一、潔凈煤技術的由來
環境和資源是人類生存和發展的基本條件。能源作為基本資源對社會、經濟的發展和人民生活水平的提高具有極其重要的作用,是人們每日每時不可或缺的。歷史發展表明,自產業革命以來,世界范圍內,作為礦物燃料的煤炭逐漸取代人力、畜力和生物質能等可再生能源,成為主要能源。煤炭在能源結構中的重要地位是由資源條件決定的,在世界范圍內,煤炭資源相對于其它化石能源要豐富得多。中國一次商品能源以煤為主。煤炭提供了75%的工業燃料、76%的發電能源、80%的民用商品能源和60%的化工原料。
煤炭作為我國主要能源,在開發利用過程中帶來一系列環境污染問題。國民經濟的持續發展,離不開能源的支持。無論過去、現在還是將來,能源的主角是煤炭。中國是當今世界上最大的產煤國和消費國,已探明的儲量為9183億噸,折合標準煤計算,占已探明的煤炭、石油、天然氣及水電資源總儲量的90%,在一次能源總消費中,煤炭占76%。煤產量的80%直接用于燃燒,其中發電廠用煤量大于總產量的30%。由于今后相當長時期內煤炭作為主要的一次能源地位不會改變。
煤炭作為能源在國民經濟發展中做出巨大貢獻的同時,在其開發與利用過程中也帶來了一系列環境污染問題,危及生態平衡與人類的生存。煤炭在開采中排放的甲烷(又稱煤層瓦斯或煤層氣)與二氧化碳、氯氟烷烴等氣體在大氣層中形成溫室效應。甲烷雖是僅次于二氧化碳占第二位的重要溫室氣體,但其效能比二氧化碳大20—60倍。甲烷是一種短壽命的氣體,在大氣中滯留的時間只有8—12年,而二氧化碳則超過200年,所以與甲烷有關的氣候變暖是在其散發后幾十年內完成的,而二氧化碳則在幾百年內逐漸實現。大氣中甲烷濃度的增加,導致平流層中臭氧的減少,使輻射到地球上的紫外線增加,誘發皮膚癌,使皮膚曬黑而老化,引起眼疾、雪盲等危害人類健康。煤礦在開采過程中遺棄的大量矸石、排出的礦井水(分別為高礦化度、酸性、高懸浮物,有的還有放射元素),都對環境造成了污染。
煤燃燒后進入大氣的懸浮粒子總量包括灰粒子、微量金屬和碳氫化合物、煙等,它是我國大氣中最嚴重的空氣污染物,對人的健康威脅最大。微粒的排放量取決于煤的灰分含量、燃燒溫度和鍋爐煙道氣壓力。微粒濃度高會引起或促成慢性哮喘和其它呼吸道疾病的發生。粉塵和特細粉塵狀懸浮粒子總量對健康的影響最大,它更易被吸入肺內,特細粉塵含有最多與煤燃燒有關的有毒元素或致癌元素,如氫離子、微量金屬和有機化合物,目前的污染控制設備尚很難去除特細粉塵微粒,屬世界性難題。
煤燃燒時排放的二氧化硫是大氣污染的元兇。二氧化硫污染是一種低濃度的長期污染,對生態環境是一種慢性、疊加性的長期危害,對人體健康的影響主要是通過呼吸道系統進入人體,與呼吸器官作用,引起或加重呼吸器官的疾病,如鼻炎、咽喉炎、支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫、肺癌等。此外,植物對二氧化硫特別敏感,主要通過葉面氣孔進入植物體,如果其濃度和持續時間超過了本身自解機能(即閥值濃度)時,就會破壞植物正常生理機能,使光合作用降低,生長緩慢,對病蟲害的抵抗力降低,嚴重時則枯死。
二氧化硫在大氣中經催化氧化等過程形成酸雨,被稱為“空中死神”,對森林、湖泊、農業生產、建筑及材料造成危害也極大。酸雨是跨界的污染問題,隨著二氧化硫、二氧化氮在大氣中滯留的時間增長,這些氧化物與氧結合形成硫酸鹽和硝酸鹽離子,如遇水霧就會形成酸雨和酸霧。
