倪维斗：低碳关键是煤炭清洁高效利用

　　“十二五”规划纲要确立的节能减排目标为：单位国内生产总值能源消耗降低16%，单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%。我国政府2009年曾作出承诺：到2020年，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。在刚刚闭幕的第二届“中国电力发展和技术创新院士论坛”上，中国工程院院士、清华大学教授倪维斗表示，我国要达成“十二五”规划纲要确立的节能减排目标、实现到2020年的碳减排承诺，煤的清洁高效利用是关键，除了要重点发展燃煤超超临界蒸汽电站外，发展煤基多联产不可忽视。

　　我国可持续发展面临五大能源挑战，应及早主动应对而不是被动减排。

　　倪维斗表示，应对全球气候变化，国际上可能留给中国和其他发展中国家的二氧化碳排放空间已经非常小。要将未来全球升温控制在2~3摄氏度，2050年全球二氧化碳排放要比1990年减少50%，只能排放104亿吨(1990年208亿吨)，这就是届时全球二氧化碳排放的总空间，倪维斗分析说，即使发达国家承诺减排其中80%，发展中国家整体上也需要比2005年减排36%。而我国正处于二氧化碳排放的上升期，面临国际上对我国二氧化碳排放峰值出现时间和绝对值要求（譬如2030年80亿吨、2035年90亿吨、2040年100亿吨），在已经大力强化节能和发展核能、可再生能源的条件下，我国未来在碳减排上仍将处于被动状态。鉴于此，我们应及早主动应对。

　　倪维斗认为，我国可持续发展面临五大能源挑战：其一是能源需求总量巨大且快速增长，供应能力日趋紧张；其二是液体燃料短缺，高度依赖进口，能源安全堪忧；其三是农村和小城镇急需大量清洁、便利的能源服务；其四是温室气体排放量巨大且迅速增加；其五是环境污染严重。

　　倪维斗说，即使未来煤在我国的能源结构中的比例由现在的70%下降到50%，煤仍是我国能源的主力，煤用于发电的比例将越来越大。在目前的技术条件下，煤的直接燃烧已引起严重的环境污染，这种直　　接燃烧方式很难解决温室气体减排问题。

　　燃煤超超临界蒸汽电站（USC）是重点方向，但并不一定是煤高效利用的唯一选择，多联产方式是可选项。

　　倪维斗介绍说，为了推进节能减排，近年，发达国家尤其是欧洲一些国家把重点放在发展燃煤超超临界蒸汽电站（USC）上，制定AD700计划，但此工作在欧洲国家已进行了十余年，至今没有商业化。

　　倪维斗说，就我国来说，主汽温度600摄氏度的超超临界参数锅炉所用的进口材料价格昂贵，百万千瓦级机组锅炉成本中50%用于材料。若进一步提高温度和压力，材料的标准还要提高。另外，煤直接燃烧，从烟气里收集二氧化碳代价很大。因此，倪维斗指出，虽然将来超超临界肯定要发展，但不一定是煤高效利用的唯一重点方向。

　　他介绍说，燃用天然气的燃气/蒸汽联合循环技术已有很大进展，燃气初温不断升高，从1100摄氏度提高到1430摄氏度，并且还在向更高温度前进，其热效率已从50%提高到了58%~60%。

　　整体煤气化联合循环（ＩＧＣＣ）也有大量的改进余地，如采用先进的燃气轮机技术，可以进一步提高ＩＧＣＣ的热效率，目前ＧＥ公司燃气轮机所达到的热效率是５１％，相当于ＡＤ７００。

　　但ＩＧＣＣ最大的优势是在燃烧前，在较高二氧化碳浓度、较高压力条件下捕捉二氧化碳。“显然，ＩＧＣＣ电站与燃煤电站相比，由于二氧化碳的捕捉所引起的基建成本和发电成本的增加要小得多。”倪维斗如此评价。

　　以煤气化为核心的多联产能源系统（煤基多联产）就是以煤、渣油或石油焦为原料，经气化后成为合成气，净化以后可用于实现电力、化工、热、气的联产，即在发电的同时，联产包括液体燃料在内的多种高附加值的化工产品、城市煤气等。倪维斗认为，随着越来越严格的环保规定，煤气化多联产在经济上的优势将会越来越显著，是我国高效协同利用煤的重要战略方向。

　　目前，纯用于发电的ＩＧＣＣ单位投资较高，倪维斗提出，与煤基多联产结合之后，生产电力和化工两种产品，可以带来较好的经济效益。

　　倪维斗特别强调，目前我国的各种煤化工加起来至少好几千万吨二氧化碳排放，真正减排二氧化碳应该从煤化工做起，如果给煤化工单位优惠的减排政策，比补贴到其他地方效果更好。

　　煤如果实现新的利用方式即成为新能源，实施煤炭现代化战略刻不容缓。

　　倪维斗院士还从新能源利用角度强调了实施煤炭现代化战略的重要性。

　　倪维斗介绍，新能源的定义因地、因时而不同，比如核电在中国是新能源，而在法国、美国则不是。为什么会这样呢？他从能源利用过程对能源进行了重新定义。他说，“能源”是一个广泛的称呼，有四大主要环节：资源、转化、输送、终端利用。他认为，凡是在四个环节中的一个或几个环节有大的变化，且相对于在役主力能源而言，能大幅度节约资源、减少排放的能源或能源技术即可称为“新能源”。因此，煤的现代化利用，如以煤气化为核心的多联产系统，煤也成了新能源。

　　目前正值新一轮电力建设高潮，现在兴建的电厂采用的基本上是超临界、超超临界发电机组。倪维斗表示，如不及时发展ＩＧＣＣ多联产，从某种意义上来说，这就意味着今后一段时期内我国电力发展的技术路径被锁定在煤直接燃烧发电的模式上。一个能源系统的发展与成熟需要多年时间，现在不推进ＩＧＣＣ多联产示范就会延误时机，将来再做要付出更大的代价。

　　倪维斗认为，煤基多联产打破不同行业之间的界限，按照系统最优原则对如发电、化工、冶金等生产中的物质流和能量流进行充分集成与优化，改变传统的工艺过程，实现压力、温度、物质、燃料“品质”等的梯级利用，从而达到系统的能源、环境、经济效益最优的目的。煤基多联产是符合我国国情的能源发展方向之一，具有良好的经济效益和环保性能，是实现未来二氧化碳捕捉和埋存的途径，它对于中国乃至世界都具有非常重要的战略意义。