主持人:王 东
发展实循施环绿经色济煤电
——访中国华能集团绿色煤电公司总经理苏文斌
主持人:王 东
整体煤气化联合循环(IGCC,Integrated Gasification Combined Cycle)发电系统和碳捕捉与封存(CCS,Carbon Captureand Storage)技术,是目前国际最先进的清洁煤发电技术。20世纪90年代,美国、西欧相继建成了数座25万kW级的大型IGCC示范电站,并投入商业化运行。我国根据国际煤电产业发展趋势及国内实际情况,于2004年提出“绿色煤电”计划,引起国际舆论的高度关注。为介绍我国煤电行业发展循环经济,实施“绿色煤电”计划情况,本刊对中国华能集团绿色煤电公司总经理苏文斌进行了专访。
主持人:21世纪初,我国提出发展循环经济战略,煤电行业成为重点行业之一。在气候变化倍受关注的今天,煤电行业再次成为关注焦点。华能集团提出实施“绿色煤电”计划以来,外国媒体给予高度关注,请您介绍一下什么是“绿色煤电”计划?
苏文斌:随着全球变暖问题日益凸显,“绿色”一词也越来越热。2004年9月,华能集团就以精准的前瞻眼光向科技部提出实施“绿色煤电”计划。科技部高新司迅速回函予以支持,并将绿色煤电有关内容列入国家《中长期科技发展规划》中。
“绿色煤电”属于前沿科学。所谓“绿色煤电”技术,就是以整体煤气化联合循环(IGCC)和碳捕捉与封存(CCS)技术为基础,以联合循环发电为主,并对污染物进行回收,对二氧化碳进行分离、利用或封存的新型煤炭发电技术。按照“绿色煤电”计划,第一步是建成一座“绿色煤电”近零排放示范电站。2005年,华能联合国内的大唐、华电、国电、中电投、神华、国开投、中煤等能源公司,成立了由华能集团控股的绿色煤电有限公司,共同实施“绿色煤电”计划。
华能集团绿色煤电公司的主要业务是正式启动“绿色煤电”计划,研究开发并示范推广煤炭气化制氢、利用氢气发电并封存二氧化碳、实现污染物和二氧化碳的近零排放的电站,同时大幅提高发电效率。“绿色煤电”计划第一阶段的核心工程是在“十一五”期间建成我国第一座具有自主知识产权的25万kW级IGCC示范电站。于是,2009年7月,中国首座IGCC示范工程——华能天津IGCC电站示范工程在天津正式开工。天津IGCC示范电站最初的设计容量是10万kW级,经过多次优化设计,目前已升级到25万kW级。
IGCC作为“旧能源、新方法”,是将净化燃煤的气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统,是国内外公认的先进煤炭发电技术,环保性能极好,污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10,脱硫效率可达99%,氮氧化物排放只有常规电站的15%~20%,同时相对最易实现近零排放。
20世纪70年代末,我国就启动了IGCC技术的研究和论证,并且在“八五”期间,以西安热工研究院为组长单位的IGCC技术课题组完成了“中国IGCC示范项目可行性研究”。1994年,山东烟台IGCC电站示范工程的前期准备工作和可行性研究工作相继启动,并于1999年正式立项,IGCC电站也被列为《中国21世纪议程》中“中长期电力科技发展规划”的重点项目。
主持人:根据国家煤电发展趋势和我国国情,实施“绿色煤电”计划有什么现实意义?
