華能天津IGCC空分裝置施工現場(chǎng)。王志倫 供圖

    中國首座IGCC示范工程——華能天津IGCC項目率先通過(guò)國家發(fā)改委核準，并于去年開(kāi)工建設，根據工程進(jìn)度計劃，2010年，天津IGCC項目進(jìn)入施工高峰期，預計年底完成設備安裝工作進(jìn)入調試階段。這標志著(zhù)我國具有自主知識產(chǎn)權、代表世界清潔煤電技術(shù)前沿水平的“綠色煤電”計劃取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。華能集團總經(jīng)理曹培璽表示，“這項技術(shù)代表了清潔能源未來(lái)的發(fā)展方向�！�

　　清潔煤電將成低碳經(jīng)濟競爭焦點(diǎn)

　　近年來(lái)，溫室氣體排放及其引發(fā)的全球變暖引發(fā)國際社會(huì )的普遍關(guān)注，成為國際政治經(jīng)濟合作和國家間博弈的一個(gè)重要議題。
　　中國社科院可持續發(fā)展研究中心副研究員陳迎認為，未來(lái)低碳經(jīng)濟將成為發(fā)達國家與新興市場(chǎng)國家博弈的焦點(diǎn)之一，甚至可能成為發(fā)達國家要挾發(fā)展中國家的工具之一。盡管我國已明確承諾到2020年單位GDP碳排放量比2005年降低40%—45%，但從哥本哈根會(huì )議透露出的有關(guān)信息看，后哥本哈根時(shí)代我國面臨的國際減排壓力仍趨于增大。而美國等發(fā)達國家已將中國視為未來(lái)發(fā)展低碳經(jīng)濟最主要的競爭對手之一，不愿對中國提供切實(shí)的資金和技術(shù)支持。這就意味著(zhù)，我國必須通過(guò)自身努力邁向未來(lái)的低碳經(jīng)濟。
　　根據國際能源署統計，中國發(fā)電行業(yè)的二氧化碳排放量占中國全部二氧化碳排放量的40%—50%，而且在未來(lái)一段時(shí)期還將繼續呈上升態(tài)勢。截至2008年底，煤電在全國發(fā)電裝機容量中占75%左右，預計到2020年仍將占60%以上�？梢钥隙�，未來(lái)相當時(shí)期內，我國電源結構以煤電為主的局面仍將持續，燃煤發(fā)電也將在相當時(shí)期內成為我國最主要的二氧化碳固定排放源。因此，減少二氧化碳排放、發(fā)展低碳經(jīng)濟，不僅是樹(shù)立我國負責任大國形象的需要，更是促進(jìn)我國經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展的必然選擇。推進(jìn)發(fā)電行業(yè)的碳減排，大力發(fā)展清潔煤發(fā)電已是勢在必行。
　　清華大學(xué)低碳能源實(shí)驗室副主任李政認為，如果中國不能提早完成相關(guān)技術(shù)儲備，當低碳經(jīng)濟成為全球不可逆轉的趨勢時(shí)，中國很可能被迫為難以降低的二氧化碳排放而大筆買(mǎi)單，或者耗費巨資購買(mǎi)國外低碳發(fā)電技術(shù)。因此，加快發(fā)展自主創(chuàng )新的清潔煤發(fā)電技術(shù)，將使中國在未來(lái)低碳經(jīng)濟的新一輪博弈中占據有利位置，而發(fā)展“綠色煤電”就是搶占未來(lái)燃煤清潔技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)制高點(diǎn)。

