煤炭资源如何由黑变绿

来源:山西日报 2015-09-22 10:19

9月16日,中国(太原)国际能源产业博览会2015年低碳发展高峰论坛分论坛在太原举办。论坛的主题是“燃煤电厂超低排放的技术进展及未来展望”。来自国内外的专家学者、政府官员、企业高管等相聚一起,交流和分享了该领域最先进的科技成果。现撷取部分代表发言,以飨读者。

火电厂深度节水及减排的研究与示范

中国能源资源利用中有两个特别突出的矛盾,就是富煤又缺水。电厂是煤和水的两大重要用户,而且也是重要的污染源单位,所以深度减排和深度节水是电厂面临的革命性任务和挑战。

西安交通大学以谭兆铮教授为领导的团队,针对我国普遍采用湿法脱硫的系统,首先提出了“深度节水与深度减排一体化”的科学构思,2007年,在以前的理论探索情况下,开始进行大量的试验性研究。2011年在链条锅炉上进行了实验,2013年在大型火电厂进行了实验,2014年在大型电厂进行了功能实验,目前已经形成商用的、完整的系统。西安交通大学根据这些试验,提出了一套一体化的工艺原则性总体技术路线,这也是大家推荐的标准的原则性总体技术路线。

碳捕获、利用与封存技术对可持续能源发展的重要作用

大家现在排放的二氧化碳可以实现资源化的利用,在怀俄明州可以提高二氧化碳的利用率,这是一个非常成熟的技术。现在怀俄明州所取得的经验,对于有些区域来讲,很适合这种低碳综合发展的方案。

例如,在中国的鄂尔多斯,完全具备采用这样的低碳综合发展的方案。因为大家现在烟囱气排放得比较多,所以它的成本基本上只有怀俄明州的1/3。这个低碳综合发展的方案正在催生一个工业链,煤化工、电厂等经过压缩、运输、进行二氧化碳去硫,整个过程正在形成一个新的工业链。此外,在一些地质构造有空间的地方,大家可以捕集的二氧化碳,在封存过程当中,会有大量的水可以作为一个新的水来源。

煤清洁转化产业面临环境挑战

我国一次能源耗费大约70%依赖于煤。煤的燃烧会产生一系列的问题,现在基本上所有的污染都是由煤引起的,这已成为制约经济发展的一个瓶颈。有限资源的合理高效使用是迫在眉睫,产业结构提升走生态发展之路是历史的选择。合理规划煤电化工和石油化工产品有效进入市场,必须走低碳、清洁的化工发展之路。

煤炭作为主要的能源供给情况,在短期内没法改变;煤炭的利用必须以经济、健康、环境共赢为前提,走低碳发展之路;煤炭应以资源加以利用,而不仅仅是能源;煤炭清洁利用不应以“煤化”为主导,应有所为有所不为;只有针对区域特点和资源禀赋,通过技术创新和产业链的合理构筑,才可以实现煤炭资源的清洁利用;实现资源的循环利用和零排放是未来煤炭利用的目标。

DOE如何实施碳捕集及其存储

DOE(美国能源部)能源的一些碳捕集之前也有,同时对这个问题有所体现和设计,对碳捕集技术有至关重要的意义,它将仍然会进行大规模的研发和发展。希翼在这个基础上取得更进一步的进展,同时大规模地进行应用和部署来应对气候变化和碳排放的降低。

美国所开展的一些碳捕集方面的技术以及一些机制建立方面,主要就是碳捕集提高技术的可行性。大家很感兴趣的一点,就是碳捕集的过程当中来应对的一些挑战。这个对于山西来说也是很重要的一个问题,对其他省份也存在这样的问题。大家在寻找采录和存储的措施,也在应用去简化水处理的技术,大家希翼能够建立一个智能的监督体系。

循环流化床发电节能与污染物控制

我国循环流化床技术发展主要经历了四个阶段:第一阶段是1980年到1990年;第二阶段是1990年到2000年,这是工业及热电锅炉;第三阶段是2000年到2005年,这是发电锅炉;现在进入了超临界时代。

中国已经成为世界上最大的循环流化床发展国家。应对新形势下挑战的途径:第一是开发大容量超临界循环流化床的锅炉,提高发电效率;第二是基于循环流化床流态图谱,开发节能型、低磨损的流态重构循环流化床锅炉;第三是提高中小型循环流化床锅炉蒸汽参数;第四开发满足新环保标准的循环流化床污染控制技术。

中国循环流化床发电技术已经取得了举世瞩目的成绩,未来仍将在火力发电技术领域占据重要地位。超临界、超超临界的普及和应用是循环流化床的下一个发展方向,发展节能降低排放技术是维持其竞争力的保证。

怀俄明与山西 清洁能源合作伙伴

对于山西而言,煤炭在气化、转化及碳捕集方面有优势,过去几年做得非常好。而大家怀俄明州在地质点的描述、碳的隔离等领域做得比较好,所以希翼能够获取双赢。几年前,事务中心就同山西进行了接洽,对山西有关碳捕集概念有所了解,双方共同分享经验,互相学习。