毋庸諱言,傳統的煤炭開發和利用技術以及不加限制的消耗礦物能源確實極大地污染了人類賴以生存的環境,誘發溫室效應、酸雨,引起疾病、農業減產甚至帶來更加嚴重的經濟、社會問題。中國煤炭84%用于燃燒,目前居主導地位的、相對落后的燃燒方式對大氣造成了嚴重的污染。全國SO2和煙塵的80%為燃煤產生;同時在煤炭開采中造成地面塌陷、污染和流失了大量的地下水、向大氣排放CH4等。
為了解決出現的問題,出路就在發展潔凈煤技術。
潔凈煤(英文Clean Coal)一詞是80年代初期美國和加拿大關于解決兩國邊境酸雨問題談判的特使德魯?劉易斯(Drewlewis,美國)和威廉姆?戴維斯( William Davis,加拿大)提出的。1986年3月美國率先推出“潔凈煤技術示范計劃(CCTP)”,到1994年9月已進行五輪競爭性項目征集。共優選出45個商業性示范項目,項目總投資71.4億美元。投資由政府和企業共同承擔(政府資助比例平均約為35%左右)。
歐共體推出的未來能源計劃的主旨是促進歐洲能源利用新技術的開發,減少對石油的依賴和煤炭利用造成的環境污染。歐共體能源研究、技術開發示范(RTD)計劃行動主要涉及下列領域:改善能源轉換利用;可再生能源;核安全;核聚變。目前在改善能源轉換和利用的研究開發中優先考慮的是減少污染排放及提高能源轉換和利用效率。正在研究開發的項目有煤氣化聯合循環發電;煤與生物質及工業、城市或農業廢棄物聯合氣化(或燃燒);固體燃料氣化燃料電池聯合循環;循環流化床燃燒技術等。主要目標是使燃煤發電更加高效、潔凈,減少CO2和其它溫室氣體排放。
日本長期以來一直以石油為主要一次能源,但消費的石油全部依靠進口。為擺脫對石油的過分依賴,近年來日本開始較大幅度地增加煤炭的消費量,將以煤代油作為日本能源的基本政策之一。但是,日本的環保要求十分嚴格,增加煤炭消費量的關鍵是控制燃煤污染。因此,日本在1992年制定的第9次煤炭政策中規定,潔凈煤技術是日本煤炭科研的重點。1995年在新能源綜合開發機構(NEDO)內組建了一個“潔凈煤技術中心”,專門負責開發下個世紀的煤炭利用技術。其目標是在下個世紀大幅度提高燃煤發電的比重,又不使排污超標。日本的潔凈煤技術開發從內容上分為兩部分:一是提高熱效率,降低廢氣排放。如流化床燃燒、煤氣化聯合循環發電及煤氣化燃料電池聯合發電技術等。二是進行煤炭燃燒前后凈化,包括燃前處理、燃燒過程中及燃后煙道氣的脫硫脫氮、煤炭的有效利用等。
中國多年來圍繞提高煤炭開發利用效率,減輕燃煤引發的環境污染,開展了大量的研究開發和推廣工作,具有一定的基礎。但總體上起點較低,與發達國家相比有明顯的差距。隨著國家宏觀發展戰略的轉變,潔凈煤技術做為實現可持續發展和實現兩個根本轉變的戰略措施之一得到黨、政府和有關部門的高度重視,潔凈煤技術在中國出現強勁的發展勢頭。人類社會的發展模式正面臨著根本性的轉變,靠犧牲資源和環境、通過高消耗和先污染后治理來追求經濟數量增長的傳統發展模式,已導致當今世界面臨著各式各樣的環境威脅,使人類在逐漸滑向環境災難的境地。因此,應以可持續發展模式代替傳統的發展模式,將人口、資源、環境與發展協調起來,從而做到既滿足當代人的需要,又不損害子孫后代滿足其自身需要的能力。
未來能源應以可再生能源為基礎,生物能、太陽能、水能、風能、地熱能、海洋能及開發中的可控核聚變能等新能源。但以化石能為主的能源格局相當時期內不會改變。因此,發展潔凈煤技術正是在通往未來能源的過渡時期內切實有效的現實選擇。
二、潔凈煤技術的概念