　　我國清潔煤電技術(shù)躋身世界前沿

　　所謂“綠色煤電”技術(shù)，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)。2004年，華能集團率先提出“綠色煤電”計劃，計劃用15年左右的時(shí)間，建成“綠色煤電”近零排放示范電站。2005年，華能聯(lián)合國內的大唐、華電、國電、中電投、神華、國開(kāi)投、中煤等能源公司，成立了由華能集團控股的綠色煤電有限公司，共同實(shí)施“綠色煤電”計劃。2009年7月，中國首座IGCC示范工程——華能天津IGCC電站示范工程在天津正式開(kāi)工。
　　綠色煤電有限公司總經(jīng)理蘇文斌介紹，“綠色煤電”計劃的目標有三：一是研究開(kāi)發(fā)、示范推廣能夠大幅度提高發(fā)電效率，達到污染物和二氧化碳近零排放的煤基能源系統；二是通過(guò)掌握核心技術(shù)、支撐技術(shù)和系統集成技術(shù)，形成自主知識產(chǎn)權的綠色煤電技術(shù)；三是使這項技術(shù)在經(jīng)濟上可接受，逐步推廣應用，實(shí)現煤炭發(fā)電的可持續發(fā)展，為應對全球氣候變化作好技術(shù)儲備。
　　華能集團總經(jīng)理曹培璽說(shuō)，“綠色煤電”示范電站作為華能集團自主研發(fā)的國際前沿清潔煤電技術(shù)，效率將比目前最先進(jìn)的火力發(fā)電技術(shù)提高1/3，能夠實(shí)現二氧化碳和污染物的近零排放。IGCC作為“綠色煤電”計劃的基礎，是目前來(lái)看非常有發(fā)展前景的清潔煤發(fā)電技術(shù)路線(xiàn)。這一計劃的實(shí)施，將使我國清潔煤電技術(shù)躋身國際前沿，對于我國能源行業(yè)可持續發(fā)展和建設創(chuàng )新型國家都具有重要意義。
　　完全的自主知識產(chǎn)權是華能“綠色煤電”技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)。據蘇文斌介紹，公司“除了國內不能制造的燃機采用聯(lián)合供貨的方式外，其他設備全部在國內采購和制造，具有完全的自主知識產(chǎn)權�！苯衲�7月，美國賓夕法尼亞州未來(lái)燃料公司特別引進(jìn)了“綠色煤電”的一項核心技術(shù)，即華能自主開(kāi)發(fā)的兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)，這是我國煤氣化技術(shù)首次進(jìn)入發(fā)達國家市場(chǎng)。
　　事實(shí)上，“綠色煤電”計劃實(shí)施以來(lái)，已引發(fā)國內外的廣泛關(guān)注。路透社2008年4月報道說(shuō)，中國計劃于2015年建成近零排放燃煤電廠(chǎng)，這使得該項目有望成為全球首座商業(yè)化電站的有力競爭者，使華能有望成為這一擁有巨大市場(chǎng)潛力的先進(jìn)技術(shù)的世界領(lǐng)導者。而美國《紐約時(shí)報》也在2009年5月報道，中國日益成為潔凈煤技術(shù)的領(lǐng)導者，美國在建設新一代利用煤炭氣化技術(shù)的低污染物排放燃煤電廠(chǎng)方面已經(jīng)滯后。

