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華能天津IGCC空分裝置施工現(xiàn)場(chǎng)。王志倫
供圖 |
中國(guó)首座IGCC示范工程——華能天津IGCC項(xiàng)目率先通過(guò)國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)，并于去年開(kāi)工建設(shè)，根據(jù)工程進(jìn)度計(jì)劃，2010年，天津IGCC項(xiàng)目進(jìn)入施工高峰期，預(yù)計(jì)年底完成設(shè)備安裝工作進(jìn)入調(diào)試階段。這標(biāo)志著我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、代表世界清潔煤電技術(shù)前沿水平的“綠色煤電”計(jì)劃取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。華能集團(tuán)總經(jīng)理曹培璽表示，“這項(xiàng)技術(shù)代表了清潔能源未來(lái)的發(fā)展方向。”
清潔煤電將成低碳經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)
近年來(lái)，溫室氣體排放及其引發(fā)的全球變暖引發(fā)國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注，成為國(guó)際政治經(jīng)濟(jì)合作和國(guó)家間博弈的一個(gè)重要議題。
中國(guó)社科院可持續(xù)發(fā)展研究中心副研究員陳迎認(rèn)為，未來(lái)低碳經(jīng)濟(jì)將成為發(fā)達(dá)國(guó)家與新興市場(chǎng)國(guó)家博弈的焦點(diǎn)之一，甚至可能成為發(fā)達(dá)國(guó)家要挾發(fā)展中國(guó)家的工具之一。盡管我國(guó)已明確承諾到2020年單位GDP碳排放量比2005年降低40%—45%，但從哥本哈根會(huì)議透露出的有關(guān)信息看，后哥本哈根時(shí)代我國(guó)面臨的國(guó)際減排壓力仍趨于增大。而美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已將中國(guó)視為未來(lái)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)最主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之一，不愿對(duì)中國(guó)提供切實(shí)的資金和技術(shù)支持。這就意味著，我國(guó)必須通過(guò)自身努力邁向未來(lái)的低碳經(jīng)濟(jì)。
根據(jù)國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì)，中國(guó)發(fā)電行業(yè)的二氧化碳排放量占中國(guó)全部二氧化碳排放量的40%—50%，而且在未來(lái)一段時(shí)期還將繼續(xù)呈上升態(tài)勢(shì)。截至2008年底，煤電在全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量中占75%左右，預(yù)計(jì)到2020年仍將占60%以上。可以肯定，未來(lái)相當(dāng)時(shí)期內(nèi)，我國(guó)電源結(jié)構(gòu)以煤電為主的局面仍將持續(xù)，燃煤發(fā)電也將在相當(dāng)時(shí)期內(nèi)成為我國(guó)最主要的二氧化碳固定排放源。因此，減少二氧化碳排放、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，不僅是樹(shù)立我國(guó)負(fù)責(zé)任大國(guó)形象的需要，更是促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。推進(jìn)發(fā)電行業(yè)的碳減排，大力發(fā)展清潔煤發(fā)電已是勢(shì)在必行。
清華大學(xué)低碳能源實(shí)驗(yàn)室副主任李政認(rèn)為，如果中國(guó)不能提早完成相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備，當(dāng)?shù)吞冀?jīng)濟(jì)成為全球不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)時(shí)，中國(guó)很可能被迫為難以降低的二氧化碳排放而大筆買(mǎi)單，或者耗費(fèi)巨資購(gòu)買(mǎi)國(guó)外低碳發(fā)電技術(shù)。因此，加快發(fā)展自主創(chuàng)新的清潔煤發(fā)電技術(shù)，將使中國(guó)在未來(lái)低碳經(jīng)濟(jì)的新一輪博弈中占據(jù)有利位置，而發(fā)展“綠色煤電”就是搶占未來(lái)燃煤清潔技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)制高點(diǎn)。
我國(guó)清潔煤電技術(shù)躋身世界前沿
