煤炭資源如何由黑變綠
發表時間 :2015-09-18 來源:山西日報
9月16日,中國(太原)國際能源產業博覽會2015年低碳發展高峰論壇分論壇在太原舉辦。論壇的主題是“燃煤電廠超低排放的技術進展及未來展望”。來自國內外的專家學者、政府官員、企業高管等相聚一起,交流和分享了該領域最先進的科技成果。現擷取部分代表發言,以饗讀者。
徐通模:火電廠深度節水及減排的研究與示範
中國能源資源利用中有兩個特別突出的矛盾,就是富煤又缺水。電廠是煤和水的兩大重要用戶,而且也是重要的汙染源單位,所以深度減排和深度節水是電廠麵臨的革命性任務和挑戰。西安交通大學以譚兆錚教授為領導的團隊,針對我國普遍采用濕法脫硫的係統,首先提出了“深度節水與深度減排一體化”的科學構思,2007年,在以前的理論探索情況下,開始進行大量的試驗性研究。2011年在鏈條鍋爐上進行了實驗,2013年在大型火電廠進行了實驗,2014年在大型電廠進行了功能實驗,目前已經形成商用的、完整的係統。西安交通大學根據這些試驗,提出了一套一體化的工藝原則性總體技術路線,這也是我們推薦的標準的原則性總體技術路線。
焦尊生:碳捕獲、利用與封存技術對可持續能源發展的重要作用
我們現在排放的二氧化碳可以實現資源化的利用,在懷俄明州可以提高二氧化碳的利用率,這是一個非常成熟的技術。現在懷俄明州所取得的經驗,對於有些區域來講,很適合這種低碳綜合發展的方案。例如,在中國的鄂爾多斯,完全具備采用這樣的低碳綜合發展的方案。因為我們現在煙囪氣排放得比較多,所以它的成本基本上隻有懷俄明州的1/3。這個低碳綜合發展的方案正在催生一個工業鏈,煤化工、電廠等經過壓縮、運輸、進行二氧化碳去硫,整個過程正在形成一個新的工業鏈。此外,在一些地質構造有空間的地方,我們可以捕集的二氧化碳,在封存過程當中,會有大量的水可以作為一個新的水來源。
孫琦:煤清潔轉化產業麵臨環境挑戰
我國一次能源耗費大約70%依賴於煤。煤的燃燒會產生一係列的問題,現在基本上所有的汙染都是由煤引起的,這已成為製約經濟發展的一個瓶頸。有限資源的合理高效使用是迫在眉睫,產業結構提升走生態發展之路是曆史的選擇。合理規劃煤電化工和石油化工產品有效進入市場,必須走低碳、清潔的化工發展之路。煤炭作為主要的能源供給情況,在短期內沒法改變;煤炭的利用必須以經濟、健康、環境共贏為前提,走低碳發展之路;煤炭應以資源加以利用,而不僅僅是能源;煤炭清潔利用不應以“煤化”為主導,應有所為有所不為;隻有針對區域特點和資源稟賦,通過技術創新和產業鏈的合理構築,才可以實現煤炭資源的清潔利用;實現資源的循環利用和零排放是未來煤炭利用的目標。
馬克·艾克威茲:DOE如何實施碳捕集及其存儲
DOE(美國能源部)能源的一些碳捕集之前也有,同時對這個問題有所體現和設計,對碳捕集技術有至關重要的意義,它將仍然會進行大規模的研發和發展。希望在這個基礎上取得更進一步的進展,同時大規模地進行應用和部署來應對氣候變化和碳排放的降低。美國所開展的一些碳捕集方麵的技術以及一些機製建立方麵,主要就是碳捕集提高技術的可行性。我們很感興趣的一點,就是碳捕集的過程當中來應對的一些挑戰。這個對於山西來說也是很重要的一個問題,對其他省份也存在這樣的問題。我們在尋找采錄和存儲的措施,也在應用去簡化水處理的技術,我們希望能夠建立一個智能的監督體係。
楊海瑞:循環流化床發電節能與汙染物控製