潔凈煤技術(Clean Coal Technology———CCT)一詞來源于美國,1980年列入了能源詞匯。它是針對使用煤炭對環境造成污染所提出的技術對策,是最大限度利用煤的能源,同時將造成的污染降到最小限度的技術方案。從概念上說潔凈煤技術是指煤炭從開發到利用全過程中,旨在減少污染排放與提高利用效率的加工、燃燒、轉化及污染控制等高新技術的總稱。它將經濟效益、社會效益與環保效益結合為一體,成為能源工業中國際高新技術競爭的一個主要領域。 潔凈煤技術按其生產和利用的過程分類,大致可分為三類:
第一類是在燃燒前的煤炭加工和轉化技術。包括煤炭的洗選和加工轉化技術,如型煤、水煤漿、煤炭液化、煤炭氣化等。
第二類是煤炭燃燒技術。主要是潔凈煤發電技術,目前,國家確定的主要是循環流化床燃燒、增壓流化床燃燒、整體煤氣化聯合循環、超臨界機組加脫硫脫硝裝置。
第三類是燃燒后的煙氣脫硫技術。主要有濕式石灰石/石膏法、爐內噴鈣法、噴霧干燥法、電子束法、氨法、尾部煙氣、海水脫硫等多種。石灰石(石灰)-石膏濕法脫硫是目前世界上技術最為成熟、應用最多的脫硫工藝。
三、國內外潔凈煤技術發展動態
l、潔凈煤技術國外發展概況
潔凈煤技術研究、開發和應用,自20世紀70年代中期出現世界性石油危機后,成為了各國政府可持續發展戰略和能源安全的戰略研究重點。各發達國家在開發、制定和執行潔凈煤技術開發應用程序上通常分為兩個層次,即近期與長遠相結合,發展常規技術和發展高新技術相結合,同時啟動分期完成。常規的應用技術中有煤的洗選燃燒利用技術,高新應用技術中有新型發電系統、煤的氣化、煤的液化新工藝等。
美國在潔凈煤技術研究和開發上,注重節能使用與清潔燃燒技術并舉,1986年3月美國率先推出“潔凈煤技術示范計劃(CCTP)”,提出了嚴密的潔凈煤技術計劃,開展了4項相關技術的研究:
(1)先進的燃煤發電技術(整體煤氣化聯合循環發電-IGCC,流化床燃燒-CFBC,改進燃燒和直接燃煤熱機);
(2)環境保護設備(NOx與SOx控制);
(3)煤炭加工成潔凈能源技術(洗選、溫和氣化、液化);
(4)工業應用(煉鐵、水泥及其他行業控制硫、氮、灰塵排放和煙氣回收洗滌等)。
已有13項取得初步商業化成果。歐共體國家正在研究開發的項目有煤氣化聯合循環發電(IGCC),煤和生物質及廢棄物聯合氣化(或燃燒),循環流化床燃燒,固體燃料氣化與燃料電池聯合循環技術等。日本近年來開始較大幅度的增加煤炭的消費量,發展潔凈煤技術成為熱點。正在開發的項目包括:①提高煤炭利用效率的技術,如IGCC、CFBC和PFBC;②脫硫、脫氮技術,如先進的煤炭洗選技術,氧燃燒技術,先進的廢煙處理技術,先進的焦炭生產技術等;③煤炭轉化技術,如煤炭直接液化,加氫氣化,煤氣化聯合燃料電池和煤的熱解等;④粉煤灰的有效利用技術。
各國開展潔凈煤技術研究取得了初步成果,促進了能源行業和煤炭加工利用的科學技術進步,并有實質性收益。對一些新開發的項目,如新型發電、氣化、液化、水煤漿,有不少由國家支持建立商業性示范工程。從長遠發展,特別是21世紀中期以后,這些技術會逐漸顯現出優勢。
2、潔凈煤技術國內發展概況
隨著國家宏觀發展戰略的轉變,潔凈煤技術作為可持續發展和實現兩個根本轉變的戰略措施之一,得到政府的大力支持。1995年國務院成立了“國家潔凈煤技術推廣規劃領導小組”,組織制定了《中國潔凈煤技術“九五”計劃和2010年發展綱要》,并于1997年6月獲國務院批準。近10年來,我國圍繞提高煤炭開發利用效率開展了大量的研究開發和推廣工作,涉及煤炭加工、煤炭高效潔凈燃燒、煤炭轉化等領域的研究,中國潔凈煤技術計劃框架涉及四個領域(煤炭加工、煤炭高效潔凈燃燒、煤炭轉化、污染排放控制與廢棄物處理),大致包括十項技術,即:煤炭洗選、動力配煤、型煤、水煤漿;循環流化床發電技術、增壓流化床發電技術、整體煤氣化聯合循環發電技術;煤炭氣化、煤炭液化;工業鍋爐和窯爐。
