在我國，一次能源依賴(lài)煤炭、電力依賴(lài)煤電的格局將長(cháng)期存在，自主發(fā)展低成本、潔凈、高效煤炭綜合利用技術(shù)是能源可持續發(fā)展的重大需求。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)是集成煤氣化與燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)的超清潔、高效發(fā)電技術(shù)，也是迄今為止邁向二氧化碳近零排放的最現實(shí)、最經(jīng)濟的燃煤發(fā)電技術(shù)。

　　舊能源，新方法——

　　開(kāi)啟煤氣發(fā)電新時(shí)代

　　煤不僅可以清潔發(fā)電，還可以大規模生產(chǎn)液體燃料和化學(xué)品？聽(tīng)上去難以想象，但在2009年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎中，“高效潔凈煤制甲醇與聯(lián)合循環(huán)集成系統的研發(fā)和示范”工程將這兩方面完美地結合在了一起。這一獲獎成果是我國IGCC領(lǐng)域涵蓋從基礎研究、技術(shù)研發(fā)、試驗驗證到工程示范的首次完整結合，開(kāi)創(chuàng )了國內IGCC研發(fā)與示范的先河。

　　說(shuō)起IGCC,很多人非常陌生。然而在煤炭和電力領(lǐng)域，這已儼然是一個(gè)時(shí)髦的詞匯。IGCC的中文名是整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統，這一先進(jìn)動(dòng)力系統將潔凈煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結合，分為煤的氣化與凈化和燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電兩個(gè)部分。煤在氣化爐中氣化為煤氣，經(jīng)過(guò)處理后，把粗煤氣中的灰分、含硫化合物等有害物質(zhì)除凈，供到燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)中去燃燒做功，借以達到以煤發(fā)電的目的。

　　有人用“舊能源，新方法”來(lái)形容IGCC技術(shù)。同樣是傳統煤炭能源，IGCC集高發(fā)電效率和環(huán)保性能于一體，不僅彌補了煤炭利用單項技術(shù)難以同時(shí)滿(mǎn)足效率、成本和環(huán)境等多方面要求的不足，而且與氫能利用、削減二氧化碳排放的長(cháng)遠可持續發(fā)展目標相容，是最有效的潔凈煤利用技術(shù)途徑，也將成為未來(lái)潔凈煤利用高技術(shù)發(fā)展的主要方向。

　　“舊煤新用”讓煤化工產(chǎn)業(yè)駛入了低碳經(jīng)濟的快車(chē)道�！捌浒l(fā)電成本接近帶脫硫脫硝裝置的燃煤蒸汽電站，污染物排放水平卻接近天然氣聯(lián)合循環(huán)排放水平，滿(mǎn)足我國目前最嚴格的環(huán)保要求，在經(jīng)濟效益和社會(huì )效益上具有雙重競爭力�！敝袊�科學(xué)院工程熱物理研究所副所長(cháng)肖云漢說(shuō)。數據顯示，相比同等規模的常規燃煤電站，使用IGCC技術(shù)的供電效率高6—8個(gè)百分點(diǎn)，污染物排放僅為十分之一，節約用水50%以上。

　　IGCC技術(shù)的高效節能引領(lǐng)煤氣發(fā)電進(jìn)入了環(huán)保清潔的新時(shí)代，在我國掀起了一股發(fā)展IGCC項目的熱潮。據2010中國IGCC多聯(lián)產(chǎn)峰會(huì )官方網(wǎng)站的統計，目前中國在華北、華東和華南地區已經(jīng)擁有12個(gè)IGCC發(fā)電及多聯(lián)產(chǎn)項目。2009年7月6日，中國首座自主開(kāi)發(fā)、設計、制造并建設的IGCC示范工程項目華能天津IGCC示范電站在天津臨港工業(yè)區正式開(kāi)工，投產(chǎn)之后，按年利用5000小時(shí)計算，每年發(fā)電量將達12億kwh。