所謂“綠色煤電”技術(shù)，就是以整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)和碳捕集與封存(CCS)技術(shù)為基礎(chǔ)，以聯(lián)合循環(huán)發(fā)電為主，并對(duì)污染物進(jìn)行回收，對(duì)二氧化碳進(jìn)行分離、利用或封存的新型煤炭發(fā)電技術(shù)。2004年，華能集團(tuán)率先提出“綠色煤電”計(jì)劃，計(jì)劃用15年左右的時(shí)間，建成“綠色煤電”近零排放示范電站。2005年，華能聯(lián)合國(guó)內(nèi)的大唐、華電、國(guó)電、中電投、神華、國(guó)開(kāi)投、中煤等能源公司，成立了由華能集團(tuán)控股的綠色煤電有限公司，共同實(shí)施“綠色煤電”計(jì)劃。2009年7月，中國(guó)首座IGCC示范工程——華能天津IGCC電站示范工程在天津正式開(kāi)工。
綠色煤電有限公司總經(jīng)理蘇文斌介紹，“綠色煤電”計(jì)劃的目標(biāo)有三：一是研究開(kāi)發(fā)、示范推廣能夠大幅度提高發(fā)電效率，達(dá)到污染物和二氧化碳近零排放的煤基能源系統(tǒng)；二是通過(guò)掌握核心技術(shù)、支撐技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)，形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的綠色煤電技術(shù)；三是使這項(xiàng)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上可接受，逐步推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)煤炭發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化作好技術(shù)儲(chǔ)備。
華能集團(tuán)總經(jīng)理曹培璽說(shuō)，“綠色煤電”示范電站作為華能集團(tuán)自主研發(fā)的國(guó)際前沿清潔煤電技術(shù)，效率將比目前最先進(jìn)的火力發(fā)電技術(shù)提高1/3，能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳和污染物的近零排放。IGCC作為“綠色煤電”計(jì)劃的基礎(chǔ)，是目前來(lái)看非常有發(fā)展前景的清潔煤發(fā)電技術(shù)路線。這一計(jì)劃的實(shí)施，將使我國(guó)清潔煤電技術(shù)躋身國(guó)際前沿，對(duì)于我國(guó)能源行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家都具有重要意義。
完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)是華能“綠色煤電”技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)。據(jù)蘇文斌介紹，公司“除了國(guó)內(nèi)不能制造的燃機(jī)采用聯(lián)合供貨的方式外，其他設(shè)備全部在國(guó)內(nèi)采購(gòu)和制造，具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。”今年7月，美國(guó)賓夕法尼亞州未來(lái)燃料公司特別引進(jìn)了“綠色煤電”的一項(xiàng)核心技術(shù)，即華能自主開(kāi)發(fā)的兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)，這是我國(guó)煤氣化技術(shù)首次進(jìn)入發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)。
事實(shí)上，“綠色煤電”計(jì)劃實(shí)施以來(lái)，已引發(fā)國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。路透社2008年4月報(bào)道說(shuō)，中國(guó)計(jì)劃于2015年建成近零排放燃煤電廠，這使得該項(xiàng)目有望成為全球首座商業(yè)化電站的有力競(jìng)爭(zhēng)者，使華能有望成為這一擁有巨大市場(chǎng)潛力的先進(jìn)技術(shù)的世界領(lǐng)導(dǎo)者。而美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》也在2009年5月報(bào)道，中國(guó)日益成為潔凈煤技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，美國(guó)在建設(shè)新一代利用煤炭氣化技術(shù)的低污染物排放燃煤電廠方面已經(jīng)滯后。
在IGCC技術(shù)上我國(guó)正迎頭趕上
IGCC作為“舊能源、新方法”，是將凈化燃煤的氣化技術(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)，是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的先進(jìn)煤炭發(fā)電技術(shù)，環(huán)保性能極好，污染物的排放量?jī)H為常規(guī)燃煤電站的1/10，脫硫效率可達(dá)99%，氮氧化物排放只有常規(guī)電站的15%至20%，同時(shí)相對(duì)最易實(shí)現(xiàn)近零排放。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)的以煤為原料的大規(guī)模IGCC電站有5座，總裝機(jī)約130萬(wàn)千瓦，在建和正在規(guī)劃的各類(lèi)IGCC電站40余座，總裝機(jī)約2000萬(wàn)千瓦。這些電站主要分布在美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家。同時(shí)，目前全球共有17個(gè)電站擬采用“綠色煤電”相關(guān)技術(shù)，在IGCC的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)燃煤發(fā)電近零排放，其中美國(guó)9個(gè)，英國(guó)3個(gè)。
