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编者按
作为煤炭低碳化利用方式之一,整体煤气化联合循环发电技术(IGCC)被认为是最具发展前景的一种清洁煤发电技术。我国自1978年开始起步研究,并将其列入国家重点科技发展项目。
在过去的22年时间里,尤其是通过“八五”、“九五”科技攻关计划,IGCC的总体技术水平有了很大提高。近几年来国内已建、在建、拟建IGCC工程项目多达十几个,但目前获得国家发改委批准的只有华能绿色煤电IGCC示范工程一家。专家认为,IGCC示范项目批准进程应当加快。
IGCC项目遭热捧
日前,国家发改委能源研究所高级顾问、前所长周凤起在第二届中国清洁煤高层峰会2010上表示,IGCC产业化正在积极推进。国内已有多家企业拟建立10多座IGCC电厂和多联产IGCC电厂项目。
其中,华能绿色煤电IGCC项目、中电投廊坊IGCC项目、烟台IGCC项目、福建炼化IGCC项目进展较快,正在或已经完成招标,有望在2011年前建成投产。
华电在杭州半山的IGCC项目、东莞电化的IGCC项目、大唐电力和徐州禄恒能源化工公司的IGCC—甲醇项目、山西潞安集团的IGCC—煤基合成油联产项目也在积极进行之中。
但是迄今为止,国内真正获得国家发改委“路条”的,仅华能绿色煤电IGCC示范工程项目一家,而已经建成并正运行的IGCC 多联产项目有两个。
2005年,兖矿集团建成国内首个IGCC多联产项目。兖矿国泰化工副总经理李彦向《中国能源报》记者表示,兖矿已成功实现IGCC发电与甲醇联产工业示范,现在每年配套生产甲醇24万吨,醋酸20万吨和发电8万千瓦,一直正常生产。在此基础上,正进行年产30万吨甲醇、60万吨醋酸以及8万千瓦IGCC发电联合实验项目。
另一个是福建联合石化大型气、电、化工多联产项目,于2009年3月建成,年发电能力为28万千瓦,每小时配套产生氢气8万标准立方,副产氮气和氧气。
绿色优势受关注
IGCC采用煤炭为燃料,通过气化炉,将煤炭转化为煤气,经燃烧前去除污染物等净化工艺,使煤气洁净化后供给燃气轮机发电,其排气余热经余热锅炉加热给水,产生过热蒸汽,供蒸汽轮机再发电,实现了煤气化燃气蒸汽联合循环发电过程。
“从当前的情况看,IGCC具有4大优势。”周凤起指出。
首先,热效率大大提高。现已运行的IGCC电厂的供电效率最高已达43%,高出常规亚临界燃煤电厂效率5-7个百分点,与超超临界电厂供电效率相当,并有可能达到52%。
其次,环保性能良好。IGCC在燃烧前对合成煤气进行净化处理,大大降低了环保设备的投资和污染物排放量,使传统燃煤发电中的各种污染物排放量远低于国内外规划的环保标准。
他举例说,IGCC的脱硫效率可达99%,并实现单硫回收的资源再利用;脱硝效果可将氮氧化合物控制在每立方米130mg,粉尘4mg;同时,还在相当程度上减少了二氧化碳排放量,具有实现零排放和二氧化碳捕集、封存及再利用的技术潜力。
根据兖矿的统计,其IGCC多联产项目与同规模常规蒸汽轮机电站相比,供电标准煤耗降低25.06%、二氧化硫排放量降低83.82%、氮氧化物排放量降低45.08%、二氧化碳排放量降低13.73%。
再次,IGCC对煤种的适应性极为广泛。烟煤、贫煤、褐煤、高低硫煤甚至中煤等均可用于IGCC发电,工业化方式试验运行良好,具有优越的商业应用性和竞争力。
截至2008年年底,兖矿的IGCC多联产项目已实现销售收入61亿元,新增利税9.05亿元,节支总额9575万元,每年可使50万吨环保限采的高硫煤得以利用。
最后,IGCC节水功能良好。由于蒸汽循环发电量占总发电量的30%,IGCC技术的发电水耗相对大大降低,仅为同容量同种冷却方式燃煤技术耗水量的50%-65%,兖矿项目的节水目前达到50%。
获准工程待增加
中国工程院院士倪维斗表示,如果IGCC发电和煤化工系统结合得好,把物质流、能量流的梯级利用做好,肯定效益好。
就记者得到的数据,自2006年投入商业运行至2008年年底,兖矿IGCC多联产系统可用率已经提高到93%,可靠性为97%,为我国发展煤基多联产的可行性提供了实践证明。
但是,目前IGCC多联产示范工程项目的批准情况并不理想。实际上,兖矿的是科技部经费支持的“863”计划项目,而福建联合石化则是包含在一个大项目之中的子项目。
4月13日,倪维斗在苏州某学术研讨会上指出,现在唯一获批的华能绿色煤电IGCC示范项目,也申请了很多年,“也是刚刚批,现在还在土建”。
周凤起认为,IGCC目前存在的主要问题在于投资造价上。与常规发电相比,IGCC的每千瓦时投资大约高出30%,偏高的投资费用使之仍然无法与常规燃煤发电进行竞争。另外,工艺系统运行经验不足,成熟度尚待验证。在操作上,IGCC也还不灵活,只能作为基本负荷,无法作为调峰使用。
但倪维斗指出:“即便能做的可再生能源都做了,煤炭仍然是中国比重最大的能源。”对政府批准IGCC多联产示范项目的缓慢进程,他表示非常不解,“IGCC多联产针对的是这么多煤怎么用,实际上是最有效的煤炭使用方式。未来二、三十年内,中国对煤的依赖程度很难降至50%以下。不解决煤的清洁利用问题,中国就没法实现低碳。”