楊　璟

世界輿論均認(rèn)同,中美兩國(guó)的能源合作被看作是應(yīng)對(duì)氣候變化的重要之舉。業(yè)內(nèi)專家表示,從兩國(guó)能源資源稟賦和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)看,清潔煤利用技術(shù)可能是雙方合作的首選。

在石油趨于匱乏的“能源峽谷”時(shí)期,全球都在支持開(kāi)發(fā)清潔、高效和綜合利用煤炭的“清潔煤”(Clean Coal)計(jì)劃,借以落實(shí)高效、清潔的大規(guī)模電力和熱力供應(yīng)。而其中位居要津的無(wú)疑是IGCC(整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù))。

IGCC作為“舊能源、新方法”, 是將煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng),即整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。世界上很多專家認(rèn)為,這種發(fā)電系統(tǒng)很有可能逐步取代現(xiàn)有常規(guī)蒸汽電站,成為燃煤發(fā)電技術(shù)的一個(gè)主要發(fā)展方向,七十年代中后期,美國(guó)有關(guān)科技、企業(yè)界紛起響應(yīng),一時(shí)有全面開(kāi)花之勢(shì)。直到2004年,IGCC正式來(lái)到中國(guó),得到實(shí)質(zhì)性的發(fā)展。

2005年,中國(guó)華能集團(tuán)公司(以下簡(jiǎn)稱“華能集團(tuán)”)聯(lián)合8家大型發(fā)電、煤炭和投資企業(yè)共同組建綠色煤電有限公司,旨在推廣IGCC發(fā)電技術(shù)。

2007年,天津市政府和華能集團(tuán)簽署建設(shè)2臺(tái)40萬(wàn)千瓦IGCC機(jī)組的合作協(xié)議,預(yù)計(jì)2009年投入運(yùn)行。

2008年5月底,鄂爾多斯市與中國(guó)神華能源股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“神華集團(tuán)”)簽署合作協(xié)議,決定開(kāi)發(fā)建設(shè)大規(guī)模IGCC項(xiàng)目工程。

IGCC的優(yōu)勢(shì)——零排放、利用高

同樣都屬于煤基發(fā)電,為什么很多專家卻多次提出要重點(diǎn)發(fā)展以煤氣化為龍頭的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)? 對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng)邢玉久的回答簡(jiǎn)單而肯定:“因?yàn)镮GCC發(fā)電系統(tǒng)接近零排放(二氧化碳的近零排放),對(duì)煤基的利用率能達(dá)到95%?！?/p>

毋庸置疑,IGCC是一種商業(yè)應(yīng)用前景非常廣泛的潔凈煤發(fā)電方式,也是 “綠色煤電”的核心技術(shù)之一。邢玉久補(bǔ)充道:“與其他的清潔煤發(fā)電方式,如超超臨界、CFB鍋爐等相比較,IGCC最顯著的特點(diǎn)就是在煤氣化的基礎(chǔ)上,更易實(shí)現(xiàn)二氧化碳的分離和處理?！币虼税l(fā)電效率更高,污染物排放量更小,耗水量更低,建設(shè)周期也更短,比較容易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化、大型化運(yùn)行。

目前,我國(guó)仍以直接燒煤發(fā)電為主,排放出大量的二氧化碳,而且還存在熱效率較低的現(xiàn)象。自《京都協(xié)議》施行后,作為二氧化碳排放大國(guó),中國(guó)減排壓力很大。業(yè)內(nèi)專家也已經(jīng)意識(shí)到,直接燒煤發(fā)電的路線會(huì)越走越窄。而IGCC發(fā)電系統(tǒng)可以在合成氣體后,未燃燒之前提純二氧化碳,排除二氧化硫和氮?dú)?比直接燃燒煤要干凈很多。而提取的二氧化碳還可以得到有效利用,比如用于強(qiáng)化石油開(kāi)采,可以提高石油采收率一兩個(gè)百分點(diǎn);也可用于煤層氣的開(kāi)采等。

事實(shí)上,IGCC系統(tǒng)可使電廠營(yíng)運(yùn)商利用諸如煤炭的低成本燃料獲得接近于天然氣的環(huán)境表現(xiàn)。據(jù)了解,世界近期正在進(jìn)行和計(jì)劃的近零排放電站項(xiàng)目包括美國(guó)的未來(lái)電力、中國(guó)的綠色煤電、日本的鷹項(xiàng)目、澳大利亞的零排放發(fā)電等等,在治理二氧化碳排放方面都選擇了IGCC作為基礎(chǔ)。