　　“綠色煤電”———

　　實(shí)現近零排放夢(mèng)想

　　潔凈的空氣，明朗的天空，污染物排放近乎為零，能源利用低碳環(huán)�！�…幾乎每一個(gè)人都曾在心中構筑過(guò)這樣一個(gè)綠色世界的夢(mèng)想。然而，基礎能源能耗高、污染重是一個(gè)不爭的事實(shí)。如何將夢(mèng)想變?yōu)楝F實(shí)，實(shí)現煤電的“綠色”發(fā)展？這不僅是電力工業(yè)面臨的重要課題，更關(guān)系到我國資源節約型和環(huán)境友好型社會(huì )的建設。從我國能源結構的理想特性出發(fā)，“綠色煤電”計劃應運而生。

　　所謂“綠色煤電”，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，以聯(lián)合循環(huán)發(fā)電為主，并對污染物進(jìn)行回收，對二氧化碳進(jìn)行分離、利用或封存的新型煤炭發(fā)電技術(shù)。在開(kāi)發(fā)近零排放的燃煤電廠(chǎng)、發(fā)展中國潔凈煤技術(shù)的道路上，IGCC是決定成敗的關(guān)鍵。

　　為此，我國眾多煤電企業(yè)持續不斷地進(jìn)行科技創(chuàng )新，華能集團在煤電技術(shù)改革中當起了排頭兵�！拔覀儚�2006年開(kāi)始，就重點(diǎn)進(jìn)行2000噸／天級兩段式干煤粉加壓氣化爐的工業(yè)化、實(shí)用化設計，驗證大型高溫煤氣凈化技術(shù)和大型電熱化多聯(lián)供的系統集成技術(shù)�！比A能集團總經(jīng)理蘇文斌告訴記者，去年5月，華能綠色煤電天津IGCC示范電站工程正式獲批，計劃于2011年建成，屆時(shí)，我國將出現第一臺25萬(wàn)千瓦等級的整體煤氣化燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電機組。項目建成后，效率將比目前最先進(jìn)的火力發(fā)電技術(shù)提高三分之一，并實(shí)現二氧化碳和污染物的近零排放。

　　建設具有自主知識產(chǎn)權的IGCC電站只是實(shí)現“綠色煤電”計劃的第一步。專(zhuān)家告訴記者，技術(shù)的成熟必將帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的規�；�發(fā)展，實(shí)施“綠色煤電”示范項目便成了題中之義。

　　蘇文斌說(shuō)：“我們計劃于2016年左右建成的400MW級‘綠色煤電’示范工程，將集成大規模煤制氫和氫能發(fā)電、二氧化碳捕集和封存等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現煤炭的高效利用，以及污染物和二氧化碳的近零排放，同時(shí)不斷提高‘綠色煤電’系統的技術(shù)可靠性和經(jīng)濟可行性，為大規模商業(yè)化做好準備�！�

　　如今，在浙江半山、廣東東莞、深圳等地，IGCC煤電化多聯(lián)產(chǎn)示范工程如雨后春筍般建立起來(lái)，大唐、華電、國電、中電投、神華、國家開(kāi)發(fā)投資公司和中煤能源集團等一大批企業(yè)紛紛投身到“綠色煤電”計劃中。在綠色環(huán)保生活的美好圖景上，IGCC技術(shù)必將添上濃墨重彩的一筆。

　　煤基多聯(lián)產(chǎn)———

　　促進(jìn)不同產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展

　　在中科院工程熱物理所的走廊里，掛著(zhù)大大小小的IGCC設備裝置的圖片，一幅IGCC聯(lián)產(chǎn)路線(xiàn)圖更是吸引了記者注意。肖云漢副所長(cháng)向記者介紹：“今年要自主研發(fā)、示范一座油電聯(lián)產(chǎn)示范系統；2011年至少新建成一座200MW級IGCC示范系統，示范改造一座燃油聯(lián)合循環(huán)機組為IGCC電廠(chǎng)；2015年至少建成三座不同類(lèi)型的規模為400MW級的IGCC聯(lián)產(chǎn)典型商業(yè)示范系統，實(shí)現近零排放氫電聯(lián)產(chǎn)系統的中試；到2020年形成完整的IGCC聯(lián)產(chǎn)重大技術(shù)裝備和成套，實(shí)現聯(lián)產(chǎn)系統的推廣和近零排放氫電聯(lián)產(chǎn)系統的工業(yè)示范�！�

　　事實(shí)上，自主發(fā)展IGCC作為我國發(fā)展潔凈煤技術(shù)的重要選擇，早在2006年就被列入《國家中長(cháng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規劃綱要(2006—2020年)》、《國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十一個(gè)五年規劃綱要》、《我國應掌握自主知識產(chǎn)權的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品目錄》等�！笆�一五”規劃綱要明確提出，要優(yōu)化發(fā)展能源工業(yè)，積極發(fā)展電力，啟動(dòng)整體煤氣化燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站工程。

　　基于國家政策的大力扶持、目標路線(xiàn)的明確建立，IGCC技術(shù)在我國很多領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)花結果。我國目前已經(jīng)自主研發(fā)并首次建成了高效潔凈煤基甲醇聯(lián)產(chǎn)電示范系統，業(yè)已形成煤炭聯(lián)產(chǎn)系統集成與優(yōu)化設計平臺；突破了天然氣改燒煤制氣和化工馳放氣40MW級燃氣輪機發(fā)電技術(shù)，成功實(shí)現了驗證與工程化應用；煤炭聯(lián)產(chǎn)系統首次完成了工業(yè)化設計與運行，可用率和可靠性超過(guò)同類(lèi)工業(yè)生產(chǎn)系統。

　　專(zhuān)家指出，IGCC的全面多聯(lián)產(chǎn)意義非凡。作為一項運用范圍廣、涉及產(chǎn)業(yè)多的高新科技，IGCC可以方便地實(shí)現電能和清潔燃料、氫、化工品、鋼鐵等能源及材料產(chǎn)品的聯(lián)合生產(chǎn)，完成煤炭的高效、潔凈、經(jīng)濟的綜合利用。在帶動(dòng)電力、化工、鋼鐵、煤炭等行業(yè)的節能減排和優(yōu)化升級的過(guò)程中，IGCC將會(huì )促進(jìn)不同產(chǎn)業(yè)間的融合，形成持續競爭力。

　　肖云漢認為，要實(shí)現IGCC全面多聯(lián)產(chǎn)，我們依然任重而道遠。面對IGCC的未來(lái)，肖云漢和眾多科研專(zhuān)家一起，提出了“六個(gè)一”計劃。一是建設一座電站：建成我國第一座250MW等級的IGCC示范電站，成為國內最清潔環(huán)保的煤基電站；二是成熟一項技術(shù)：不斷探索、總結、完善IGCC技術(shù)，總結出一套建設、管理、運營(yíng)IGCC電廠(chǎng)的經(jīng)驗，努力實(shí)現大規模商業(yè)化推廣；三是提升一個(gè)行業(yè)：促進(jìn)發(fā)電行業(yè)技術(shù)升級和產(chǎn)業(yè)升級，實(shí)現煤電的綠色發(fā)展；四是催生一個(gè)產(chǎn)業(yè)：帶動(dòng)清潔電力行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，促進(jìn)相關(guān)制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現氣化爐、空分裝置、余熱鍋爐和蒸汽輪發(fā)電機組四大主機實(shí)現100%國產(chǎn)化；五是培養一批人才：培養我國本土的IGCC建設、運營(yíng)人才，為未來(lái)的進(jìn)一步發(fā)展做好人才儲備；六是打造一個(gè)亮點(diǎn)：站在低碳清潔高效能源的制高點(diǎn)，IGCC作為排頭兵，將使我國在清潔能源的發(fā)展上擁有更大話(huà)語(yǔ)權和競爭力。

　　IGCC未來(lái)的發(fā)展方向已經(jīng)明確，專(zhuān)家們相信，它一定能夠擔負起“運用高科技，聯(lián)合多產(chǎn)業(yè)，開(kāi)辟新道路”的使命，推動(dòng)我國能源利用實(shí)現可持續發(fā)展。本報記者　鄭　楊　實(shí)習生　曾　妮