上世紀(jì)70年代末，我國(guó)就啟動(dòng)了IGCC技術(shù)的研究和論證，并且在“八五”期間，以西安熱工研究院為組長(zhǎng)單位的IGCC技術(shù)課題組完成了“中國(guó)IGCC示范項(xiàng)目可行性研究”。1994年，山東煙臺(tái)IGCC電站示范工程的前期準(zhǔn)備工作和可行性研究工作相繼啟動(dòng)并于1999年正式立項(xiàng)，IGCC電站也被列為《中國(guó)21世紀(jì)議程》中“中長(zhǎng)期電力科技發(fā)展規(guī)劃”的重點(diǎn)項(xiàng)目。
盡管計(jì)劃以引進(jìn)方式建設(shè)40萬(wàn)千瓦級(jí)示范電站的煙臺(tái)IGCC項(xiàng)目至今尚未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，但國(guó)內(nèi)能源領(lǐng)域?qū)＜以诟鞣N場(chǎng)合下對(duì)于發(fā)展IGCC技術(shù)的呼聲從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)。中國(guó)科學(xué)院院士蔡睿賢認(rèn)為，“現(xiàn)在興建的電廠將決定2020年及以后的煤炭利用模式。如果延誤過(guò)渡到以氣化為基礎(chǔ)的IGCC和多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的時(shí)機(jī)，將會(huì)顯著增加將來(lái)中國(guó)治理空氣污染的成本，同時(shí)大大增加減排溫室氣體的成本。”
據(jù)了解，我國(guó)目前尚沒(méi)有大規(guī)模、純發(fā)電的IGCC電站。近幾年，繼華能率先提出“綠色煤電”計(jì)劃后，國(guó)內(nèi)各大發(fā)電公司均提出了IGCC電站的建設(shè)規(guī)劃。在科技部“十一五”863計(jì)劃支持的項(xiàng)目中，目前除天津IGCC項(xiàng)目已獲國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)外，華電半山和東莞電化等IGCC項(xiàng)目仍處在前期和可研階段。
李政認(rèn)為，由于種種原因，我國(guó)未采用CCS技術(shù)的常規(guī)IGCC電站的發(fā)展比歐美發(fā)達(dá)國(guó)家晚了十多年，但通過(guò)實(shí)施“綠色煤電”計(jì)劃，我們已經(jīng)在奮起直追。如果我國(guó)能夠在“十二五”期間完成“綠色煤電”近零排放電站的示范，我國(guó)很可能在這項(xiàng)技術(shù)上迎頭趕上。
打通“綠色煤電”的瓶頸
“綠色煤電”技術(shù)作為基于燃燒前捕集的CCS技術(shù)，適合于新建的燃煤電站，其與國(guó)際同類(lèi)項(xiàng)目同時(shí)起步，具有高起點(diǎn)、自主創(chuàng)新等特點(diǎn)。就目前而言，以“綠色煤電”為代表的清潔煤發(fā)電技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展已走到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在政策、資金、行業(yè)壁壘、運(yùn)營(yíng)成本等方面面臨著一定的瓶頸和困難，亟須政府扶持。
首先是政策方面。由于IGCC和CCS在我國(guó)都屬于新興技術(shù)，其本身的復(fù)雜程度高于現(xiàn)有的常規(guī)燃煤發(fā)電技術(shù)，“綠色煤電”技術(shù)將兩者進(jìn)行整合，實(shí)施的難度顯然更高。這就意味著，發(fā)電企業(yè)在推進(jìn)未來(lái)有很大發(fā)展?jié)摿Φ男屡d技術(shù)的初期，需要承擔(dān)相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)，因而國(guó)家對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的扶持政策也就顯得至關(guān)重要。例如，美國(guó)在其2005年頒布的能源法案中，規(guī)定以財(cái)政補(bǔ)貼、提供貸款和稅收減免等方式來(lái)推動(dòng)IGCC的商業(yè)化運(yùn)行。中國(guó)IGCC雖處在示范階段，CCS也還處在研究試驗(yàn)階段，但“綠色煤電”計(jì)劃的整體推進(jìn)也需要類(lèi)似法律法規(guī)的保障。由于目前我國(guó)對(duì)IGCC和CCS技術(shù)尚缺乏明確的產(chǎn)業(yè)政策支持，使得“綠色煤電”計(jì)劃的實(shí)施進(jìn)程整體落后于預(yù)期目標(biāo)，并且在未來(lái)仍有一定的不確定性。
