舊能源新方法IGCC規(guī)?；l(fā)展尚待時日

楊　璟

世界輿論均認同,中美兩國的能源合作被看作是應對氣候變化的重要之舉。業(yè)內專家表示,從兩國能源資源稟賦和能源消費結構看,清潔煤利用技術可能是雙方合作的首選。

在石油趨于匱乏的“能源峽谷”時期,全球都在支持開發(fā)清潔、高效和綜合利用煤炭的“清潔煤”(Clean Coal)計劃,借以落實高效、清潔的大規(guī)模電力和熱力供應。而其中位居要津的無疑是IGCC(整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術)。

IGCC作為“舊能源、新方法”, 是將煤氣化技術和高效的聯(lián)合循環(huán)相結合的先進動力系統(tǒng),即整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。世界上很多專家認為,這種發(fā)電系統(tǒng)很有可能逐步取代現(xiàn)有常規(guī)蒸汽電站,成為燃煤發(fā)電技術的一個主要發(fā)展方向,七十年代中后期,美國有關科技、企業(yè)界紛起響應,一時有全面開花之勢。直到2004年,IGCC正式來到中國,得到實質性的發(fā)展。

2005年,中國華能集團公司(以下簡稱“華能集團”)聯(lián)合8家大型發(fā)電、煤炭和投資企業(yè)共同組建綠色煤電有限公司,旨在推廣IGCC發(fā)電技術。

2007年,天津市政府和華能集團簽署建設2臺40萬千瓦IGCC機組的合作協(xié)議,預計2009年投入運行。

2008年5月底,鄂爾多斯市與中國神華能源股份有限公司(以下簡稱“神華集團”)簽署合作協(xié)議,決定開發(fā)建設大規(guī)模IGCC項目工程。

IGCC的優(yōu)勢——零排放、利用高

同樣都屬于煤基發(fā)電,為什么很多專家卻多次提出要重點發(fā)展以煤氣化為龍頭的多聯(lián)產系統(tǒng)? 對于這個問題,中國電器工業(yè)協(xié)會常務副會長邢玉久的回答簡單而肯定:“因為IGCC發(fā)電系統(tǒng)接近零排放(二氧化碳的近零排放),對煤基的利用率能達到95%?！?/p>

毋庸置疑,IGCC是一種商業(yè)應用前景非常廣泛的潔凈煤發(fā)電方式,也是 “綠色煤電”的核心技術之一。邢玉久補充道:“與其他的清潔煤發(fā)電方式,如超超臨界、CFB鍋爐等相比較,IGCC最顯著的特點就是在煤氣化的基礎上,更易實現(xiàn)二氧化碳的分離和處理?！币虼税l(fā)電效率更高,污染物排放量更小,耗水量更低,建設周期也更短,比較容易實現(xiàn)商業(yè)化、大型化運行。

目前,我國仍以直接燒煤發(fā)電為主,排放出大量的二氧化碳,而且還存在熱效率較低的現(xiàn)象。自《京都協(xié)議》施行后,作為二氧化碳排放大國,中國減排壓力很大。業(yè)內專家也已經意識到,直接燒煤發(fā)電的路線會越走越窄。而IGCC發(fā)電系統(tǒng)可以在合成氣體后,未燃燒之前提純二氧化碳,排除二氧化硫和氮氣,比直接燃燒煤要干凈很多。而提取的二氧化碳還可以得到有效利用,比如用于強化石油開采,可以提高石油采收率一兩個百分點;也可用于煤層氣的開采等。

事實上,IGCC系統(tǒng)可使電廠營運商利用諸如煤炭的低成本燃料獲得接近于天然氣的環(huán)境表現(xiàn)。據了解,世界近期正在進行和計劃的近零排放電站項目包括美國的未來電力、中國的綠色煤電、日本的鷹項目、澳大利亞的零排放發(fā)電等等,在治理二氧化碳排放方面都選擇了IGCC作為基礎。

IGCC在國外——重視高、資助大

據華能集團提供的資料顯示,自1972年德國的斯蒂克電廠生產出世界第一臺IGCC以來,特別是1984年后世界上真正試運成功的第一座IGCC電站美國Cool Water IGCC,以及1987年美國投運至今的LGTI工程的成功示范,使得全世界對于IGCC將成為21世紀潔凈、高效的新一代燃煤發(fā)電技術充滿信心。

美國一直十分重視清潔煤發(fā)電技術的研究開發(fā),在超超臨界發(fā)電技術和IGCC發(fā)電技術之間選擇了后者。從1985年到2000年期間,先后建成了5座IGCC示范電站。美國能源部對IGCC示范電站的資助比例均在50%以上,甚至有的高達80%。所有美國的IGCC示范項目均采用美國本土的技術,通過政府的支持和示范項目的帶動實現(xiàn)技術的發(fā)展。

在歐盟,1994年和1997年分別建成荷蘭Buggenum(253MW)和西班牙Puertollano(300MW)兩座IGCC電站并投入運行。其IGCC電站所采用的技術也全部來自歐盟國家。從技術的角度看,歐洲的IGCC示范電站技術更先進,政府對其支持力度大,這些都是歐洲煤氣化技術和燃氣輪機技術發(fā)展的堅實保障。