苏文斌:根据国际能源署统计,中国发电行业的二氧化碳排放量占全国二氧化碳排放总量的40%~50%,而且在未来一段时期还将继续呈上升态势。截至2008年底,煤电在全国发电装机容量中占75%左右,预计到2020年仍将占60%以上。可以肯定,未来相当时期内,我国电源结构以煤电为主的局面仍将持续,燃煤发电也将在相当时期内成为我国最主要的二氧化碳固定排放源。减少二氧化碳排放,发展循环经济,推进低碳经济,不仅是树立我国负责任大国形象的需要,更是促进我国经济社会可持续发展的必然选择。因此,推进发电行业的碳减排,大力发展清洁煤发电已势在必行。我国在《中国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》的“优化发展能源工业”一章中明确提出:“推进清洁煤发电,启动整体煤气化燃气蒸汽联合循环电站工程”。我国以煤为主的能源结构,决定了我国必须立足国情,大力发展清洁煤技术。
作为世界煤炭消费大国,我国在煤电转换效率和污染物减排方面明显落后于西方发达国家。煤电的可持续发展不仅是我国电力工业面临的重要课题,也是关系到我国建设资源节约型和环境友好型社会的重要课题,“绿色煤电”计划正是从我国能源结构的现实特点出发提出的。
“绿色煤电”代表世界清洁煤电技术前沿水平,代表了清洁能源未来的发展方向。国内有关专家认为,如果中国不能提早完成相关技术储备,当低碳经济成为全球不可逆转的趋势时,中国很可能被迫为难以降低的二氧化碳排放而大笔买单,或者耗费巨资购买国外低碳发电技术。因此,加快发展自主创新的清洁煤发电技术,将使中国在未来低碳经济的新一轮博弈中占据有利位置,而发展“绿色煤电”就是抢占未来燃煤清洁技术领域的一个制高点。
实施“绿色煤电”计划挑战重重。以建设IGCC示范电站为例,资金的筹措、技术的创新、人才的配置等工作都需要付出艰苦努力。中国首座IGCC示范工程——华能天津IGCC项目率先通过国家发改委核准,并于2009年开工建设。根据工程进度计划,2010年,天津IGCC项目进入施工高峰期,预计年底完成设备安装工作进入调试阶段。这标志着我国的“绿色煤电”计划取得实质性进展。一旦项目建成,不仅可以提升我国的创新竞争力,也意味着我国绿色煤电技术与国际先进技术的接轨。
IGCC作为“绿色煤电”计划的基础,是目前非常有发展前景的清洁煤发电技术路线。与最先进的火力发电技术相比,它可以将煤电转换率提高1/3,能够实现二氧化碳和污染物的近零排放。这一计划的实施,将使我国清洁煤电技术跻身国际前沿,对于我国能源行业可持续发展和建设创新型国家都具有重要意义。在“绿色煤电”计划的基础上,2010年1月4日,华能集团在北京发布绿色发展行动计划宣言,决定从2010年起全面推行绿色发展行动计划。该计划提出,华能集团要积极参与应对气候变化国家战略的实施,切实转变发展方式,发展低碳能源,坚定不移地走绿色、低碳、循环发展之路,为保障国家能源安全、促进经济社会可持续发展作出新的贡献。
主持人:我国“绿色煤电”计划的目标是什么?我国“绿色煤电”计划具有什么特点?