我國的循環流化床技術發展主要經曆了四個階段,第一階段是1980年到1990年,第二階段是1990年到2000年,這是工業及熱電鍋爐;第三階段是2000年到2005年,這是發電鍋爐;現在進入了超臨界時代。中國已經成為世界上最大的循環流化床發展國家。應對新形勢下挑戰的途徑,第一是開發大容量超臨界循環流化床的鍋爐,提高發電效率;第二是基於循環流化床流態圖譜,開發節能型、低磨損的流態重構循環流化床鍋爐;第三是提高中小型循環流化床鍋爐蒸汽參數;第四開發滿足新環保標準的循環流化床汙染控製技術。中國循環流化床發電技術已經取得了舉世矚目的成績,未來仍將在火力發電技術領域占據重要地位。超臨界、超超臨界的普及和應用是循環流化床的下一個發展方向,發展節能降低排放技術是維持其競爭力的保證。
戴維·溫特:懷俄明與山西 清潔能源合作夥伴
對於山西而言,煤炭在氣化、轉化及碳捕集方麵有優勢,過去幾年做得非常好。而我們懷俄明州在地質點的描述、碳的隔離等領域做得比較好,所以我們希望能夠獲取雙贏。幾年前,我們事務中心就同山西進行了接洽,我們對山西有關碳捕集概念有所了解,雙方共同分享經驗,互相學習。我們兩個省份都得到了兩國政府和資金的支持,相關的活動也讓企業之間能夠更好地溝通。這種夥伴關係必須要有私營部門參與,政府負責製定政策。但更重要的是找到最有效落實相關政策的方法,也就是如何以市場為基礎進行運作,並且關注如何提高私營部門的創新能力。美國方麵不僅僅是政府,還包括大量私營企業也參與到同中國的碳捕集的國際合作進程當中。這種夥伴關係必須要有公眾的參與和支持。應該通過媒體對高層官員、企業管理人員以及技術能源峰會的采訪,對雙方合作進行相應的闡釋和報道。
王月明:燃煤電廠超低排放的技術展望
我國現行的汙染物排放對煙塵、二氧化硫、氮氧化物提出了控製標準,把這個標準跟國際上的燃煤發電的排放標準進行比較,就會發現,中國實施的燃煤電廠汙染物排放標準是世界上最嚴格的。現有的燃煤電廠治理重點還是放在火電廠上,同時通過以電代煤的方式,逐步替代數量眾多、容量較小的工業鍋爐,把燃煤慢慢地集中到大型的燃煤電廠中,集中燃燒,集中處理,這應該是一種比較可行的方法。實施超低排放,成本必然會增加,但這幾年,全國陸續實施了幾十個排放工程,實際上,每度電增加的成本為1到2分錢。即使這樣,燃煤發電的成本還是遠遠低於燃氣發電、風電、太陽能發電的成本。現在各個地區也針對這個超低排放相應出台一些鼓勵政策,比如對電價進行適當補貼,對電價進行獎勵,在一定程度上是對電廠實施改造的彌補。在實施超低排放控製過程中,我們要把各種單向的控製技術綜合起來考慮,相互之間會有協調效應。
魏茹生:燃煤電廠超低排放的山西實踐
為什麽要在山西推行燃煤電廠超低排放?我總結為三個需要:第一,改善山西生態環境的需要。山西是全國綜合性能源基地之一,也是生態環境相對脆弱地區,一直以來更是將減少排放量擺在重中之重的位置。2014年,為落實國家大氣汙染防治行動計劃,山西率先開展了燃煤機組超低排放的改造。第二,山西大力發展低熱值煤發電產業的需要。2013年國家能源局委托山西省政府核準低熱值煤發電項目,這對山西來說既是機遇也是挑戰。第三,貫徹落實國家“大氣汙染防治行動計劃”的需要。山西推行燃煤電廠超低排放的做法,一是在充分調研論證的基礎上,出台相關文件;二是明確常規燃煤發電機組達到天然氣燃氣輪機的排放標準;三是下達改造或關停淘汰硬性任務;四是鼓勵現役機組盡快實施超低排放改造,省政府用財政預算資金對一次性改造投資給予10%-30%的資金補助。
袁宇田:我們是如何做到超低排放的
