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聚焦:我国二十年内煤炭仍将唱主角

发布日期:2014-08-12 来源: 选矿选煤网 查看次数: 2229
核心提示:煤炭是我国工业化进程中的基础性能源,我国是世界上少数几个能源以煤为主的国家之一,也是世界最大煤炭消费国。中国煤炭工业协会数据表明,2013年全国煤炭消费量36.1亿吨,同比

  煤炭是我国工业化进程中的基础性能源,我国是世界上少数几个能源以煤为主的国家之一,也是世界最大煤炭消费国。中国煤炭工业协会数据表明,2013年全国煤炭消费量36.1亿吨,同比增幅由前10年年均增长9%左右下降至2.6%左右,占一次能源总消费量的60%以上。

  虽然煤炭产量和消费量同比增幅均大幅收窄。但我国以煤为主的能源格局短期难变。数据显示,2012年,煤炭提供了电力燃料的75%、钢铁用能的85%、建材用能的71%、化工用能的40%.从消费结构上看,电力用煤占52.9%,钢铁用煤占15.3%,建材用煤占16.1%,化工用煤占6.6%,其他用煤占9.1%.

  国家发改委能源研究所副所长戴彦德推算,以2013年我国总的能源消耗总量37.1亿吨标准煤为基准,到2050年,我国的能源消耗总量起码要控制在65亿吨标准煤以内,形成煤炭、油和气、核电等多种能源共存的格局。即使做出很大努力,煤炭的绝对年消耗量也难以减下去。 

                                                                                                                                                                   

  煤炭长期大规模开发利用也带来了一系列问题。一是煤炭资源开发条件变差。我国53%的煤炭资源埋深在1000米以下,褐煤和低变质程度烟煤占55%,优质煤炭资源逐年减少,开发重心逐步向西部转移;二是煤炭科学产能比重较低。满足安全、高效、绿色开采条件的科学产能仅占1/3,这也是煤矿事故频发的主要原因;三是煤炭输配不合理,煤炭调运形势紧张;四是煤炭利用效率低。发电及供热平均综合利用效率仅为40%左右,比发达国家低10个百分点。

  尤为紧迫的是,煤炭属于高碳能源,我国又以碳排放系数最高的煤炭为主,污染十分严重。有统计显示,在主要污染物排放中,燃煤排放的二氧化硫占90%,氮氧化物占75%,总悬浮颗粒物占60%.同时,每年还要排放数亿吨废渣,重金属超过2万吨,对人体危害很大。燃煤带来的严重环境污染,必须引起重视。

  厚积薄发,我国清洁煤电前沿技术的研发和应用探索

  事实上,近二十年来我国一直都没有停止对清洁煤电前沿技术的研发和应用探索。

  2010年,国家能源局组织成立了国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟,设立了国家700℃超超临界燃煤发电关键技术与设备研发及应用示范项目。以华能集团清洁能源研究院牵头,同时承担我国首个关键部件验证试验平台的建设及运行工作。包括中国电力工程顾问集团公司在内,项目参与单位几乎囊括了我国发电行业、动力装备制造行业、材料行业等多个相关基础行业的重点单位。

  据了解,700℃先进超超临界燃煤发电技术是目前欧洲、美国、日本等发达国家积极发展的商业化规模应用清洁燃煤发电技术。该技术将目前最先进的超超临界发电机组主蒸汽温度从600℃提高到700℃以上,发电效率接近甚至超过50%,耗煤量及碳排放量将减少约30%,NOx、SO2、粉尘等污染物的排放大幅减少。

  该联盟试验平台依托华能南京电厂建设,目前已完成试验平台的详细设计及施工设计,正在进行材料及阀门等镍基高温合金部件的生产、制造和采购工作,按计划将于2014年下半年进行安装,2015年6月前完成运行调试并开始相关试验工作。该平台建成后将成为我国首座700℃超超临界燃煤发电关键部件验证试验平台,达到国际领先水平,更好地推动700℃材料测试、关键部件开发工作,为我国争取建造世界首台700℃超超临界燃煤发电机组奠定基础。

  在另一高新清洁煤电技术领域,我国自主知识产权首座250MWIGCC示范电站2012年在华能集团天津滨海建成投产,这是我国十一五863计划重大项目的显著成果之一,标志着我国已成为世界上为数不多掌握大型IGCC电站的系统设计、气化、净化、空分、余热锅炉和汽轮机发电系统关键技术的国家之一,这一重大突破将大大提升我国在节能减排和应对全球气候变化问题上的国际影响力和话语权。而整体煤气化联合循环发电(IGCC)是世界公认的清洁、高效煤基发电主要技术途径之一,效能与超超临界技术不相上下。