　　在IGCC技術(shù)上我國正迎頭趕上

　　IGCC作為“舊能源、新方法”，是將凈化燃煤的氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結合的先進(jìn)動(dòng)力系統，是國內外公認的先進(jìn)煤炭發(fā)電技術(shù)，環(huán)保性能極好，污染物的排放量?jì)H為常規燃煤電站的1/10，脫硫效率可達99%，氮氧化物排放只有常規電站的15%至20%，同時(shí)相對最易實(shí)現近零排放。
　　據不完全統計，全球已經(jīng)投入運營(yíng)的以煤為原料的大規模IGCC電站有5座，總裝機約130萬(wàn)千瓦，在建和正在規劃的各類(lèi)IGCC電站40余座，總裝機約2000萬(wàn)千瓦。這些電站主要分布在美國、歐洲、日本等發(fā)達國家。同時(shí)，目前全球共有17個(gè)電站擬采用“綠色煤電”相關(guān)技術(shù)，在IGCC的基礎上實(shí)現燃煤發(fā)電近零排放，其中美國9個(gè)，英國3個(gè)。
　　上世紀70年代末，我國就啟動(dòng)了IGCC技術(shù)的研究和論證，并且在“八五”期間，以西安熱工研究院為組長(cháng)單位的IGCC技術(shù)課題組完成了“中國IGCC示范項目可行性研究”。1994年，山東煙臺IGCC電站示范工程的前期準備工作和可行性研究工作相繼啟動(dòng)并于1999年正式立項，IGCC電站也被列為《中國21世紀議程》中“中長(cháng)期電力科技發(fā)展規劃”的重點(diǎn)項目。
　　盡管計劃以引進(jìn)方式建設40萬(wàn)千瓦級示范電站的煙臺IGCC項目至今尚未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，但國內能源領(lǐng)域專(zhuān)家在各種場(chǎng)合下對于發(fā)展IGCC技術(shù)的呼聲從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)。中國科學(xué)院院士蔡睿賢認為，“現在興建的電廠(chǎng)將決定2020年及以后的煤炭利用模式。如果延誤過(guò)渡到以氣化為基礎的IGCC和多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的時(shí)機，將會(huì )顯著(zhù)增加將來(lái)中國治理空氣污染的成本，同時(shí)大大增加減排溫室氣體的成本�！�
　　據了解，我國目前尚沒(méi)有大規模、純發(fā)電的IGCC電站。近幾年，繼華能率先提出“綠色煤電”計劃后，國內各大發(fā)電公司均提出了IGCC電站的建設規劃。在科技部“十一五”863計劃支持的項目中，目前除天津IGCC項目已獲國家發(fā)改委核準外，華電半山和東莞電化等IGCC項目仍處在前期和可研階段。
　　李政認為，由于種種原因，我國未采用CCS技術(shù)的常規IGCC電站的發(fā)展比歐美發(fā)達國家晚了十多年，但通過(guò)實(shí)施“綠色煤電”計劃，我們已經(jīng)在奮起直追。如果我國能夠在“十二五”期間完成“綠色煤電”近零排放電站的示范，我國很可能在這項技術(shù)上迎頭趕上。

