解密燃煤近零排放之谜

一样的是蓝天下高高耸立的冷却塔，不一样的是塔后由管道盘根交错所形成的气化炉。在我国第一座整体煤气化联合循环发电站内，没有煤灰色的空气，没有阴沉的天空，通透的阳光、蔚蓝的天空，是这里永恒的色彩。——题记

如何减少燃煤发电所产生的污染物和二氧化碳排放？对于我国这样一个一次能源以煤炭为主，且拥有超过7.5亿千瓦煤电装机的耗煤大国来说，这个问题从来都是个“烫手的山芋”，但又迫切需要答案。

近年来，外有发达国家的“咄咄逼人”，内有“雾霾压境”的危险信号，而电力发展主要依赖煤炭的格局似乎在短期内难以得到改变……看似一个无解的命题却随着一座电站的产生而露出希望的曙光。随着我国首座整体煤气化联合循环（IGCC）电站——华能天津IGCC示范电站在去年完成“72+　 24”小时试运行后，这座具有我国自主知识产权、代表世界清洁煤技术前沿水平的“绿色煤电”，掀开了我国清洁煤发电技术的新篇章。

煤：轻轻地我走了……

将煤炭“吃干榨尽”？对于任意一座常规燃煤电厂来说，完成这项任务好比“给蚊子带口罩”，听起来似乎也违反化学规律。二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、粉尘、灰渣……这些都是煤炭燃烧后所必须产生的物质。究竟谁能够将煤炭“吃干榨尽”呢？距离天津市滨海新区核心区仅10千米的临港经济区内，装机26.5万千瓦的华能天津IGCC电站就坐落在这里。说是燃煤电站，可硕大的厂区却不见燃煤电站的标志性建筑——烟囱。然而就是在这里，煤炭可以“重重地来，轻轻地走”。

华能清洁能源研究院院长许世森解释说：“IGCC电站更像是一座烧煤的燃气　 电站。”“它的环保性能非常好，污染物的排放量约为常规燃煤电站的10%，脱硫效率可达99%，氮氧化物排放只有常规电站的15%~20%。IGCC能够同二氧化碳捕集与封存相结合，以较低成本大幅度削减二氧化碳排放，相对最容易实现二氧化碳近零排放。”许世森告诉记者。

同样是燃煤，为什么能有如此大的不同呢？事实上，华能IGCC电站的核心部分正是由两部分组成，即煤气化装置和燃气—整齐联合循环发电装置。在这里，煤经过气化产生合成煤气，经除尘、水洗、脱硫等净化处理后，净煤气到燃气轮机燃烧驱动燃气轮机发电，燃机的高温排气在余热锅炉中产生蒸汽，驱动汽轮机发电。

值得注意的是，它在转化过程中便治理污染物。而转化过程中的治理，相对容易，且提高了脱除效率，污染物排放量较低，比常规燃煤电厂少六分之一到十分之一，基本实现固体、气体、液体等污染物的近零排放。

“IGCC电站基本达到了天然气发电的排放水平，是我国最环保的燃煤电站。”许世森兴奋地说。IGCC技术是国内外公认的未来最具发展前景的洁净煤发电技术之一，也是世界上公认的清洁、高效煤基发电的主要技术途径之一。

除了能将煤“吃干榨尽”，华能IGCC电站对于“吃什么”一点都不挑剔。对于高硫煤等高硫燃料，华能IGCC电站可实现污染物的资源化回收，并与煤制油、煤制氢等先进的发电形式，组成更先进的能源系统。

华能集团公司副总经理胡建民表示，IGCC技术是实现我国节能减排目标的重要路线。华能IGCC电站是我国电力工业发展的一个重要里程碑，对于促进煤炭清洁高效利用、应对气候变化、建设美丽中国都将具有重要意义。

中国要有自己的“绿色煤电”技术

时间定格在2012年11月6日19时56分，华能天津IGCC示范电站完成72+24小时试运行。这标志着具有我国自主知识产权、代表世界清洁煤技术前沿水平的“绿色煤电”计划第一阶段取得重大突破。

至此，我国已掌握了IGCC电站的关键技术，并具备了自助设计、建设、调试和运行IGCC电站的能力。

在全球范围内，除美国、荷兰、西班牙、日本等国家已建成的5座IGCC电站，华能天津IGCC示范电站是全球第6座IGCC电站。

可就在20余年前，当我国初步决定探索IGCC技术时，却因基础薄弱、造价过高、缺乏核心技术等原因而不得不搁置。

起步晚、经验少、差距大，我国IGCC发展历程困难重重……经历了“九五”、“十五”、“十一五”三个五年的技术储备后，2004年，华能集团从未来经济社会发展对燃煤发电在效率和环保方面的更高要求出发，率先提出了“绿色煤电”计划，并联合国内7家大型发电、煤炭等企业组建了绿色煤电有限公司，共同实施“绿色煤电”计划。