其次是資金問(wèn)題。由于IGCC和CCS技術(shù)目前還處于示范階段，尚未開(kāi)始商業(yè)化推廣，相關(guān)的新技術(shù)、新工藝在研發(fā)階段的累積成本導(dǎo)致“綠色煤電”示范電站在初期需要較高的資金投入。同時(shí)，能源類(lèi)技術(shù)儲(chǔ)備所需的時(shí)間相當(dāng)漫長(zhǎng)，一般在20年-30年之間。加之項(xiàng)目的工藝本來(lái)就復(fù)雜，使企業(yè)面臨的投資風(fēng)險(xiǎn)非常大，對(duì)于后續(xù)的“綠色煤電”近零排放示范電站來(lái)說(shuō)更是如此。因此，對(duì)于“綠色煤電”這種國(guó)家能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備性技術(shù)，單純由企業(yè)主導(dǎo)的確存在諸多困難。從目前國(guó)外已有的IGCC項(xiàng)目看，這些項(xiàng)目基本都是由各國(guó)政府主導(dǎo)并部分投資。例如，美國(guó)政府對(duì)其第一個(gè)IGCC項(xiàng)目提供了1.2億美元資助，日本的IGCC項(xiàng)目中政府投資占30%。然而，我國(guó)的天津IGCC項(xiàng)目?jī)H從科技部863計(jì)劃中獲得了數(shù)千萬(wàn)元的科研經(jīng)費(fèi)資助，絕大部分投資由華能牽頭的國(guó)內(nèi)企業(yè)承擔(dān)。
再次是跨行業(yè)、跨區(qū)域合作問(wèn)題。以二氧化碳的捕集和封存技術(shù)實(shí)施來(lái)說(shuō)，這已經(jīng)超出了發(fā)電企業(yè)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)范疇，需要在有關(guān)政府部門(mén)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，通過(guò)電力企業(yè)與石油、地質(zhì)等企業(yè)之間跨行業(yè)、跨區(qū)域的廣泛合作方能實(shí)現(xiàn)。目前國(guó)際上普遍認(rèn)為，應(yīng)首選通過(guò)強(qiáng)化石油開(kāi)采的方式實(shí)現(xiàn)二氧化碳的封存，這相比單純的直接封存，可以為石油企業(yè)帶來(lái)更大收益，因而更加具有經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力。但目前在我國(guó)，一方面，石油屬于國(guó)家戰(zhàn)略性資源，石油企業(yè)的開(kāi)采等經(jīng)營(yíng)活動(dòng)需嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定來(lái)執(zhí)行；另一方面，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成，不同行業(yè)之間的技術(shù)與經(jīng)營(yíng)目標(biāo)也存在一定差異，因此，單純依靠發(fā)電和石油企業(yè)之間進(jìn)行二氧化碳封存的合作存在一定難度。
此外，我國(guó)目前燃煤電站上網(wǎng)電價(jià)主要基于國(guó)家發(fā)改委公布的各省市標(biāo)桿電價(jià)水平核定。但如前所述，IGCC電站在示范階段的供電成本必然要高于常規(guī)燃煤電站，對(duì)于這種尚處于示范階段的發(fā)電技術(shù)，如果不綜合考慮其環(huán)境效益和社會(huì)效益，同樣執(zhí)行標(biāo)桿電價(jià)，必然會(huì)導(dǎo)致發(fā)電企業(yè)的虧損，影響企業(yè)研發(fā)示范新技術(shù)的積極性。
天津IGCC項(xiàng)目承載中國(guó)清潔煤電技術(shù)希望
為進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)潔凈煤發(fā)電技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)煤炭高效利用和電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，國(guó)家發(fā)改委于2009年5月核準(zhǔn)華能集團(tuán)在天津?yàn)I海新區(qū)建設(shè)我國(guó)首座IGCC示范電站。
“綠色煤電”計(jì)劃三部曲
根據(jù)我國(guó)技術(shù)和制造能力，“綠色煤電”計(jì)劃擬分三個(gè)階段實(shí)施，用10年左右的時(shí)間最終建成“綠色煤電”示范電站。
綠色電力發(fā)展計(jì)劃
在“綠色煤電”計(jì)劃的基礎(chǔ)上，2010年1月4日，華能集團(tuán)在北京發(fā)布綠色發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃宣言，決定從2010年起全面推行綠色發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃。該計(jì)劃提出，華能集團(tuán)要積極參與應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施，切實(shí)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，發(fā)展低碳能源，堅(jiān)定不移地走綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展之路，為保障國(guó)家能源安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。
世界各國(guó)“綠色煤電”有關(guān)情況
當(dāng)前，世界各國(guó)正就溫室氣體減排展開(kāi)新一輪談判，為“后京都”時(shí)代設(shè)定新的減排目標(biāo)。“綠色煤電”技術(shù)被認(rèn)為是大幅度削減溫室氣體的關(guān)鍵技術(shù)，得到各國(guó)重視。 |