　　打通“綠色煤電”的瓶頸

　　“綠色煤電”技術(shù)作為基于燃燒前捕集的CCS技術(shù)，適合于新建的燃煤電站，其與國際同類(lèi)項目同時(shí)起步，具有高起點(diǎn)、自主創(chuàng )新等特點(diǎn)。就目前而言，以“綠色煤電”為代表的清潔煤發(fā)電技術(shù)在我國的發(fā)展已走到了一個(gè)轉折點(diǎn)，在政策、資金、行業(yè)壁壘、運營(yíng)成本等方面面臨著(zhù)一定的瓶頸和困難，亟須政府扶持。
　　首先是政策方面。由于IGCC和CCS在我國都屬于新興技術(shù)，其本身的復雜程度高于現有的常規燃煤發(fā)電技術(shù)，“綠色煤電”技術(shù)將兩者進(jìn)行整合，實(shí)施的難度顯然更高。這就意味著(zhù)，發(fā)電企業(yè)在推進(jìn)未來(lái)有很大發(fā)展潛力的新興技術(shù)的初期，需要承擔相當大的風(fēng)險，因而國家對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的扶持政策也就顯得至關(guān)重要。例如，美國在其2005年頒布的能源法案中，規定以財政補貼、提供貸款和稅收減免等方式來(lái)推動(dòng)IGCC的商業(yè)化運行。中國IGCC雖處在示范階段，CCS也還處在研究試驗階段，但“綠色煤電”計劃的整體推進(jìn)也需要類(lèi)似法律法規的保障。由于目前我國對IGCC和CCS技術(shù)尚缺乏明確的產(chǎn)業(yè)政策支持，使得“綠色煤電”計劃的實(shí)施進(jìn)程整體落后于預期目標，并且在未來(lái)仍有一定的不確定性。
　　其次是資金問(wèn)題。由于IGCC和CCS技術(shù)目前還處于示范階段，尚未開(kāi)始商業(yè)化推廣，相關(guān)的新技術(shù)、新工藝在研發(fā)階段的累積成本導致“綠色煤電”示范電站在初期需要較高的資金投入。同時(shí)，能源類(lèi)技術(shù)儲備所需的時(shí)間相當漫長(cháng)，一般在20年-30年之間。加之項目的工藝本來(lái)就復雜，使企業(yè)面臨的投資風(fēng)險非常大，對于后續的“綠色煤電”近零排放示范電站來(lái)說(shuō)更是如此。因此，對于“綠色煤電”這種國家能源戰略?xún)�備性技術(shù)，單純由企業(yè)主導的確存在諸多困難。從目前國外已有的IGCC項目看，這些項目基本都是由各國政府主導并部分投資。例如，美國政府對其第一個(gè)IGCC項目提供了1.2億美元資助，日本的IGCC項目中政府投資占30%。然而，我國的天津IGCC項目?jì)H從科技部863計劃中獲得了數千萬(wàn)元的科研經(jīng)費資助，絕大部分投資由華能牽頭的國內企業(yè)承擔。
　　再次是跨行業(yè)、跨區域合作問(wèn)題。以二氧化碳的捕集和封存技術(shù)實(shí)施來(lái)說(shuō)，這已經(jīng)超出了發(fā)電企業(yè)的傳統業(yè)務(wù)范疇，需要在有關(guān)政府部門(mén)的統一協(xié)調下，通過(guò)電力企業(yè)與石油、地質(zhì)等企業(yè)之間跨行業(yè)、跨區域的廣泛合作方能實(shí)現。目前國際上普遍認為，應首選通過(guò)強化石油開(kāi)采的方式實(shí)現二氧化碳的封存，這相比單純的直接封存，可以為石油企業(yè)帶來(lái)更大收益，因而更加具有經(jīng)濟驅動(dòng)力。但目前在我國，一方面，石油屬于國家戰略性資源，石油企業(yè)的開(kāi)采等經(jīng)營(yíng)活動(dòng)需嚴格按照國家有關(guān)規定來(lái)執行；另一方面，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成，不同行業(yè)之間的技術(shù)與經(jīng)營(yíng)目標也存在一定差異，因此，單純依靠發(fā)電和石油企業(yè)之間進(jìn)行二氧化碳封存的合作存在一定難度。
　　此外，我國目前燃煤電站上網(wǎng)電價(jià)主要基于國家發(fā)改委公布的各省市標桿電價(jià)水平核定。但如前所述，IGCC電站在示范階段的供電成本必然要高于常規燃煤電站，對于這種尚處于示范階段的發(fā)電技術(shù)，如果不綜合考慮其環(huán)境效益和社會(huì )效益，同樣執行標桿電價(jià)，必然會(huì )導致發(fā)電企業(yè)的虧損，影響企業(yè)研發(fā)示范新技術(shù)的積極性。

    天津IGCC項目承載中國清潔煤電技術(shù)希望

    為進(jìn)一步推動(dòng)我國潔凈煤發(fā)電技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)煤炭高效利用和電源結構優(yōu)化，國家發(fā)改委于2009年5月核準華能集團在天津濱海新區建設我國首座IGCC示范電站。

    “綠色煤電”計劃三部曲

    根據我國技術(shù)和制造能力，“綠色煤電”計劃擬分三個(gè)階段實(shí)施，用10年左右的時(shí)間最終建成“綠色煤電”示范電站。

    綠色電力發(fā)展計劃

    在“綠色煤電”計劃的基礎上，2010年1月4日，華能集團在北京發(fā)布綠色發(fā)展行動(dòng)計劃宣言，決定從2010年起全面推行綠色發(fā)展行動(dòng)計劃。該計劃提出，華能集團要積極參與應對氣候變化國家戰略的實(shí)施，切實(shí)轉變發(fā)展方式，發(fā)展低碳能源，堅定不移地走綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展之路，為保障國家能源安全、促進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展作出新的貢獻。

    世界各國“綠色煤電”有關(guān)情況

    當前，世界各國正就溫室氣體減排展開(kāi)新一輪談判，為“后京都”時(shí)代設定新的減排目標�！熬G色煤電”技術(shù)被認為是大幅度削減溫室氣體的關(guān)鍵技術(shù)，得到各國重視。