(1)選煤技術 國內自行研制的設備已基本滿足400萬t/a以下各類選煤廠建設和改造需要,有些工藝指標已達到或接近世界先進水平。國有大中型選煤廠技術改造的主要內容,已由過去單純的注重降灰轉為降灰與脫硫并舉及回收洗矸中的黃鐵礦。目前(3NWX1200/850)無壓重介質旋流器研制成功并投入生產使用、旋流靜態微泡浮選柱研制成功、分選技術取得若干重要成果。
(2)動力配煤技術 自70年代末我國分別在煤炭系統、燃料流通系統、電力系統等開展和建立了動力配煤線,取得了一定的成果。所采用的技術方法均是利用各種煤在性質上的差異,相互“取長補短”,最終使配出的動力煤在綜合性能上達到“最優狀態”,以滿足不同用戶的需要。將二種以上不同種類、不同性質的煤按一定比例摻配加工而成的混煤,是通過物理手段人為加工的一個新“煤種”。同時,可使煤的質量穩定,在工業鍋爐、窯爐中燃燒時可取得一定的節煤效果。目前,煤炭系統正在開發的配煤場有杭州煤場、株州選煤廠煤場、重慶煤場、安徽蚌埠煤場、上海燃料總公司、佛山市燃料公司、無錫市燃料公司、天津市煤建總公司、北京煤炭1—4廠等均初步建立起動力配煤生產線。
(3)型煤技術 我國民用型煤目前年產量約5000萬t,大中城市普及率60%,以蜂窩煤、煤球為主。工業型煤分為化肥造氣型煤和鍋爐燃料型煤,年產量約2200萬t。目前化肥造氣型煤主要是石灰碳化煤球。由于技術、價格、市場等原因,鍋爐燃料型煤工業化推廣較慢。
(4) 水煤漿 水煤漿是七十年代興起的煤基液態燃料,可作為爐窯燃料或合成氣原料,具有燃燒穩定,污染排放少等優點。國家經過“六五”以來研究、開發,在制漿、運輸和燃燒方面取得了許多成果,建成9座水煤漿廠,總生產能力176萬t/a;在工業鍋爐、電站鍋爐、工業窯爐進行了水煤漿示范燃燒;水煤漿作氣化爐原料在魯南化肥廠應用于生產;礦區高、中灰煤泥制漿和35t/h鍋爐燃燒技術通過鑒定。目前進行水煤漿技術工程化關鍵技術研究;
(5)循環流化床(CFBC) CFBC鍋爐煤種適應性廣,燃燒效率高,脫硫率可達到98%,NOX、CO低排放,是重要的節能和潔凈燃燒技術。我國的CFBC技術開發工作始于八十年代中期,由中科院工程熱物理所、清華大學、浙江大學和哈爾濱工業大學等單位組織開發研制的循環流化床鍋爐分別于九十年代相繼投入運行,最大容量達75t/h。主要技術類型有:百葉窗式、熱旋風筒式、平面流分離器式等。目前國內已具備設計、制造75t/h及以下的小型CFBC鍋爐的能力,但在工藝及輔機配套、連續運行時間、負荷、磨損、漏煙、脫硫等技術方面還有待完善。國內已基本具備設計、制造50MW CFBC鍋爐的能力。
(6)增壓流化床(PFBC) 到“八五”末期,由東南大學等單位研究開發的PFBC-CC示范試驗裝置(15MW)在徐州賈旺電廠建設之中,容量是國外最大容量的1/25。大型商業化PFBC機組的高溫煙氣凈化技術及設備、大功率高初溫燃氣輪機技術、控制技術等還處于實驗室研究開發階段。
(7)整體煤氣化聯合循環(IGCC) IGCC發電技術通過將煤氣化生成燃料氣,驅動燃氣輪機發電,其尾氣通過余熱鍋爐生產蒸汽驅動汽輪機發電,使燃氣發電與蒸汽發電聯合起來,發電效率達45%以上。我國IGCC發電技術的研究開發工作經歷了約二十年,一些單項技術如氣化爐、空分設備、煤氣脫硫、余熱鍋爐等有一定的技術基礎?!鞍宋濉逼陂g與美國德士古(Texaco)公司等合作,完成了水煤漿加壓氣化200MW和400MW等級的IGCC預可行性研究。