苏文斌:“绿色煤电”计划的目标有3个:一是研究开发、示范推广能够大幅度提高发电效率,达到污染物和二氧化碳近零排放的煤基能源系统;二是通过掌握核心技术、支撑技术和系统集成技术,形成自主知识产权的绿色煤电技术;三是使这项技术在经济上可接受,逐步推广应用,实现煤炭发电的可持续发展,为应对全球气候变化作好技术储备。
第一阶段(2006-2011年):建设IGCC示范电站。从2006年开始,重点进行2 000 t天级两段式干煤粉加压气化炉的工业化、实用化设计,验证大型高温煤气净化技术和大型电热化多联供的系统集成技术。计划于2011年建成250 MW级,具有自主知识产权的IGCC电站,并在电站内同步建设“绿色煤电”实验室。
第二阶段(2012-2014年):完善IGCC电站,研发“绿色煤电”关键技术。这个阶段是技术的巩固和发展阶段。一是完善和推广IGCC系统的集成和运行技术,同时进行气化炉放大的技术经济性论证;二是利用建成的“绿色煤电”实验室,进行中试系统研究,包括煤气制氢储氢技术,H2和 CO2分离技术,CO2封存和利用技术,燃料电池发电技术,以及氢气燃机技术等,为第三阶段“绿色煤电”示范工程作好技术准备和前期工作。
第三阶段(2014-2016年):实施“绿色煤电”示范项目。计划于2016年左右建成400 MW级“绿色煤电”示范工程,集成大规模煤制氢和氢能发电、CO2捕集和封存等关键技术,实现煤炭的高效利用以及污染物和CO2的近零排放,同时不断提高“绿色煤电”系统的技术可靠性和经济可行性,为大规模商业化做好准备。IGCC即整体煤气化联合循环发电系统,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统,发电效率高,且环保性能极好,污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10,脱硫效率可达99%,氮氧化物排放只有常规电站的15%~20%,耗水只有常规电站的1/2~1/3。目前,我国尚没有煤气化联合循环发电示范电厂,而煤气化联合循环发电是发展“绿色煤电”计划的基础和前提。
该计划的主要预期目标和详细的时间表:一是能源转换效率明显提高。2010年华能平均供电煤耗将降至324.5 g/kW·h,比2005年降低21 g/kW·h;到2015年降至317 g/kW·h;2020年降至 314 g/kW·h,努力达到世界煤电机组先进能效水平。二是清洁能源比重显著增加。2010年华能清洁能源发电装机比重将超过15%,比2005年提高约10个百分点;到2020年力争超过35%,比2005年提高约30个百分点,达到或超过全国电力行业清洁能源比重的平均水平。三是单位污染物排放水平持续降低。华能单位煤电发电量二氧化硫、氮氧化物和烟尘的排放量,2010年将分别比2005年降低66%,16%和56%。四是温室气体排放强度逐步降低。华能单位发电量二氧化碳排放量,到2020年降至526 g/kW·h,比2005年下降30%左右。
关于“绿色煤电”计划的特点,其中最重要的一项是完全的自主知识产权。华能除了国内不能制造的燃机采用联合供货的方式外,其他设备全部在国内采购和制造,具有完全的自主知识产权。2009年7月,美国宾夕法尼亚州未来燃料公司特别引进了“绿色煤电”的一项核心技术,即华能自主开发的两段式干煤粉加压气化技术,这是我国煤气化技术首次进入发达国家市场。
主持人:在国际上,清洁煤电技术是一种什么状况?与国际发达国家相比,华能“绿色煤电”技术处于一种什么水平?
苏文斌:据不完全统计,全球已经投入运营的以煤为原料的大规模IGCC电站有5座,总装机约130万kW,在建和正在规划的各类IGCC电站40余座,总装机约2 000万kW。这些电站主要分布在美国、欧洲、日本等发达国家。同时,目前全球共有17个电站拟采用“绿色煤电”相关技术,在IGCC的基础上实现燃煤发电近零排放,其中美国9个,英国3个。
近几年来,华能集团实施“走出去”战略,加大海外能源资源项目的开发与管理,2008年成功竞购新加坡大士能源公司100%的股权,拥有新加坡电力市场25%的市场份额。绿色煤电公司还应邀参与了与欧盟、英国、美国、澳大利亚等国家和地区的绿色煤电合作项目。
我国“绿色煤电”计划实施以来,已引发国内外的广泛关注。路透社2008年4月报道说,中国计划于2015年建成近零排放燃煤电厂,该项目有望成为全球首座商业化电站的有力竞争者,华能有望成为这一拥有巨大市场潜力的先进技术的世界领导者。美国《纽约时报》2009年5月报道,中国日益成为洁净煤技术的领导者,美国在建设新一代利用煤炭气化技术的低污染物排放燃煤电厂方面已经滞后。
2010-03-01)