山西瑞光熱電有限責任公司成立於2007年,地處晉中市榆次區烏金山鎮,是太原、晉中兩市集中供熱主要的熱源點,供熱麵積1500萬平方米,替代兩市分散采暖小鍋爐316台,每年節約標煤32萬噸,每年可減排二氧化碳84萬噸、粉塵1428噸、二氧化硫7680噸、氮氧化物2240噸。瑞光熱電有幾個特點:采用乏汽餘熱利用技術,同類機組單位千瓦容量供熱麵積最大;生產用水全部采用城市中水,工業廢水和生活汙水實現零排放;采用條形膜結構半地下全封閉煤場,最大限度減少揚塵;環保理念超前,高效電袋除塵、濕法脫硫、同步建設脫銷;固廢全部綜合利用;“環保優先,民生優先”山西省內率先實現超低排放;一流運營管理模式,“EPC”“契約化”“BOT”。
山西瑞光熱電有限責任公司通過超低排放的技術路徑及創新點,以及多種改造節能措施,實現了超低排放,具有推廣意義。
費維揚:製定科學低碳發展路線圖
近年來,歐美各國紛紛推出各種低碳發展路線圖。我國的科研投入也在不斷增加,但一些地區和企業出於局部利益,借發展低碳技術為名,爭投資、爭資源、爭土地。有些規劃存在低水平重複等問題,因此必須加強頂層設計,統一規劃,製定科學的、超脫部門利益的低碳發展路線圖。我國要加強科技創新,大力推進節能減排。加強不確定性決策理論的研究和應用。與此同時,采取有力措施,避免新形勢下的低水平、重複引進。低水平重複引進的現象很容易造成“技術鎖定”效應,不僅浪費大量資金,而且嚴重阻礙了我國自主創新技術的發展。建議有關領導部門和行業協會加強引導,加強引進項目的科學論證,防止一些企業一哄而上,造成產能嚴重過剩和企業難以為繼等嚴重問題。
楊宏偉:再造能源生產和消費體係
綠色低碳從本質上對一次能源消費總量、利用效率、能源結構、項目布局等提出了更嚴格的要求。重塑能源生產和消費體係是綠色低碳發展的根本途徑:一是變革發展模式,創新發展理念。轉變規模擴張、片麵追求GDP增長的外延式發展思路,推動經濟社會實現綠色、高效、低碳發展。二是重塑供應模式,推動能源係統電氣化、低碳化。順應全球電氣化和分布式可再生能源加快發展的潮流,大幅增加天然氣、核電、可再生能源的供應,減少經濟發展對高碳能源的依賴。三是重構生產模式,實現係統整合創新。借鑒“一體化”理念,促進現代複合型工廠、公共交通、綠色建築等各類基礎實施有效銜接、融合發展,從源頭實現資源的集約、高效和優化利用。四是轉變生活模式,建立文明消費新體係。發揮消費引領的龍頭作用,加快先進成熟技術產品的推廣應用,增強全社會綠色低碳產品和公共服務的供給能力。
駱仲泱:煤炭 分級轉化清潔發電
浙江大學根據“煤炭既是重要能源,也是寶貴資源”的理念,提出了以煤炭分級轉化清潔發電技術為核心的集中源和分散源汙染物協同治理的創新思路,核心技術是煤炭分級轉化清潔發電技術集成清潔燃煤發電和煤製油、氣為一體。具體而言,這一創新思路是將分散源使用的煤炭集中到煤炭分級轉化清潔發電廠,發電廠在發電的同時聯產合成天然氣,同時發電廠本身實現汙染物近零排放;聯產的合成天然氣或電力供應分散源,實現分散源的清潔生產。新思路可實現集中源和分散源的汙染物協同治理,實現兩個近零排放,從而從源頭控製大氣汙染物。煤炭分級轉化清潔發電技術的發展可望產生重大經濟、環境和社會效益。
劉有智:超重力技術力推低碳發展
中國正值化工等基礎產業發展的高峰,已成為化學工業“大國”,但與“強國”還有差距。我們往往存在高物耗和高能耗的問題,節能減排任務艱巨但潛力大。
超重力技術作為一項新型技術,用更小的更便宜的和更高效的設備和工藝來代替龐大的,貴的和耗能的設備和工藝,或用較少的設備來代替多個設備。超重力技術已在煤化工領域中的焦爐煤氣脫硫、脫氨除濕、煤鎖氣除塵、VOC淨化等方麵得到了很好的應用。與傳統塔技術相比,設備高度降低8~12倍,設備體積縮小50~71倍,單台設備節約鋼材40餘噸,能耗降低2~5倍,達到了大幅度減小設備尺寸、簡化流程、減少裝置數目,節省投資、降低能耗、資源回收和減少汙染的效果,符合循環經濟的基本特征,取得顯著社會效益、環境效益,超重力技術力推節能減排低碳發展。