两个省份都得到了两国政府和资金的支撑,相关的活动也让企业之间能够更好地沟通。这种伙伴关系必须要有私营部门参与,政府负责制定政策。但更重要的是找到最有效落实相关政策的方法,也就是如何以市场为基础进行运作,并且关注如何提高私营部门的创新能力。美国方面不仅仅是政府,还包括大量私营企业也参与到同中国的碳捕集的国际合作进程当中。这种伙伴关系必须要有公众的参与和支撑。应该通过媒体对高层官员、企业管理人员以及技术能源峰会的采访,对双方合作进行相应的阐释和报道。

燃煤电厂超低排放的技术展望

我国现行的污染物排放对烟尘、二氧化硫、氮氧化物提出了控制标准,把这个标准跟国际上的燃煤发电的排放标准进行比较,就会发现,中国实施的燃煤电厂污染物排放标准是世界上最严格的。现有的燃煤电厂治理重点还是放在火电厂上,同时通过以电代煤的方式,逐步替代数量众多、容量较小的工业锅炉,把燃煤慢慢地集中到大型的燃煤电厂中,集中燃烧,集中处理,这应该是一种比较可行的方法。

实施超低排放,成本必然会增加,但这几年,全国陆续实施了几十个排放工程,实际上,每度电增加的成本为1到2分钱。即使这样,燃煤发电的成本还是远远低于燃气发电、风电、太阳能发电的成本。现在各个地区也针对这个超低排放相应出台一些鼓励政策,比如对电价进行适当补贴,对电价进行奖励,在一定程度上是对电厂实施改造的弥补。在实施超低排放控制过程中,大家要把各种单向的控制技术综合起来考虑,相互之间会有协调效应。

燃煤电厂超低排放的山西实践

为什么要在山西推行燃煤电厂超低排放?总结为三个需要:

第一,改善山西生态环境的需要。山西是全国综合性能源基地之一,也是生态环境相对脆弱地区,一直以来更是将减少排放量摆在重中之重的位置。2014年,为落实国家大气污染防治行动计划,山西率先开展了燃煤机组超低排放的改造。

第二,山西大力发展低热值煤发电产业的需要。2013年国家能源局委托山西省政府核准低热值煤发电项目,这对山西来说既是机遇也是挑战。

第三,贯彻落实国家“大气污染防治行动计划”的需要。山西推行燃煤电厂超低排放的做法,一是在充分调研论证的基础上,出台相关文件;二是明确常规燃煤发电机组达到天然气燃气轮机的排放标准;三是下达改造或关停淘汰硬性任务;四是鼓励现役机组尽快实施超低排放改造,省政府用财政预算资金对一次性改造投资给予10%-30%的资金补助。

制定科学低碳发展路线图

近年来,欧美各国纷纷推出各种低碳发展路线图。我国的科研投入也在不断增加,但一些地区和企业出于局部利益,借发展低碳技术为名,争投资、争资源、争土地。有些规划存在低水平重复等问题,因此必须加强顶层设计,统一规划,制定科学的、超脱部门利益的低碳发展路线图。

我国要加强科技创新,大力推进节能减排。加强不确定性决策理论的研究和应用。与此同时,采取有力措施,避免新形势下的低水平、重复引进。低水平重复引进的现象很容易造成“技术锁定”效应,不仅浪费大量资金,而且严重阻碍了我国自主创新技术的发展。建议有关领导部门和行业协会加强引导,加强引进项目的科学论证,防止一些企业一哄而上,造成产能严重过剩和企业难以为继等严重问题。

再造能源生产和消费体系

绿色低碳从本质上对一次能源消费总量、利用效率、能源结构、项目布局等提出了更严格的要求。重塑能源生产和消费体系是绿色低碳发展的根本途径:

一是变革发展模式,创新发展理念。转变规模扩张、片面追求GDP增长的外延式发展思路,推动经济社会实现绿色、高效、低碳发展。

二是重塑供应模式,推动能源系统电气化、低碳化。顺应全球电气化和分布式可再生能源加快发展的潮流,大幅增加天然气、核电、可再生能源的供应,减少经济发展对高碳能源的依赖。

三是重构生产模式,实现系统整合创新。借鉴“一体化”理念,促进现代复合型工厂、公共交通、绿色建筑等各类基础实施有效衔接、融合发展,从源头实现资源的集约、高效和优化利用。

四是转变生活模式,建立文明消费新体系。发挥消费引领的龙头作用,加快先进成熟技术产品的推广应用,增强全社会绿色低碳产品和公共服务的供给能力。

煤炭 分级转化清洁发电

浙江大学根据“煤炭既是重要能源,也是宝贵资源”的理念,提出了以煤炭分级转化清洁发电技术为核心的集中源和分散源污染物协同治理的创新思路,核心技术是煤炭分级转化清洁发电技术集成清洁燃煤发电和煤制油、气为一体。

具体而言,这一创新思路是将分散源使用的煤炭集中到煤炭分级转化清洁发电厂,发电厂在发电的同时联产合成天然气,同时发电厂本身实现污染物近零排放;联产的合成天然气或电力供应分散源,实现分散源的清洁生产。新思路可实现集中源和分散源的污染物协同治理,实现两个近零排放,从而从源头控制大气污染物。煤炭分级转化清洁发电技术的发展可望产生重大经济、环境和社会效益。