IGCC在國(guó)外——重視高、資助大

據(jù)華能集團(tuán)提供的資料顯示,自1972年德國(guó)的斯蒂克電廠生產(chǎn)出世界第一臺(tái)IGCC以來(lái),特別是1984年后世界上真正試運(yùn)成功的第一座IGCC電站美國(guó)Cool Water IGCC,以及1987年美國(guó)投運(yùn)至今的LGTI工程的成功示范,使得全世界對(duì)于IGCC將成為21世紀(jì)潔凈、高效的新一代燃煤發(fā)電技術(shù)充滿信心。

美國(guó)一直十分重視清潔煤發(fā)電技術(shù)的研究開(kāi)發(fā),在超超臨界發(fā)電技術(shù)和IGCC發(fā)電技術(shù)之間選擇了后者。從1985年到2000年期間,先后建成了5座IGCC示范電站。美國(guó)能源部對(duì)IGCC示范電站的資助比例均在50%以上,甚至有的高達(dá)80%。所有美國(guó)的IGCC示范項(xiàng)目均采用美國(guó)本土的技術(shù),通過(guò)政府的支持和示范項(xiàng)目的帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展。

在歐盟,1994年和1997年分別建成荷蘭Buggenum(253MW)和西班牙Puertollano(300MW)兩座IGCC電站并投入運(yùn)行。其IGCC電站所采用的技術(shù)也全部來(lái)自歐盟國(guó)家。從技術(shù)的角度看,歐洲的IGCC示范電站技術(shù)更先進(jìn),政府對(duì)其支持力度大,這些都是歐洲煤氣化技術(shù)和燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)保障。

在日本,IGCC技術(shù)的發(fā)展始終走的是一條自主研發(fā)的道路。從煤氣化技術(shù)到燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù),在政府和企業(yè)的共同努力下,取得了較大的進(jìn)展。目前,日本正在建設(shè)一座250MW空氣氣化的IGCC示范電站,預(yù)計(jì)2009年投入運(yùn)行。

世界各國(guó)都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,積極發(fā)展IGCC技術(shù),是減排二氧化碳,建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的迫切需要。據(jù)記者獲悉,目前世界上已建、在建和擬建的IGCC電站約30座,總?cè)萘砍^(guò)820萬(wàn)千瓦。IGCC已經(jīng)是世界能源界關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。

IGCC在中國(guó)——起步晚、瓶頸多

中國(guó)開(kāi)始認(rèn)識(shí)和研發(fā)IGCC,一點(diǎn)也不晚,但是由于某種原因,一直逡巡徘徊,不知所從。

IGCC在國(guó)內(nèi)真正得到發(fā)展,應(yīng)該起源于2004年華能集團(tuán)率先提出的“綠色煤電”計(jì)劃。該計(jì)劃旨在開(kāi)發(fā)大幅提高煤電效率、實(shí)現(xiàn)污染物和二氧化碳近零排放的燃煤電站,以應(yīng)對(duì)全球氣候變化,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,同時(shí)也為形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IGCC技術(shù)并大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)行起到很大的推動(dòng)作用。

隨著華能集團(tuán)IGCC示范電站項(xiàng)目的實(shí)施,國(guó)內(nèi)幾大電力集團(tuán)也開(kāi)始獨(dú)立發(fā)展IGCC項(xiàng)目。2006年8月30號(hào),大唐國(guó)際發(fā)電股份有限公司與沈陽(yáng)市簽訂合作協(xié)議,準(zhǔn)備在沈陽(yáng)化學(xué)工業(yè)園區(qū)投資建設(shè)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項(xiàng)目;中國(guó)華電集團(tuán)公司也已經(jīng)開(kāi)始了IGCC發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè),目前正在建設(shè)的是杭州半山20萬(wàn)kWIGCC電站項(xiàng)目;神化集團(tuán)有限責(zé)任公司則與浙江省溫州市政府簽署了開(kāi)發(fā)煤基多聯(lián)產(chǎn)IGCC項(xiàng)目的“合作框架協(xié)議”,計(jì)劃在洞頭建設(shè)一個(gè)高效、環(huán)保、先進(jìn)的潔凈煤發(fā)電與化工綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目;中廣核集團(tuán)成員公司中廣核能源公司與東菀電化實(shí)業(yè)股份有限公司在東菀簽署IGCC發(fā)電項(xiàng)目合作協(xié)議,項(xiàng)目計(jì)劃計(jì)劃于2008年下半年開(kāi)工2011年全部建成投產(chǎn)。當(dāng)前,山西潞安集團(tuán)、同煤集團(tuán)等也都在運(yùn)作煤氣化產(chǎn)業(yè)。