(8)煤炭氣化 國內氣化技術廣泛用于冶金、化工、建材、機械等工業行業和民用燃氣,以UGI、水煤氣兩段爐、發生爐兩段爐等固定床氣化技術為主。近年來引進國外的先進技術和裝置,如山西化肥廠等引進加壓魯奇爐;魯南化肥廠等引進德士古水煤漿氣化爐技術;上海焦化廠引進U-GAS氣化爐。水煤氣兩段爐或發生爐兩段爐也有引進,用于制取工業燃氣或城市民用煤氣。中科院山西煤化所開發了f0.3m、f1.0m灰熔聚粉煤氣化試驗裝置,目前100t/d工業示范項目還在進行。煤科總院北京煤化所開發了f 0.3m加壓粉煤流化床氣化試驗裝置,并進行了試驗。中國礦大對煤炭地下氣化技術經過多年開發,1995年~1997年在唐山劉莊礦進行了工業產氣試驗,煤氣供附近陶瓷廠燃用。該項目采用“長通道、大斷面、兩階段地下氣化”技術,可產出空氣煤氣或水煤氣。
(9)煤炭液化 國內煤科總院北京煤化所于80年代建立了2套0.1t/d的小型連續液化試驗裝置和1套液化油加氫連續試驗裝置,對幾十種中國煤作了評價試驗。中科院山西煤化所于“75”期間完成了100t/a間接液化中間試驗,“85”期間進行了2000t/a的間接煤液化工業試驗。1997年,中德合作云南先鋒褐煤液化廠、中美合作神華煤液化廠、中日合作黑龍江依蘭煤液化廠3個可行性研究項目分別簽字。同年,在德國DMT公司的200kg/d裝置上對先鋒煤作了試驗,油收率達53%;美國HTI公司對神木煤進行了30-50kg/d試驗,粗油收率達63%;北京煤化所對依蘭煤進行了100kg/d試驗,50t煤樣和2t催化劑樣品已運至日本。
(10)工業鍋爐和窯爐 隨著省煤器和鍋爐分層裝置改進,國內工業蒸汽鍋爐的結構趨向合理,熱效率有了顯著的提高。工業爐窯方面,出現并開始進行高溫空氣燃燒技術(HTAC技術)、純氧或富氧燃燒節能技術、高固氣比懸浮預熱預分解水泥生產技術、余熱(廢氣)資源綜合利用技術的研究和局部應用。
四、我國潔凈煤技術產業化現狀與主要問題
歐美、日本等發達國家根據自身的能源結構特點,進行潔凈煤技術的開發,在煤炭加工、煤炭高效潔凈燃燒、煤炭轉化和煙塵凈化等領域的研究取得顯著成就,可以作為我國節能技術研究方向的參考。但是,發達國家煤化工走規模化、技術設備走高精端的道路,由于煤炭作為一次能源使用所占的比例較小,通過高投入解決幾個關鍵技術點,從而實現煤炭的高效利用的目標相對容易。
中國必須根據自己的實際情況發展潔凈煤技術。我國于1994年成立了煤炭工業潔凈煤工程技術研究中心,1995年成立了國家潔凈煤技術推廣應用領導小組,1997年國務院批準了《中國潔凈煤技術九五計劃和2010年發展綱要》。1997年、1999年,煤炭工業潔凈煤工程技術研究中心成功地主辦了兩屆潔凈煤技術國際研討會。在有關部門的配合與支持下,我國潔凈煤技術開發、應用、推廣方面有顯著的進展。主要表現在:煤炭的深加工有所進步,煤炭入洗比重逐年提高;工業型煤和水煤漿技術開發和應用開始起步,已有示范性項目投入使用;煤炭氣化技術已比較成熟,煤氣已成為城市民用燃料的重要組成部分;正在進行煤炭液化的性能和工藝條件試驗,以及煤炭液化商業性示范廠的可行性研究。
但是我們還存在很多客觀的、特有的問題。我們的現狀和問題是:
1、選煤技術發展緩慢,煤炭實際入洗比例低。
