“實(shí)施多聯(lián)產(chǎn)能源戰(zhàn)略刻不容緩，延誤過渡到以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的時(shí)機(jī)，將會(huì)顯著增加將來中國(guó)治理空氣污染的成本、難以控制未來石油進(jìn)口，以及大大增加減排溫室氣體的成本�！敝袊�(guó)工程院院士倪維斗11月18日在首屆中國(guó)工程院/國(guó)家能源局能源論壇上作出上述表示。

　　倪維斗建議，中國(guó)二氧化碳減排應(yīng)該按照自己的國(guó)情，從煤化工開始，積累經(jīng)驗(yàn)，逐步過渡到“IGCC+多聯(lián)產(chǎn)+CCUS（二氧化碳利用和埋存）”的路線。

　　煤炭的重任

　　樂觀估計(jì)，我國(guó)2020年包括水能在內(nèi)的可再生能源能解決5億~6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量；石油2020年自產(chǎn)5億~6億噸；天然氣要大發(fā)展，大概到2020年達(dá)到3000億立方米；核能達(dá)到7000萬千瓦。把這些都考慮進(jìn)去，并充分考慮節(jié)能潛力，據(jù)工程院對(duì)一次性能源消費(fèi)的預(yù)測(cè)，2050年煤炭在一次能源構(gòu)成中占35%以上，而年煤炭需求量高于20億噸標(biāo)煤/年，未來40多年累計(jì)消耗的煤炭總量將在900億噸標(biāo)煤以上。

　　倪維斗指出，目前以美國(guó)為代表的高耗能國(guó)家人均能耗為每年11噸標(biāo)準(zhǔn)煤，以歐洲和日本為代表的中耗能國(guó)家在5~6噸。考慮到我國(guó)到2050年要達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平，同時(shí)考慮可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)2050年的人均能耗應(yīng)爭(zhēng)取控制在4噸左右。按照15億人口計(jì)算，2050年我國(guó)一次能源消費(fèi)總量的“天花板”則應(yīng)限制在60億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

　　“現(xiàn)在中國(guó)的人均能耗是2噸多每年，40年以后達(dá)到4噸真是不多，相對(duì)還要過非常節(jié)儉的生活�！蹦呔S斗說。

　　由此帶來的一個(gè)敏感問題就是二氧化碳排放。我國(guó)目前二氧化碳年排放總量約60億噸，并且正處于上升期。國(guó)際上感興趣的是：未來中國(guó)的二氧化碳排放峰值何時(shí)出現(xiàn)？絕對(duì)值是多少？80億噸、90億噸還是100億噸？

　　研究表明，若要將未來全球溫度控制在2~3攝氏度，2050年全球二氧化碳排放只能控制在104億噸，這就是屆時(shí)全球二氧化碳排放的總空間。“可以看出，世界留給中國(guó)的排放空間已經(jīng)非常小。” 倪維斗說。

　　倪維斗表示，天然氣本身是比較清潔的燃料，石油的排放源分散、難以大規(guī)模收集，因此，煤化工和煤發(fā)電肯定要承擔(dān)起減排二氧化碳的重任。

　　“因此，對(duì)我國(guó)來說，如何利用好900億噸煤來促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是個(gè)大問題，必須要有創(chuàng)新的思路和詳細(xì)的規(guī)劃。” 倪維斗強(qiáng)調(diào)，對(duì)煤炭在電力、化工、冶金、建材等行業(yè)的利用都需要精細(xì)的分析，各種發(fā)電方式如何選擇，需要整體的規(guī)劃和戰(zhàn)略布局，尋求最佳的能源利用方案，而“不能腳踩西瓜皮”。
   
　　避免腳踩西瓜皮

　　近年，尤其是歐洲把重點(diǎn)放在發(fā)展超超臨界蒸汽發(fā)電（USC）上，制定AD700計(jì)劃（700℃、35MPa、η=48%），此工作在歐洲國(guó)家已進(jìn)行了十余年，至今沒有商業(yè)化。

　　倪維斗說，就我國(guó)來說，600 ℃、28 MPa超超臨界參數(shù)鍋爐所用的進(jìn)口材料價(jià)格昂貴，1000 MW級(jí)機(jī)組鍋爐成本中一半用于材料。若進(jìn)一步提高溫度和壓力，材料的標(biāo)準(zhǔn)還要提高。另外，煤直接燃燒，從煙氣里收集二氧化碳代價(jià)很大。因此，倪維斗指出，雖然將來超超臨界肯定要發(fā)展，但不一定是煤高效利用的唯一重點(diǎn)方向。

　　他介紹，燃用天然氣的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)（NGCC）在技術(shù)上有很大進(jìn)展，燃?xì)獬鯗夭粩嗌�高，�?100 ℃提高到1430 ℃，并且還在向更高溫度前進(jìn)。NGCC的熱效率已從50%提高到了58%~60%。

　　整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）也有大量的改進(jìn)余地，如采用先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，可以進(jìn)一步提高IGCC的熱效率，目前GE公司GE9H燃?xì)廨啓C(jī)所達(dá)到的熱效率是51%，相當(dāng)于AD700。

　　但I(xiàn)GCC最大的優(yōu)勢(shì)是在燃燒前，在較高二氧化碳濃度、較高壓力條件下捕捉二氧化碳。“顯然，IGCC電站和煤粉電站相比，由于二氧化碳的捕捉所引起的基建成本和發(fā)電成本的增加要小得多�！蹦呔S斗評(píng)價(jià)道。

　　以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)（煤基多聯(lián)產(chǎn)）就是以煤、渣油或石油焦為原料，經(jīng)氣化后成為合成氣，凈化以后可用于實(shí)現(xiàn)電力、化工、熱、氣的聯(lián)產(chǎn)，即在發(fā)電的同時(shí)，聯(lián)產(chǎn)包括液體燃料在內(nèi)的多種高附加值的化工產(chǎn)品、城市煤氣等。倪維斗認(rèn)為，隨著越來越嚴(yán)格的環(huán)保規(guī)定, 煤氣化多聯(lián)產(chǎn)在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)將會(huì)越來越顯著，是我國(guó)高效協(xié)同利用煤的重要戰(zhàn)略方向。

　　目前，純用于發(fā)電的IGCC單位投資較高，倪維斗提出，與煤基多聯(lián)產(chǎn)結(jié)合之后，生產(chǎn)電力和化工兩種產(chǎn)品，可以帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　倪維斗特別強(qiáng)調(diào)，目前我國(guó)的各種煤化工加起來至少好幾千萬噸二氧化碳排放，真正減排二氧化碳應(yīng)該從煤化工做起，如果給煤化工單位優(yōu)惠的減排政策，比補(bǔ)貼到其他地方效果更好。

　　近年來，新建的幾億千瓦的火電裝機(jī)采用的基本上是超臨界、超超臨界發(fā)電機(jī)組。倪維斗表示，如不及時(shí)發(fā)展IGCC+多聯(lián)產(chǎn)，從某種意義上來說，這就意味著今后一段時(shí)期內(nèi)我國(guó)電力發(fā)展的技術(shù)路徑被鎖定在煤直接燃燒發(fā)電的模式上。一個(gè)能源系統(tǒng)的發(fā)展與成熟需要多年時(shí)間，現(xiàn)在不推進(jìn)IGCC 多聯(lián)產(chǎn)示范就會(huì)延誤時(shí)機(jī)，將來再做要付出更大的代價(jià)。
　　

來源：科學(xué)時(shí)報(bào)