然而,亞化咨詢有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前,我國(guó)的煤化工和石油化工行業(yè)已經(jīng)建成的IGCC多聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目?jī)H有兩個(gè),還有四個(gè)項(xiàng)目仍舊處于在建或擬建階段。

中國(guó)推廣IGCC技術(shù)的力度也很大,可為什么到現(xiàn)在還處于建設(shè)試產(chǎn)過(guò)程中?神華集團(tuán)科研部項(xiàng)目主管毛亞林告訴記者:“因受技術(shù)成熟性的制約,加上有些設(shè)備受制于國(guó)外,IGCC項(xiàng)目工程的造價(jià)都在上百億元的水平,走向規(guī)模化利用還需要一段路程。”

設(shè)備造價(jià)過(guò)高以及部分關(guān)鍵技術(shù)國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題一直是阻礙IGCC的發(fā)展瓶頸,由于上述原因,同時(shí)也造成上網(wǎng)電價(jià)偏高、機(jī)組運(yùn)行的可靠性偏低等問(wèn)題?？上攵?“投資和運(yùn)行服務(wù)成本居高不下也是必然。”毛亞林分析說(shuō)。

有數(shù)據(jù)顯示,IGCC電廠的成本電價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于火電廠,僅電廠建設(shè)成本就高出很多。2006年時(shí),火電廠的建設(shè)成本是4000元/千瓦,而IGCC電站的建設(shè)成本就達(dá)到了1000美元/千瓦,是火電廠的2倍多。而從2007年開(kāi)始,由于原材料漲價(jià)引起發(fā)電設(shè)備價(jià)格的大幅上漲,燃?xì)廨啓C(jī)等設(shè)備價(jià)格甚至翻番,IGCC電站建設(shè)成本又有了大幅上升。

在發(fā)展IGCC技術(shù)過(guò)程中,與國(guó)外相比,中國(guó)在政策與資金的資助問(wèn)題上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。曾有一位業(yè)內(nèi)專家在提到中國(guó)能源戰(zhàn)略時(shí)告訴記者:“中國(guó)的能源領(lǐng)域始終說(shuō)不上什么戰(zhàn)略部署,短期政策也少有章法。”對(duì)于IGCC,亦是如此,缺乏一個(gè)詳細(xì)具體的發(fā)展戰(zhàn)略和資助政策。

盡管我國(guó)已將IGCC發(fā)電與多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目列入了國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃,并在“十一五”期間作為國(guó)家863計(jì)劃的重大項(xiàng)目立項(xiàng);“十一五”發(fā)展規(guī)劃綱要也明確提出“啟動(dòng)IGCC電站工程”。但據(jù)記者了解,到目前為止,國(guó)內(nèi)所有的IGCC項(xiàng)目中通過(guò)國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)審批的為數(shù)極少。業(yè)內(nèi)人士分析,審批遲緩的原因,或與造價(jià)昂貴、運(yùn)行可靠性等有關(guān)。

也有業(yè)內(nèi)專家指出,IGCC不存在障礙性的技術(shù)難題,開(kāi)發(fā)高能效、低成本的關(guān)鍵技術(shù),打破技術(shù)壟斷即加快自主技術(shù)的工程化是降低IGCC造價(jià)的有效手段。只有國(guó)內(nèi)真正實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化和批量化,打破國(guó)際上對(duì)核心技術(shù)的壟斷,才能真正降低IGCC的造價(jià)。

對(duì)于IGCC的發(fā)展速度,邢玉久并不是很看好,他認(rèn)為,IGCC雖是火電領(lǐng)域未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向,但在我國(guó)的發(fā)展不會(huì)很快,其替代汽輪機(jī)電站,形成規(guī)?；l(fā)展,還需要一定時(shí)日。