煤炭氣化底氣不足產(chǎn)業(yè)進(jìn)程停滯技術(shù)難題未破
伴隨高油價(jià)與氣短缺,中國(guó)走進(jìn)了2006年。
專(zhuān)家分析認(rèn)為;作為占中國(guó)能源資源70%的煤炭,能否加快推進(jìn)煤炭氣化產(chǎn)業(yè),在減少環(huán)境污染的前提下釋放更大的能效出來(lái),這無(wú)疑對(duì)“十一五”發(fā)展計(jì)劃的起步具有重要的戰(zhàn)略意義。
目前,在國(guó)內(nèi)火力發(fā)電是重頭。據(jù)國(guó)家發(fā)改委副主任張國(guó)寶披露,截至去年,在國(guó)內(nèi)總裝機(jī)容量中,煤電占73.9%,水電占24.5%,核電占1.6%。至于可再生資源發(fā)電,其所占的比重微乎其微。
一份數(shù)據(jù)表明,煤炭火力發(fā)電站的能源利用率一般為48%至50%,使用煤炭氣化發(fā)電技術(shù)可把能源利用率提高大約幾個(gè)百分點(diǎn)到十幾個(gè)百分點(diǎn)不等。而煤炭氣化過(guò)程中產(chǎn)生的氮氧化物和硫化物等有害氣體也將比直接燃燒煤炭減少20%以上。
中國(guó)煤炭氣化的正式起步始于上個(gè)世紀(jì)80年代。當(dāng)時(shí),在徐州、唐山、山東等十余個(gè)礦區(qū)先后進(jìn)行試驗(yàn)。從2000年起,山東新汶礦務(wù)局煤炭氣化步入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)中熱值煤氣,供民用及內(nèi)燃機(jī)發(fā)電。此前唐山劉莊煤礦煤氣主要用于工業(yè)鍋爐燃燒。
一般說(shuō)來(lái),煤炭氣化分為地上與地下氣化兩種。前者以煤炭作為原料,以氧或氫作氣化介質(zhì),控制氧化程度,使煤炭轉(zhuǎn)化成為一氧化碳、氫和甲烷等可燃性氣體。后者的原理與前者基本一致,區(qū)別僅在于是在未經(jīng)開(kāi)采的煤層中進(jìn)行。
由于地下氣化集建井、采煤、地面氣化三大工藝為一體,通過(guò)對(duì)煤的熱作用及化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w,可作為燃料、化工原料、城市煤氣或用于提取氫氣與建設(shè)坑口電廠發(fā)電,具有安全性好、投資少、效益高、污染少等特點(diǎn),目前深受世界各國(guó)重視。
從目前進(jìn)展看,中國(guó)地下氣化技術(shù)仍處于工業(yè)試驗(yàn)階段,不盡如人意。專(zhuān)家分析指出:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程停滯,技術(shù)難題尚未破,政策措施不到位,這三大問(wèn)題是導(dǎo)致上述結(jié)果的直接原因。
煤炭地下氣化的目的在于應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。近幾年來(lái),國(guó)內(nèi)不少企業(yè),這其中不乏煤炭的大型企業(yè),紛紛看好煤炭地下氣化技術(shù),但煤炭價(jià)格的不斷飚升,效益唾手可獲,因此“繼續(xù)挖煤”,不愿意冒太大的風(fēng)險(xiǎn),投資止步不前。
據(jù)調(diào)查,煤炭地下氣化在實(shí)現(xiàn)商業(yè)化前必須攻克五大難點(diǎn),這就是氣化爐型與結(jié)構(gòu)、單爐產(chǎn)量服務(wù)年限與成本、提高煤氣質(zhì)量與數(shù)量、地下氣化爐密閉與安全、地下氣化爐氣化工藝測(cè)控。
對(duì)地下氣化的研究,一般需要建立煤炭氣化試驗(yàn)研究基地。選擇1—2個(gè)有代表性的煤種(煙煤、無(wú)煙煤等)、煤層(厚度、傾角等)和用戶(hù)(民用燃料、發(fā)電、化工原料)作為試驗(yàn)基地,開(kāi)展多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)與研究。但缺乏支持力度,尚為空白。
