煤炭产业可实现“超低排放”

2014-2-10 13:37 来源: 经济参考报
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  神华集团作为承担发展煤基清洁能源责任的国有重要骨干企业,在过去的几年间,围绕煤基清洁能源的发展,开展了一系列的探索,特别是在现代煤化工方面走在世界前列。

  神华集团十多年的煤基清洁能源发展探索和研究表明,煤基清洁系统的“超低排放”是可以实现的。

  “超低排放”的煤基能源系统包括:一、产品多元化。生产满足市场需求的电、天然气、热,污染物含量超低的液体燃料油,航空和军用特种燃料,化工品等清洁能源和工业原料,把能源和化工这两个行业融合到一起。二、系统集成。在整个能源体系里,通过煤的转化和新能源的转化,与新型的煤基产品结合在一起,生产不同的能源产品,实现多种工艺的融合和集成。三 、 超 低 排 放 。 污 染 物 的 超 低 排放,是指降低一个数量级以上的排放 。 在 生 产 工 艺 过 程 中 , 实 现 烟尘、二氧化硫、氮氧化物、汞等多种污染物的联合脱除。将二氧化碳在化工装置里高浓度提取,用于驱油、驱气或者C C S,有效地减排二氧化碳。二氧化碳能否做到全部处理,完全取决于成本。四、资源价值。煤炭除了本身的能源和化工价值以外,还有很多的伴生资源,特别是煤当中铝、钾、锗、铀、硫等资源的综合应用,不仅能够提高煤炭伴生资源的附加值,同时发展循环经济。五、整体效率和效应最大化。通过整体优化,提高煤基清洁能源的转化效率,降低各种产品的成 本 , 提 高 系 统 的 经 济 和 社 会 效益。如果实现全部联产,系统效率可以达到50%以上,同时实现煤基高附加值能源和化工品的联产,使得整个系统的整体效益始终处于较高的水平。

  要实现“超低排放”目标需要攻克一系列重点技术,建立核心技术的创新平台。神华集团提出在开发领域建立8个技术平台,在转化和利用领域建设 7个技术平台。其结果是,煤炭开发外排水资源量,从75%降到15%,重大灾害预警时间降至5个小时以内,90%以上的硫回收,脱硫效率达到96%以上,脱硝效率达到80%以上,脱汞效率在70%-90%之间。煤和天然气转化的效率不小于65%,水耗降低60%以上,一氧化碳转化率在85%到95%之间等。

  通过实现以上技术指标,节约和保护水资源4000亿吨。到2050年,实现减少二氧化碳排放440亿吨,节约煤炭220亿吨,节煤效率达到 10%,减少污染物排放,其中硫化物4 .4亿吨,氮氧化物1 .6亿吨。煤炭的综合转化效率在原基础上提高10%,烟尘、二氧化硫、氮氧化物、重金属等污染物减少90%。

  神华集团希望通过在鄂尔多斯和呼伦贝尔两个主产煤区建设三个示范工程,打造“超低排放”的煤基能源系统。在2020年前,完成煤制特种燃料,褐煤分级转化等重点技术研发和示范,建立鄂尔多斯、呼伦贝尔等一批煤基清洁能源系统示范基地。到2030年前,基本形成“超低排放”的能源技术体系,实现煤炭高效、清洁低碳利用。在鄂尔多斯示范区,将有2000万吨煤炭进行转化,生产一系列的能源产品和化工品以及石油替代品。其中,装置的规模均为工业化规模和商业化规模,建成以后能够推广。

  另外,生产过程中实现物料平衡。经过工厂加工以后的物料例如煤生产油品、天然气、电力等,实现“超低排放”,能源效率能够达到59 .6%。在神华准能矿区蕴藏着世界独有的高含氧化铝的煤炭资源。其煤灰里氧化铝的含量高达48%,神华集团正在研究建设合适的能源体系,将高铝附加的粉煤灰充分利用,提取氧化铝、钾以及氧化硅。

  呼伦贝尔地区是我们国家最大的褐煤矿区,储量超过两百亿吨,水资源也比较丰富,在此区域如何把褐煤充分利用极为重要。神华集团将在该地区建设一个集煤炭开发、利用、转化为一体的综合能源基地,生产低碳混合醇,煤制烯烃,褐煤提质,同时建设一个IG CC电站。

  未来,神华集团将基于已有的清洁能源技术及产业项目,进一步整合、优化和创新低碳技术,探索以煤炭开采、先进电力、清洁高效煤 化 工 为 三 条 技 术 主 线 , 突 出 安全、生态、低碳和高效的四大核心理念,通过5-10年的努力,解决煤炭可持续发展的重大瓶颈问题、突破关键共性技术,培育核心自主知识产权,开拓中国煤炭工业可持续发展之路。

  (作者:张玉卓 系中国工程院院士、神华集团公司总经理)