煤炭經冼選后可顯著降低灰分和疏分的含量,減少煙塵、SO2等污染物的排放,促進煤炭燃燒效率的提高。目前發達國家原煤洗選率為50%~90%,選煤技術已廣泛應用。我國己建選煤廠人選能力約5億t,但是煤炭實際入冼比例仍比較低(20%~30%)。平均廠型小、設備可靠性差等導致選煤成本偏高,這是制約我國選煤技術發展的主要原因。
2、當前的煤炭高效潔凈燃燒技術涉及的應用范圍小,直接燃燒仍比例大。
中國是世界上少數幾個一次能源以煤為主的國家之一,每年僅以燃燒方式消耗的煤就達11億t,占煤炭年總產量的80%左右。在一次能源消費構成中,煤約占75%,而其中全國的工業鍋爐(約46萬臺)、工業窯爐(16萬座)年耗煤量就達4億t,占直接燃燒方式耗煤量的1/3還多。盡管我們很多潔凈煤技術實際上解決的核心問題都是煤炭散燒問題,但是煤炭高效潔凈燃燒技術的開發和應用主要在發電領域,全國的46多萬臺工業鍋爐、16萬座工業窯爐煤炭、還有較大比例的發電廠鏈條鍋爐還是采用煤炭散燒的方式在運行,國家原煤直接燃燒的比例一直沒有明顯改變,其關鍵原因是沒有開發出適合于中國特點的、易于推廣普及的關鍵性的高效節能技術。在配煤和型煤應用推廣中,缺少工藝簡單、成本低廉、節能顯著的技術支撐,動力配煤和型煤的推廣一直舉步維堅。
3、煤炭轉化技術領域,水平相對較低。
我國的煤炭氣化技術水乎還較低,目前采用的工藝主要是固定床常壓氣化工藝,采用的爐型多為混合煤氣發生爐、水煤氣發生爐等,效率不高。近年來,通過引進和消化吸收國外的技術,已有一些企業采用新的氣化爐技術。在水煤漿氣化領域,我國積累了較多研究開發經驗,特別是在"新型(多噴嘴對置)水煤漿氣化爐"方面取得了突破性進展。我國從20世紀70年代末開始研究煤炭直接液化技術,已建成具有國際先進水平的煤炭直接液化、液化油提質加工和分析檢驗實驗室,開展了基礎研究和工藝開發,取得了一批科研成果。目前,從煤一直到合格產品的全流程已經打通,為建設工業化生產奠定基礎。但這些領域還是處于起步階段,真正產業化還有距離?!?
同時,應當看到,我國在潔凈煤技術研究和產業化方面還存在其他許多問題,主要是我國潔凈煤技術層次不高,還沒有形成推進潔凈煤技術產業化的有效機制,推進潔凈煤技術產業化的法規不健全,政策不配套,措施不具體,力量不集中,資金籌集渠道不暢。潔凈煤技術是從煤炭開采到利用全過程中旨在提高效率和減少污染的總稱,是一個集煤炭加工技術、煤炭燃燒技術、煤炭轉化技術以及污染控制技術為一體的技術體系。潔凈煤技術產業化是將潔凈煤技術應用到煤炭加工、使用、轉化的實踐中,通過法規、政策、稅收、信貸等措施,促使形成市場利益推動機制,推進潔凈煤技術迅速轉化為現實生產力,實現高效利用煤炭、減少環境污染的系統工程。沒有潔凈煤技術產業化,潔凈煤技術難以迅速推開,甚至會夭折。潔凈煤技術產業化是潔凈煤技術發展的關鍵。
五、推進我國潔凈煤技術產業化的重要意義及對策
煤炭是我國的主要能源,煤炭工業是關系國計民生的基礎性產業。建國以來,煤炭在一次能源生產和消費結構中的比例一直占63%—70%之間。從我國富煤貧油的資源結構、現實國力和戰時經濟安全保障來看,在新世紀的相當長時間內,主要能源仍將是煤炭。我國的石油、天然氣等資源賦存有限,水能和核能的發展存在許多制約因素,新能源的開發尚需時日。在最近完成的中國可持續能源發展戰略中,20多位中科院和工程院院士一致認為,到2010年煤炭在一次性能源生產和消費中占60%左右;到2050年,煤炭所占比重不會低于50%。
