“實施多聯(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)的時機，將會顯著增加將來中國治理空氣污染的成本、難以控制未來石油進口，以及大大增加減排溫室氣體的成本。”中國工程院院士倪維斗11月18日在首屆中國工程院/國家能源局能源論壇上作出上述表示。

　　倪維斗建議，中國二氧化碳減排應(yīng)該按照自己的國情，從煤化工開始，積累經(jīng)驗，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，我國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年達到3000億立方米；核能達到7000萬千瓦。把這些都考慮進去，并充分考慮節(jié)能潛力，據(jù)工程院對一次性能源消費的預(yù)測，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，目前以美國為代表的高耗能國家人均能耗為每年11噸標(biāo)準(zhǔn)煤，以歐洲和日本為代表的中耗能國家在5~6噸。考慮到我國到2050年要達到中等發(fā)達國家水平，同時考慮可持續(xù)發(fā)展，我國2050年的人均能耗應(yīng)爭取控制在4噸左右。按照15億人口計算，2050年我國一次能源消費總量的“天花板”則應(yīng)限制在60億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

　　“現(xiàn)在中國的人均能耗是2噸多每年，40年以后達到4噸真是不多，相對還要過非常節(jié)儉的生活。”倪維斗說。

　　由此帶來的一個敏感問題就是二氧化碳排放。我國目前二氧化碳年排放總量約60億噸，并且正處于上升期。國際上感興趣的是：未來中國的二氧化碳排放峰值何時出現(xiàn)？絕對值是多少？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，這就是屆時全球二氧化碳排放的總空間�！翱梢钥闯�，世界留給中國的排放空間已經(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，對我國來說，如何利用好900億噸煤來促進經(jīng)濟的發(fā)展是個大問題，必須要有創(chuàng)新的思路和詳細(xì)的規(guī)劃。” 倪維斗強調(diào)，對煤炭在電力、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，尤其是歐洲把重點放在發(fā)展超超臨界蒸汽發(fā)電（USC）上，制定AD700計劃（700℃、35MPa、η=48%），此工作在歐洲國家已進行了十余年，至今沒有商業(yè)化。

　　倪維斗說，就我國來說，600 ℃、28 MPa超超臨界參數(shù)鍋爐所用的進口材料價格昂貴，1000 MW級機組鍋爐成本中一半用于材料。若進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。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）也有大量的改進余地，如采用先進的燃?xì)廨啓C技術(shù)，可以進一步提高IGCC的熱效率，目前GE公司GE9H燃?xì)廨啓C所達到的熱效率是51%，相當(dāng)于AD700。

　　但IGCC最大的優(yōu)勢是在燃燒前，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。”倪維斗評價道。

　　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，凈化以后可用于實現(xiàn)電力、化工、熱、氣的聯(lián)產(chǎn)，即在發(fā)電的同時，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)濟上的優(yōu)勢將會越來越顯著，是我國高效協(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)濟效益。

　　倪維斗特別強調(diào)，目前我國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采用的基本上是超臨界、超超臨界發(fā)電機組。倪維斗表示，如不及時發(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期內(nèi)我國電力發(fā)展的技術(shù)路徑被鎖定在煤直接燃燒發(fā)電的模式上。一個能源系統(tǒng)的發(fā)展與成熟需要多年時間，現(xiàn)在不推進IGCC 多聯(lián)產(chǎn)示范就會延誤時機，將來再做要付出更大的代價。
　　

來源：科學(xué)時報