馬素霞:循環流化床發電技術展望
循環流化床燃燒作為潔淨煤技術之一,在我國得到了迅猛發展,山西的低熱值煤循環流化床鍋爐數量居全國之首。循環流化床燃燒技術對於實現山西煤炭資源綜合利用、優化山西產業結構具有重大意義。目前,循環流化床發電機組的效率較常規煤粉爐發電機組低,這很合理,因為其利用的是劣質煤。但循環流化床鍋爐具有低成本控製汙染物的優勢。近期的一些工程運行測試數據顯示,通過爐內流態調整,循環流化床鍋爐爐內協同脫除SO和NO還有很大提升空間,脫硫脫氮效率會進一步提高。這樣,循環流化床發電汙染物控製成本相比於常規煤粉爐的煙氣脫硫(FGD)和還原脫硝(SCR)要低得多,運行穩定得多。在不遠的將來,循環流化床發電低成本、高效汙染物減排將成為其突出的競爭優勢,也將引領火力發電技術新潮流。
苗茂謙:新常態下,山西焦化如何發展
焦化產業是山西傳統支柱行業之一,焦炭產量和外調量占全國之首。但目前山西焦化產業煉焦產能過剩嚴重,節能減排壓力大,煉焦產業趨向集中,並且缺乏統一規劃,產業鏈延伸不足。為走出困境,首先要發展以焦化為源頭的山西特色現代煤化工產業,立足山西低質煉焦煤炭資源,以山西焦化過剩產能為載體,發展山西特色現代煤化工產業,實現以焦為主向降焦提化、以化為主的轉變。其次,要延伸產業鏈、構建新型煤焦化產業結構。通過對焦爐煤氣資源進行整合,逐步形成焦爐煤氣高附加值利用,苯類產品向化工新材料方向發展,焦油深加工趨勢集成化、大型化,產品結構向精細化、係列化、規模化、高附加值化方向發展的新格局。再次,加強科技創新,支撐焦化產業轉型升級,發展氣化焦及其氣化技術、煤焦化產業規模化減碳技術、煤焦化先進節能降耗技術,以及發展粗苯、煤焦油、煤瀝青精細化加工技術。
程芳琴:發展循環經濟 推動山西建設
山西作為我國典型的資源型經濟省份,要以全局循環作為著力點,全力推進工業新型化、農業現代化、城鄉生態化和市域城鎮化。把發展循環經濟作為發展的基本路徑,貫穿於全省轉型發展、全麵發展的全過程,使資源型經濟煥發新的活力。要以循環經濟的理念推進工業新型化,明確各行業的循環經濟引導模式,努力實現由單一煤電“基地”向立體能源“中心”的轉變,實現由煤炭大省向以煤為基的現代產業大省的轉型。要通過延長生態鏈和產業鏈,把農業生產的各個環節連接起來,推進農業副產物高效循環利用。樹立循環經濟就是“綠色經濟”的理念,著力推進節能減排。要以發展規劃、土地利用規劃、產業布局規劃“三規合一”為引領,將循環經濟的理念貫穿於城市規劃建設中,提升城鎮化質量和水平。
王首成:風力發電設備何去何從
中國風電設備經過幾十年的發展,零部件供應商產業鏈發展基本成型並趨於完善。風電各種型式整機零部件配套基本可實現國內完成,具備了替代進口的條件。但由於發展時間較短,速度較快,質量監督體係尚不完善,部分外購、配套件質量仍不是十分穩定,有待進一步提高。進入二十一世紀,風力發電整機廠在快速增長的同時,一些自身研發能力較弱的企業加入洗牌的行列,主機廠的研發能力強弱決定風電主機廠的生存,管理水平則決定著主機廠能否發展。而國內在大功率兆瓦級電動變槳風機投運以來,風能利用效率得到顯著提高,有效利用率可達95.0%-99.5%,出現一定的差異。風力發電設備由於其工作性質和工作環境的特殊性,智能化、大型化成為其發展趨勢。但由於大型風機尚在研發階段,運輸成本、安裝成本相對非線性升高,成為影響風機大型化的製約因素。