自2007年起，“绿色煤电”计划就以其独特的环保效益和在气候变化领域的影响力引起了亚洲开发银行的特别关注。

亚洲开发银行通过中国进出口银行向天津IGCC项目提供了总额1.35亿美元的主权贷款和500万美元赠款。

亚洲开发银行东亚局局长KlausGerhaeusser认为，这个项目将向中国的燃煤发电厂示范一种现有最高效、污染最少的商业化技术。作为该贷款项目的主要负责人，亚行东亚局能源处处长AshokBhargava几年间多次到访绿色煤电公司和天津IGCC电站，他表示，对于中国以煤炭为主的能源结构来说，IGCC是应对气候变化的重要手段。

华能天津IGCC示范电站正式计划第一阶段的终极目标。很快，华能将在第二阶段，对IGCC示范工程进行完善和放大，同时研发绿色煤电关键技术。而在第三阶段，将建设实现二氧化碳捕集、利用与封存的示范电站，验证其经济性并进行商业化准备。

由于涉及化工、电力两个行业标准，运用创新技术相当之多，技术复杂程度高，系统集成难度可想而知。

华能天津煤气化发电公司党委书记刘振华介绍说，除了燃气轮机外，华能IGCC示范项目主要设备均采用国产设备，是自主研发、设计、制造、建设并运营的“五自主”项目。特别是气化炉设备，采用华能自主技术的两段式干煤粉加压气化炉，在我国首次设计、制造。

“我们更看重的是，通过建设IGCC示范工程，掌握其核心技术、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；并使其在经济上可接受，逐步推广应用，实现煤炭发电的可持续发展。”胡建民说。

美国自然资源保护委员会专家对中国绿色煤电的快速发展大为赞叹：“华能天津IGCC示范电站让我们再一次看到中国在发展低碳技术上敢为人先、力争上游的开拓精神。”专家们说：“我们在天津的亲眼所见让我们对中国的减排承诺更加有信心。我们看到，中国一方面努力满足其高速发展的经济对能源的需求，另一方面也积极解决全球变暖和环境污染问题。”

商业化道路指日可待

从2009年7月6日开工建设之日起，华能IGCC示范电站便成为了人们关注的焦点。不仅仅是因为其对于我国煤电发展具有里程碑式的意义，更在于这样一个开发成本巨大的项目，如何实现有效的商业运营模式？与全球其他清洁能源新技术一样，天津IGCC尽管被视为未来煤炭高效清洁发电的重要方向，但其本身接近于常规燃煤电站3倍的建设成本以及偏高的运营成本，实现经济性运行尚需时日。

胡建民坦言，如果能够争取到0.8元左右的特殊电价政策，华能IGCC项目才能够实现盈亏平衡。

“华能IGCC示范电站绝不是中看不　 中用的花架子，我们将努力通过系统优化，对设计、施工进行全过程优化，在未来降低工程造价。而且还要使其运行得更好，效率更高。”胡建民告诉记者，并对IGCC电站的商业化运营表示乐观的态度。

事实上，除了生产电能，华能IGCC电站还能实现多联产和副产品的综合利用，这为实现煤炭资源的综合利用和电站的商业化经营挖掘了新的潜力。

中国工程院院士倪维斗表示：“煤的清洁高效利用是中国式低碳经济的关键。

与超临界燃煤技术相比，IGCC在发电效率方面相对来说有更大提升空间，在污染物治理、脱碳方面也有独特优势，还能通过和多联产耦合降低建设成本，因此具有很大的发展潜力。”后记：“污染物排放比常规燃煤电厂少六分之一到十分之一，基本实现固体、气体、液体等污染物的近零排放……”除了能将煤“吃干榨尽”，还可实现污染物的资源化回收，并与煤制油、煤制氢等先进的发电形式组成更先进的能源系统。

这就是华能天津IGCC示范电站的“绿色煤电”理念。这座具有我国自主知识产权、代表世界清洁煤技术前沿水平的“绿色煤电”，掀开了我国清洁煤发电技术的新篇章。作为全球第6座IGCC电站，再一次让世界看到我国在发展低碳技术上敢为人先、力争上游的开拓精神。