在日本,IGCC技術的發(fā)展始終走的是一條自主研發(fā)的道路。從煤氣化技術到燃氣輪機技術,在政府和企業(yè)的共同努力下,取得了較大的進展。目前,日本正在建設一座250MW空氣氣化的IGCC示范電站,預計2009年投入運行。

世界各國都已經認識到,積極發(fā)展IGCC技術,是減排二氧化碳,建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的迫切需要。據記者獲悉,目前世界上已建、在建和擬建的IGCC電站約30座,總容量超過820萬千瓦。IGCC已經是世界能源界關注的一個焦點。

IGCC在中國——起步晚、瓶頸多

中國開始認識和研發(fā)IGCC,一點也不晚,但是由于某種原因,一直逡巡徘徊,不知所從。

IGCC在國內真正得到發(fā)展,應該起源于2004年華能集團率先提出的“綠色煤電”計劃。該計劃旨在開發(fā)大幅提高煤電效率、實現(xiàn)污染物和二氧化碳近零排放的燃煤電站,以應對全球氣候變化,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,同時也為形成自主知識產權的IGCC技術并大規(guī)模商業(yè)化運行起到很大的推動作用。

隨著華能集團IGCC示范電站項目的實施,國內幾大電力集團也開始獨立發(fā)展IGCC項目。2006年8月30號,大唐國際發(fā)電股份有限公司與沈陽市簽訂合作協(xié)議,準備在沈陽化學工業(yè)園區(qū)投資建設整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目;中國華電集團公司也已經開始了IGCC發(fā)電項目的建設,目前正在建設的是杭州半山20萬kWIGCC電站項目;神化集團有限責任公司則與浙江省溫州市政府簽署了開發(fā)煤基多聯(lián)產IGCC項目的“合作框架協(xié)議”,計劃在洞頭建設一個高效、環(huán)保、先進的潔凈煤發(fā)電與化工綜合開發(fā)項目;中廣核集團成員公司中廣核能源公司與東菀電化實業(yè)股份有限公司在東菀簽署IGCC發(fā)電項目合作協(xié)議,項目計劃計劃于2008年下半年開工2011年全部建成投產。當前,山西潞安集團、同煤集團等也都在運作煤氣化產業(yè)。

然而,亞化咨詢有統(tǒng)計數(shù)據顯示,目前,我國的煤化工和石油化工行業(yè)已經建成的IGCC多聯(lián)產項目僅有兩個,還有四個項目仍舊處于在建或擬建階段。

中國推廣IGCC技術的力度也很大,可為什么到現(xiàn)在還處于建設試產過程中?神華集團科研部項目主管毛亞林告訴記者:“因受技術成熟性的制約,加上有些設備受制于國外,IGCC項目工程的造價都在上百億元的水平,走向規(guī)?；眠€需要一段路程?！?/p>

設備造價過高以及部分關鍵技術國產化問題一直是阻礙IGCC的發(fā)展瓶頸,由于上述原因,同時也造成上網電價偏高、機組運行的可靠性偏低等問題。可想而知,“投資和運行服務成本居高不下也是必然?！泵珌喠址治稣f。

有數(shù)據顯示,IGCC電廠的成本電價遠遠高于火電廠,僅電廠建設成本就高出很多。2006年時,火電廠的建設成本是4000元/千瓦,而IGCC電站的建設成本就達到了1000美元/千瓦,是火電廠的2倍多。而從2007年開始,由于原材料漲價引起發(fā)電設備價格的大幅上漲,燃氣輪機等設備價格甚至翻番,IGCC電站建設成本又有了大幅上升。

在發(fā)展IGCC技術過程中,與國外相比,中國在政策與資金的資助問題上還遠遠不夠。曾有一位業(yè)內專家在提到中國能源戰(zhàn)略時告訴記者:“中國的能源領域始終說不上什么戰(zhàn)略部署,短期政策也少有章法?！睂τ贗GCC,亦是如此,缺乏一個詳細具體的發(fā)展戰(zhàn)略和資助政策。

盡管我國已將IGCC發(fā)電與多聯(lián)產技術研發(fā)項目列入了國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃,并在“十一五”期間作為國家863計劃的重大項目立項;“十一五”發(fā)展規(guī)劃綱要也明確提出“啟動IGCC電站工程”。但據記者了解,到目前為止,國內所有的IGCC項目中通過國家發(fā)展與改革委員會審批的為數(shù)極少。業(yè)內人士分析,審批遲緩的原因,或與造價昂貴、運行可靠性等有關。

也有業(yè)內專家指出,IGCC不存在障礙性的技術難題,開發(fā)高能效、低成本的關鍵技術,打破技術壟斷即加快自主技術的工程化是降低IGCC造價的有效手段。只有國內真正實現(xiàn)主要設備的國產化和批量化,打破國際上對核心技術的壟斷,才能真正降低IGCC的造價。

對于IGCC的發(fā)展速度,邢玉久并不是很看好,他認為,IGCC雖是火電領域未來的一個發(fā)展方向,但在我國的發(fā)展不會很快,其替代汽輪機電站,形成規(guī)?；l(fā)展,還需要一定時日。