  作为天津IGCC电站核心技术之一的两段式干煤粉加压气化技术,同样达到国际先进水平,该技术采用干煤粉上下两段进料,应用两段分级气化原理,其煤种适应范围广、氧耗低,碳转化率大于99%,冷煤气效率80%-85%,煤气有效气体成分约90%.目前已逐步应用到陕西府谷恒源、四川金象、江苏淮河化工、青岛三力、河北辛集化工等多个项目中,并出口美国,进入发达国家能源市场。

  节能减排,压力与动力并存

  CO2等温室气体减排是目前国际社会关注焦点,是能源和环境领域面临的热点问题。我国是世界上CO2排放量最大的国家,且以煤为主的能源结构将长期存在,因此我国应对气候变化的压力也越来越大,CO2排放问题将成为制约我国燃煤发电可持续发展的瓶颈之一。碳捕集、利用与封存技术作为一项新兴的、具有大规模CO2减排潜力的技术,有望实现化石能源的低碳利用,被认为是应对全球气候变化、控制温室气体排放的重要技术之一。

  我国在温室气体减排技术方面,自主开发了适合于电厂烟气特点的CO2捕集与处理技术,能有效应对电厂烟气中CO2浓度低、O2含量和粉尘浓度高等不利条件,实现CO2的高效、低能耗捕集。2008年我国第一套燃煤电厂CO2捕集装置华能北京3000吨/年CO2捕集试验示范装置建成,标志着我国CO2捕集技术在燃煤发电领域首次得到应用。2009年建成投运世界最大的燃煤电厂CO2捕集工程华能上海12万吨/年CO2捕集工程,标志着该技术具有了在燃煤电厂大型化的能力,使我国在该技术领域达到了世界领先地位。

  清能院院长许世森向记者透露,2012年,清能院参与挪威石油公司百万吨燃机烟气CO2捕集工程的投标,建成了中国第一套燃气烟气CO2捕集装置(1000吨/年),并完成3000小时的连续运行测试,系统运行和排放指标达到北欧最为严格的质量环保标准。2014年,清能院在华能长春热电厂建成我国首套严寒地区1000吨/年CO2捕集装置,该装置在原有技术基础上,采用了清能院最新开发的捕集工艺及吸收溶剂,完全适应东北严寒气候及机组长期低负荷运行特点。在节能减排的目标下,我国科研工作者化压力为动力,突破了众多的难关,为全球低碳做出贡献。

  煤电一体化,助力中国能源绿色浪潮

  然而市场煤和计划电这两个煤电行业外部矛盾并没有完全得以解决。在煤炭工业发展十二五规划中,国家能源局表示,煤电矛盾让市场解决,鼓励煤电一体化。国内五大发电集团纷纷通过收购兼并、煤电一体化以及与大型煤炭企业战略合作等手段加大对煤炭产业的投资开发力度,藉此增强企业的煤炭资源控制力,提高盈利能力和议价能力。相对于其他发电模式而言,煤电一体化项目的经济优势也就显现出来了。

  拿华能伊敏模式来说,伊敏煤电公司打破电厂与煤矿的传统行业限制,充分发挥资源优势,建设坑口电站,合理配置资源比例,煤矿与电厂同步设计、同步建设、同步投产,使煤、电产业协调、有序、可持续发展;充分发挥管理优势,在体制上实现煤矿、电厂统一管理、统一经营、统一核算,形成两翼一体的扁平化管理模式;坚持发展循环经济,利用露天矿与电厂间8.5公里的输煤走廊,实现煤不落地封闭输煤;煤炭生产用电由自己的电厂直接提供,节约了煤炭生产成本;采煤疏干水通过地下管路送到电厂用作循环冷却水,每年重复利用疏干水13001800万吨;发电燃煤灰渣分级后用于制砖、生产水泥,进行综合利用后与采煤剥离物混合返排回露天矿采空区;在煤炭生产过程中,将剥离出的地表腐殖土收集起来单独存放,在排土场达到设计标高后覆盖腐植土,种草、种树,恢复植被,减少建造大型储煤场和存灰场地对周围环境所造成的污染;发电余热进入生产区域及城镇居民生活区采暖系统;生产、生活污水在经过污水处理系统处理后,全部达标并通过地下管道引入电厂冷却水系统,从而实现了电、煤、灰、水、土、热之间的科学循环利用。伊敏模式的经济优势不言而喻。

  对国家而言,我国能源资源禀赋与负荷中心呈逆向分布,发展煤电一体化项目,变输煤为输电,对优化我国资源配置意义重大。纵观全国电网建设布局,有条件开展煤电一体化项目的煤炭基地几乎都被规划为重要的电源支撑点。可以说,煤电一体化为全国大电网布局奠定了基础,为实现国家层面的资源优化配置提供了前提,更为中国能源绿色浪潮提供了助力。 

 

 

 

  

 

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