超重力技术力推低碳发展

中国正值化工等基础产业发展的高峰,已成为化学工业“大国”,但与“强国”还有差距。大家往往存在高物耗和高能耗的问题,节能减排任务艰巨但潜力大。

超重力技术作为一项新型技术,用更小的更便宜的和更高效的设备和工艺来代替庞大的,贵的和耗能的设备和工艺,或用较少的设备来代替多个设备。超重力技术已在煤化工领域中的焦炉煤气脱硫、脱氨除湿、煤锁气除尘、VOC净化等方面得到了很好的应用。与传统塔技术相比,设备高度降低8~12倍,设备体积缩小50~71倍,单台设备节约钢材40余吨,能耗降低2~5倍,达到了大幅度减小设备尺寸、简化流程、减少装置数目,节省投资、降低能耗、资源回收和减少污染的效果,符合循环经济的基本特征,取得显著社会效益、环境效益,超重力技术力推节能减排低碳发展。

循环流化床发电技术展望

循环流化床燃烧作为洁净煤技术之一,在我国得到了迅猛发展,山西的低热值煤循环流化床锅炉数量居全国之首。循环流化床燃烧技术对于实现山西煤炭资源综合利用、优化山西产业结构具有重大意义。

目前,循环流化床发电机组的效率较常规煤粉炉发电机组低,这很合理,因为其利用的是劣质煤。但循环流化床锅炉具有低成本控制污染物的优势。近期的一些工程运行测试数据显示,通过炉内流态调整,循环流化床锅炉炉内协同脱除SO和NO还有很大提升空间,脱硫脱氮效率会进一步提高。这样,循环流化床发电污染物控制成本相比于常规煤粉炉的烟气脱硫(FGD)和还原脱硝(SCR)要低得多,运行稳定得多。在不远的将来,循环流化床发电低成本、高效污染物减排将成为其突出的竞争优势,也将引领火力发电技术新潮流。

新常态下,山西焦化如何发展

焦化产业是山西传统支柱行业之一,焦炭产量和外调量占全国之首。但目前山西焦化产业炼焦产能过剩严重,节能减排压力大,炼焦产业趋向集中,并且缺乏统一规划,产业链延伸不足。为走出困境,首先要发展以焦化为源头的山西特色现代煤化工产业,立足山西低质炼焦煤炭资源,以山西焦化过剩产能为载体,发展山西特色现代煤化工产业,实现以焦为主向降焦提化、以化为主的转变。

其次,要延伸产业链、构建新型煤焦化产业结构。通过对焦炉煤气资源进行整合,逐步形成焦炉煤气高附加值利用,苯类产品向化工新材料方向发展,焦油深加工趋势集成化、大型化,产品结构向精细化、系列化、规模化、高附加值化方向发展的新格局。

再次,加强科技创新,支撑焦化产业转型升级,发展气化焦及其气化技术、煤焦化产业规模化减碳技术、煤焦化先进节能降耗技术,以及发展粗苯、煤焦油、煤沥青精细化加工技术。

发展循环经济 推动山西建设

山西作为我国典型的资源型经济省份,要以全局循环作为着力点,全力推进工业新型化、农业现代化、城乡生态化和市域城镇化。把发展循环经济作为发展的基本路径,贯穿于全省转型发展、全面发展的全过程,使资源型经济焕发新的活力。要以循环经济的理念推进工业新型化,明确各行业的循环经济引导模式,努力实现由单一煤电“基地”向立体能源“中心”的转变,实现由煤炭大省向以煤为基的现代产业大省的转型。要通过延长生态链和产业链,把农业生产的各个环节连接起来,推进农业副产物高效循环利用。树立循环经济就是“绿色经济”的理念,着力推进节能减排。要以发展规划、土地利用规划、产业布局规划“三规合一”为引领,将循环经济的理念贯穿于城市规划建设中,提升城镇化质量和水平。

风力发电设备何去何从

中国风电设备经过几十年的发展,零部件供应商产业链发展基本成型并趋于完善。风电各种型式整机零部件配套基本可实现国内完成,具备了替代进口的条件。但由于发展时间较短,速度较快,质量监督体系尚不完善,部分外购、配套件质量仍不是十分稳定,有待进一步提高。进入二十一世纪,风力发电整机厂在快速增长的同时,一些自身研发能力较弱的企业加入洗牌的行列,主机厂的研发能力强弱决定风电主机厂的生存,管理水平则决定着主机厂能否发展。而国内在大功率兆瓦级电动变桨风机投运以来,风能利用效率得到显著提高,有效利用率可达95.0%-99.5%,出现一定的差异。风力发电设备由于其工作性质和工作环境的特殊性,智能化、大型化成为其发展趋势。但由于大型风机尚在研发阶段,运输成本、安装成本相对非线性升高,成为影响风机大型化的制约因素。


关注中循协官方微信
2017循环经济
展览会、论坛
XML 地图 | Sitemap 地图