相關(guān)資料顯示,在國(guó)際上,煤炭地下氣化技術(shù),俄羅斯、美國(guó)、德國(guó)和日本處于領(lǐng)跑者的地位。
據(jù)悉,美國(guó)的煤炭氣化技術(shù)現(xiàn)擁有移動(dòng)床氣化裝置、流體床氣化裝置、夾帶氣化裝置三大類(lèi)。而煤炭的綜合氣化裝置具有第二代氣化技術(shù)的特點(diǎn),能確保發(fā)電廠機(jī)組發(fā)電能力達(dá)到100兆瓦—300兆瓦,可與現(xiàn)有的商業(yè)性發(fā)電廠競(jìng)爭(zhēng)。
開(kāi)發(fā)煤炭氣化復(fù)合發(fā)電技術(shù)是日本電力公司的主攻方向。這是指首先在氣化爐里用1600到1800攝氏度的高溫把煤炭氣化,使之推動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電;然后,再利用廢氣廢熱制造水蒸氣,推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電。據(jù)悉,日本電力計(jì)劃在2010年前使之達(dá)到實(shí)用化水平。
而煤氣化技術(shù)的大容量示范電站與商業(yè)化運(yùn)行表明,氣流床氣化爐代表著發(fā)展趨勢(shì),目前世界上已經(jīng)商業(yè)化的大型(250MW以上)電站都采用氣流床。例如,以水煤漿為原料的Texaco、Destec和以干煤粉為原料的Shel1、Prenflo。在當(dāng)前,幾乎所有重要的煤氣化工藝都在開(kāi)拓聯(lián)合循環(huán)發(fā)電方面的應(yīng)用。
時(shí)不我待。
據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)排放的二氧化硫的90%、氮氧化物的70%來(lái)自燃煤,這其中50%左右來(lái)自火電廠,電廠每發(fā)1000瓦時(shí)火電向大氣中排放0.1公斤二氧化硫。在去年,其排放總量接近1600萬(wàn)噸。按此速度,到2025年前后,中國(guó)二氧化硫排放量將超過(guò)美國(guó)居全球第一。
為此,專(zhuān)家再次發(fā)出呼吁,煤炭深加工及煤炭氣化刻不容緩,它不僅是中國(guó)未來(lái)能源產(chǎn)業(yè)的重要出路,更是當(dāng)前減少大氣污染的重要途徑。
何以提速當(dāng)前中國(guó)煤炭氣化,記者以為,有兩種方式可以考慮繼續(xù)采用:
一是走國(guó)際合作道路。與先進(jìn)國(guó)家相比,中國(guó)煤炭氣化技術(shù)尚存很多不足。由此,對(duì)接擁有尖端煤炭氣化技術(shù)的跨國(guó)公司,以合資合作的方式將此類(lèi)技術(shù)為我所用。據(jù)悉,寧夏煤業(yè)集團(tuán)已與瑞士可持續(xù)技術(shù)公司組建煤炭氣化公司,將GSP氣化技術(shù)引進(jìn)。
二是直接購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)有技術(shù)。煤炭氣化技術(shù)研發(fā)到應(yīng)用需要很長(zhǎng)時(shí)間。而靠我們自身的力量,目前是很難超越國(guó)際水平,這勢(shì)必影響大規(guī)模商業(yè)化的推進(jìn)。為此,將幾家國(guó)內(nèi)企業(yè)捆綁起來(lái),共同出資購(gòu)買(mǎi)成熟的煤炭氣化技術(shù),這是一個(gè)明智之舉。據(jù)悉,德國(guó)蒂森克魯伯集團(tuán)已將從煤炭中直接獲得動(dòng)力燃料的技術(shù)轉(zhuǎn)讓中國(guó)。
必須指出的是,上述兩種方式的采用皆必須建立在有利于我國(guó)最終獨(dú)立打造煤炭氣化技術(shù)體系基礎(chǔ)上。
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