多人可能會產(chǎn)生這樣的疑問:煤制油和煤制天然氣與石油和天然氣在功用上會有差別嗎?對此,杜銘華解釋,煤制油和煤制天然氣與原本的石油和天然氣幾乎沒有區(qū)別。不僅如此,在某些方面甚至還會有突出的優(yōu)點,比如煤制油產(chǎn)品中的有害成分會降到很低,因為在加工過程中這些有害成分已經(jīng)被去除。因此,這些產(chǎn)品常常會被用來滿足一些特殊需求,比如用其調(diào)兌一些質(zhì)量欠佳的油品,以達(dá)到提升質(zhì)量的目的。

              《潔凈煤技術(shù)科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》指出,“十二五”時期,我國將開發(fā)3至5項具有國際先進(jìn)水平的煤基清潔轉(zhuǎn)化新技術(shù),完成一批煤制清潔燃料及化工品發(fā)明專利,推動建設(shè)大規(guī)模煤基多聯(lián)產(chǎn)工業(yè)示范,使我國煤基清潔燃?xì)狻⒚褐朴?、煤制烯烴等工業(yè)技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

              比如,在煤制清潔燃?xì)怅P(guān)鍵核心技術(shù)方面:將開發(fā)出合成氣完全甲烷化催化劑制備、甲烷化反應(yīng)器等關(guān)鍵技術(shù)和成套工藝;開發(fā)出煤低溫催化氣化、煤加氫氣化兩種制天然氣新工藝關(guān)鍵技術(shù)及氣化爐等核心裝備;突破地下氣化關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,形成煤炭地下氣化過程穩(wěn)定控制技術(shù)和地下水環(huán)境監(jiān)控技術(shù),開發(fā)煤地下氣化大型成套技術(shù)工藝軟件包及適于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的大規(guī)模合成氣凈化技術(shù)以及污水處理技術(shù)等。

              在煤制清潔液體燃料及化工品核心關(guān)鍵技術(shù)方面,科技工作者們將開發(fā)出大型化工業(yè)成套技術(shù)、初級產(chǎn)品加工精制技術(shù)、節(jié)能節(jié)水技術(shù)和一批重要裝備。

              同時,還將建成適用于煤制清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)通用能效測定與評價平臺,研究測定方法標(biāo)準(zhǔn)。針對示范工程,進(jìn)行工藝優(yōu)化并確定出合理的工序能耗標(biāo)準(zhǔn)參考值,為節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)提供技術(shù)方案。(記者 董碧娟)

              訪清華大學(xué)低碳能源實驗室常務(wù)副主任姚強:我國潔凈煤技術(shù)有了系統(tǒng)規(guī)劃

              備受關(guān)注的《潔凈煤技術(shù)科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》的出臺背景、過程是什么,對企業(yè)的指導(dǎo)意義何在……記者近日就這些問題采訪了清華大學(xué)低碳能源實驗室常務(wù)副主任姚強。

              記者:《規(guī)劃》編制的背景是什么?

              姚強:煤炭占我國一次能源生產(chǎn)量的75%,消費量的70%。作為溫室氣體中二氧化碳的主要來源,煤炭帶來的環(huán)境問題還沒有得到有效控制。以煤為主,石油和天然氣短缺的能源結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)是不會改變的,因此,適應(yīng)和改變這一能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀必然成為能源科技的核心任務(wù)之一。潔凈煤技術(shù)在促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化與安全、推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展、實現(xiàn)煤炭高效清潔利用、推動低碳經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展等方面具有十分重要的意義,是我國能源可持續(xù)發(fā)展的重要領(lǐng)域,是“十二五”期間發(fā)展先進(jìn)能源技術(shù)的重要方向。在這一綜合背景下,我國潔凈煤技術(shù)領(lǐng)域的第一個系統(tǒng)規(guī)劃出臺。

              記者:請介紹一下《規(guī)劃》的編制過程。

              姚強:2009年8月,科技部高新司啟動了能源領(lǐng)域“十二五”技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略研究,將潔凈煤技術(shù)列為重要研究方向;2010年5月正式啟動了《規(guī)劃》編制工作,成立由863能源領(lǐng)域?qū)<?、大學(xué)、科研院所、企業(yè)等同行專家組成的規(guī)劃起草小組;2010年8月,通過廣泛開展專題調(diào)研和座談,討論并形成《規(guī)劃》(框架),并征求產(chǎn)業(yè)同行意見;2010年12月,在《規(guī)劃》和《實施方案》(討論稿)基礎(chǔ)上,召開專項規(guī)劃咨詢論證會并向?qū)m楊I(lǐng)導(dǎo)小組辦公室作了專題匯報,形成《專項規(guī)劃》(征求意見稿);2011年6月,完成《專項規(guī)劃》(送審稿),經(jīng)進(jìn)一步修改完善后,形成了現(xiàn)《規(guī)劃》。

              記者:《規(guī)劃》具有哪些特點?

              姚強:《規(guī)劃》在總體設(shè)計上是相當(dāng)不錯的,既切實地服務(wù)于現(xiàn)實,又有很強的前瞻性。《規(guī)劃》根據(jù)近年來重點發(fā)展方向,結(jié)合立項和運行管理機(jī)制改革,以依托示范工程為牽頭、關(guān)鍵核心技術(shù)開發(fā)為基礎(chǔ)、技術(shù)凝練和集成創(chuàng)新為重點,對重點技術(shù)方向進(jìn)行梳理。包含了發(fā)展現(xiàn)狀與形勢、指導(dǎo)思想和發(fā)展原則、重點方向、重點任務(wù)、保障措施五個部分的主要內(nèi)容,部署了高效潔凈燃煤發(fā)電、先進(jìn)煤轉(zhuǎn)化、先進(jìn)節(jié)能技術(shù)、污染物控制及二氧化碳捕集與封存和資源化利用技術(shù)等四個潔凈煤的重點方向。重點任務(wù)劃分為重點基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)、重大技術(shù)集成及工業(yè)示范等三類。

              記者:《規(guī)劃》都有哪些保障措施?

              姚強:主要有3個方面的保障措施。一是加強能源科技戰(zhàn)略研究。“十二五”期間,一則需要將能源科技戰(zhàn)略研究作為一項重點科研工作,專項啟動實施;同時還要建成客觀有效的能源科技評價體系,為及時調(diào)整和校正項目部署方向、客觀準(zhǔn)確檢驗成果提供保障。

              二是積極建設(shè)能源公共科技平臺。“十二五”期間,需要在以下技術(shù)領(lǐng)域加大公共科技研發(fā)平臺建設(shè):高參數(shù)超超臨界發(fā)電技術(shù)研發(fā)平臺,重型燃?xì)廨啓C(jī)開發(fā)與整機(jī)測試平臺,煤基清潔燃料新技術(shù)研發(fā)、系統(tǒng)能效評估平臺,高效燃煤工業(yè)鍋爐島成套技術(shù)研發(fā)與集成示范平臺等。

              三是關(guān)于體制、機(jī)制創(chuàng)新及保障。根據(jù)科技部有關(guān)科技管理改革的精神和部署,加快先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域科技計劃項目管理改革。針對“十二五”潔凈煤技術(shù)快速發(fā)展和科技需求大的特點,積極組織有代表性、綜合性和顯示度的重大或重點項目,為“十二五”或其后的持續(xù)發(fā)展提供支持。在“十二五”項目部署和實施中,要突出項目內(nèi)容的可操作性,加強部委間溝通和協(xié)調(diào),項目實施采取分步推進(jìn)的方法。(記者 任意)



          來源: 經(jīng)濟(jì)日報      編 輯:一帆
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