中國是能源生產和消費大國,朱镕基總理在《關于制定國民經濟和社會發展第十個五年計劃建議的說明》中指出:“國內石油開發和生產不能適應經濟和社會發展的需要,供需矛盾日益突出。一年要花大量外匯進口石油,這是難以為繼的。必須下大力氣調整能源結構,從各方面采取措施節約石油消耗,大力發展潔凈煤技術,進一步發展水電和坑口大機組火電。”隨著能源科技和中國經濟的快速發展,對優質能源的需求將不斷增加。所以,發展潔凈煤技術,推進潔凈煤技術產業化是我國的長期任務。
以煤炭為主要能源的格局,以及潔凈煤技術產業化進程滯后,導致了我國以煤煙型為主的大氣污染相當嚴重,成為制約許多地區經濟與社會發展的重要因素。當前,我國已解決了煤炭的供應問題,并連續幾年出現了煤炭供大于求的狀況,煤炭工業正處于結構調整的有利時期。我們要認真學習《建議》,以此為指導,切實轉變工業增長方式,增強技術創新能力,積極采用高新技術和先進適用技術,加快傳統產業技術改造,努力使煤炭工業發展成為社會效益與煤炭工業健康發展相統一、環保要求與煤炭企業經濟效益相一致的新型煤炭工業。從一定意義上講,今后煤炭工業的發展、煤炭產品的市場參與程度將取決于我國潔凈煤技術開發、推廣、應用的速度。因此,推進潔凈煤技術產業化,促進煤炭深度加工、潔凈燃燒、提高效率、減少污染,既是我國經濟和社會可持續發展的需要,也是煤炭工業結構調整、促進煤炭工業健康發展的重要內容。這需要國家從戰略高度予以考慮,在我國現有潔凈煤技術的基礎上,瞄準國際潔凈煤高技術發展趨勢和技術前沿,重點突破在我國涪凈煤技術領域中具有全局意義的戰略性高技術。因此,今后要著重做好以下7方面的工作。
?。?)貫徹"有所為,有所不為"的方針,為實現"可持續發展戰略"提供技術支撐,大幅度提高煤炭利用效率,大幅度降低污染排放,徹底改變煤炭利用高污染、低效率的局面。
?。?)以煤炭為基礎,以電力為中心,以油、氣代用品為重要任務,積極推進具有戰略意義的高技術研究發展,為傳統產業升級提供技術支持,振興裝備制造業,在高效潔凈煤發電、煤液化、氣化和聯產技術實現突跛。
?。?)選擇能主導21世紀初、中葉(2001~2050)我國煤炭、電力產業、能源裝備制造業發展和升級的關鍵高技術和系統集成技術一煤氣化技術和多產品聯產技術,進行攻關,以取得重大突破。
(4)在以緩解油品短缺為主要目的并能在數年后形成重大產業的煤炭液化技術上取得重點突破。
?。?)既要重視引進、消化、吸收、國際合作和再創新,又要立足自主研發和技術創新。遠近結合,高起點、快速掌握和發展潔凈煤利用設計技術、制造技術-潔凈燃煤聯合循環、高效超臨界燃煤發電技術和燃煤電站煙氣污染排放控制技術。
(6)重在鼓勵創新,產生原創性成果,探索最終實現近零排放的潔凈煤技術,同時吸引、培養和發現人才,部署潔凈煤新技術研發項目。
(7)一定要建立推動潔凈煤技術產業化的政策機制、金融機制、市場機制和推廣機制。政府職能部門不能把推廣停留在口頭上和文字上。
發展潔凈煤技術是我國現在和將來解決能源與環境問題的必然選擇。它耍經歷長期的發展歷程。在其發展歷程中,各種新技術將不斷涌現,并有可能成為未來潔凈煤高技術產業的生長點。這些新技術的成功開發與產業化不僅會自身形成一個新興的產業,而且也將為傳統產業的升級改造提供多種技術選擇,對我國未來產業結構的調整會產生積極的推動作用。我們相信,通過國家潔凈煤高技術計劃的實施,不僅會產生一批具有自主知識產權的、具有國際先進水平的成果和發明專利,還將凝聚、培養和造就一批高素質的沽凈煤技術研究與開發隊伍,建立與完善一批研究開發與示范基地,形成一批具有靈活高效的創新機制的高新技術企業,為我國今后在潔凈煤技術領域的長期發展奠定堅實的基礎,并逐步實現從技術的引進國向技術的輸出國的根本轉變。